TED2018
Penny Chisholm: The tiny creature that secretly powers the planet
Penny Chisholm: A minúscula criatura que domina o planeta em segredo
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A oceanógrafa Penny Chisholm apresenta-nos uma criatura incrivelmente pequena: o "Prochlorococcus", a espécie fotossintética mais abundante do planeta. Um micróbio marinho que existe há milhares de milhões de anos. O "Prochlorococcus" só foi descoberto em meados dos anos 80 - mas o seu antigo código genético pode conter pistas para podermos reduzir a nossa dependência dos combustíveis fósseis.
Penny Chisholm - Microbial oceanographer, author
Penny Chisholm studies an extremely tiny microorganism that plays an enormous role in ocean ecosystems. Discovered only three decades ago, it has defined her career and inspired her to think differently about life on Earth. Full bio
Penny Chisholm studies an extremely tiny microorganism that plays an enormous role in ocean ecosystems. Discovered only three decades ago, it has defined her career and inspired her to think differently about life on Earth. Full bio
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00:12
I'd like to introduce you
to a tiny microorganism
to a tiny microorganism
0
760
2840
Queria apresentar-vos
um micro-organismo minúsculo
um micro-organismo minúsculo
de que, provavelmente,
nunca ouviram falar.
nunca ouviram falar.
00:16
that you've probably never heard of:
1
4880
1736
00:18
its name is Prochlorococcus,
2
6640
1976
Chama-se "Prochlorococcus"
00:20
and it's really an amazing little being.
3
8640
2200
e é realmente um pequeno
ser extraordinário.
ser extraordinário.
00:23
For one thing, its ancestors
4
11680
2896
Por uma razão: os seus antepassados
00:26
changed the earth in ways
that made it possible for us to evolve,
that made it possible for us to evolve,
5
14600
3816
alteraram a Terra de uma forma
que permitiu a nossa evolução.
que permitiu a nossa evolução.
00:30
and hidden in its genetic code
6
18440
2056
Escondido no seu código
genético há um plano
genético há um plano
00:32
is a blueprint
7
20520
1776
00:34
that may inspire ways to reduce
our dependency on fossil fuel.
our dependency on fossil fuel.
8
22320
5280
que pode inspirar formas de reduzir
a nossa dependência
dos combustíveis fósseis.
dos combustíveis fósseis.
00:40
But the most amazing thing
9
28480
1856
Mas o mais extraordinário
00:42
is that there are
three billion billion billion
three billion billion billion
10
30360
2616
é que há três mil milhões de triliões
00:45
of these tiny cells on the planet,
11
33000
1816
destas minúsculas células
no nosso planeta
no nosso planeta
00:46
and we didn't know they existed
until 35 years ago.
until 35 years ago.
12
34840
3320
e só há 35 anos descobrimos
que elas existiam.
que elas existiam.
00:51
So to tell you their story,
13
39280
1456
Vou contar-vos a sua história.
00:52
I need to first take you way back,
14
40760
2240
Primeiro temos que recuar no tempo,
00:55
four billion years ago, when the earth
might have looked something like this.
might have looked something like this.
15
43800
3620
há 4000 milhões de anos, quando a Terra
talvez tivesse este aspeto.
talvez tivesse este aspeto.
01:00
There was no life on the planet,
16
48480
1856
Não havia vida no planeta,
01:02
there was no oxygen in the atmosphere.
17
50360
2280
não havia oxigénio na atmosfera.
01:05
So what happened to change that planet
into the one we enjoy today,
into the one we enjoy today,
18
53320
5656
Que terá acontecido para mudar
este planeta naquele que desfrutamos hoje,
este planeta naquele que desfrutamos hoje,
01:11
teeming with life,
19
59000
1816
transbordante de vida,
01:12
teeming with plants and animals?
20
60840
1640
repleto de plantas e de animais?
01:15
Well, in a word, photosynthesis.
21
63480
2280
Numa palavra, a fotossíntese.
01:19
About two and a half billion years ago,
22
67080
2096
Há cerca de 2500 milhões de anos,
01:21
some of these ancient ancestors
of Prochlorococcus evolved
of Prochlorococcus evolved
23
69200
3936
alguns destes antigos antepassados
do "Prochlorococcus"
do "Prochlorococcus"
evoluíram de forma a poderem
usar a energia solar, absorvê-la
usar a energia solar, absorvê-la
01:25
so that they could use solar energy
24
73160
2336
01:27
and absorb it
25
75520
1296
01:28
and split water into its component parts
of oxygen and hydrogen.
of oxygen and hydrogen.
26
76840
5016
e decompor a água nos seus componentes
de oxigénio e hidrogénio.
de oxigénio e hidrogénio.
01:33
And they used the chemical energy produced
27
81880
2416
Usaram a energia química produzida
01:36
to draw CO2, carbon dioxide,
out of the atmosphere
out of the atmosphere
28
84320
3896
para captar o CO2,
o dióxido de carbono da atmosfera
o dióxido de carbono da atmosfera
01:40
and use it to build sugars
and proteins and amino acids,
and proteins and amino acids,
29
88240
3816
e usá-lo para criar açúcares,
proteínas e aminoácidos,
proteínas e aminoácidos,
01:44
all the things that life is made of.
30
92080
2400
todas as coisas de que é feita a vida.
01:47
And as they evolved and grew more and more
31
95560
3096
À medida que evoluíam
e aumentavam em número
e aumentavam em número
01:50
over millions and millions of years,
32
98680
2056
ao longo de milhões e milhões de anos,
01:52
that oxygen accumulated in the atmosphere.
33
100760
3080
esse oxigénio acumulou-se na atmosfera.
01:57
Until about 500 million years ago,
34
105480
2496
Até há cerca de 500 milhões de anos,
02:00
there was enough in the atmosphere
that larger organisms could evolve.
that larger organisms could evolve.
35
108000
3696
havia o suficiente na atmosfera
para poderem evoluir organismos maiores.
para poderem evoluir organismos maiores.
02:03
There was an explosion of life-forms,
36
111720
1936
Houve uma explosão de formas de vida
02:05
and, ultimately, we appeared on the scene.
37
113680
2560
e, por fim, aparecemos nós em cena.
02:09
While that was going on,
38
117000
1320
Enquanto tudo isto se passava,
02:11
some of those ancient
photosynthesizers died
photosynthesizers died
39
119440
3216
alguns desses antigos
fotossintetizadores morreram,
fotossintetizadores morreram,
02:14
and were compressed and buried,
40
122680
1680
foram comprimidos e sepultados
02:17
and became fossil fuel
41
125160
2096
e transformaram-se
em combustível fóssil,
em combustível fóssil,
02:19
with sunlight buried
in their carbon bonds.
in their carbon bonds.
42
127280
4136
com a luz solar sepultada
nas suas ligações de carbono.
nas suas ligações de carbono.
02:23
They're basically buried sunlight
in the form of coal and oil.
in the form of coal and oil.
43
131440
4680
Na prática, sepultaram a luz solar
sob a forma de carvão e petróleo.
sob a forma de carvão e petróleo.
02:29
Today's photosynthesizers,
44
137080
1576
Os fotossintetizadores atuais
02:30
their engines are descended
from those ancient microbes,
from those ancient microbes,
45
138680
5656
são descendentes desses antigos micróbios
02:36
and they feed basically
all of life on earth.
all of life on earth.
46
144360
3240
e alimentam toda a vida na Terra.
02:40
Your heart is beating
using the solar energy
using the solar energy
47
148440
3336
O nosso coração bate
usando a energia solar
usando a energia solar
02:43
that some plant processed for you,
48
151800
2216
que algumas plantas
transformaram para nós.
transformaram para nós.
02:46
and the stuff your body is made out of
49
154040
2416
O material de que é feito o nosso corpo
02:48
is made out of CO2
50
156480
1616
é feito de CO2
02:50
that some plant processed for you.
51
158120
2440
que algumas plantas
transformaram para nós.
transformaram para nós.
02:53
Basically, we're all made
out of sunlight and carbon dioxide.
out of sunlight and carbon dioxide.
52
161480
4280
Basicamente, somos todos feitos
de luz solar e dióxido de carbono.
de luz solar e dióxido de carbono.
02:58
Fundamentally, we're just hot air.
53
166640
2056
Em última análise,
não passamos de ar quente.
não passamos de ar quente.
03:00
(Laughter)
54
168720
2320
(Risos)
03:04
So as terrestrial beings,
55
172560
1696
Enquanto seres terrestres,
03:06
we're very familiar
with the plants on land:
with the plants on land:
56
174280
3056
conhecemos bem as plantas terrestres,
03:09
the trees, the grasses,
the pastures, the crops.
the pastures, the crops.
57
177360
4616
as árvores, as ervas,
os pastos, as searas.
os pastos, as searas.
03:14
But the oceans are filled
with billions of tons of animals.
with billions of tons of animals.
58
182000
3816
Mas os oceanos estão repletos
de milhares de milhões
de toneladas de animais.
de toneladas de animais.
03:17
Do you ever wonder what's feeding them?
59
185840
2360
Já pensaram de que é
que eles se alimentam?
que eles se alimentam?
03:21
Well there's an invisible pasture
60
189400
2376
Há uma pastagem invisível
03:23
of microscopic photosynthesizers
called phytoplankton
called phytoplankton
61
191800
3776
de fotossintetizadores invisíveis
chamados fitoplâncton
chamados fitoplâncton
03:27
that fill the upper
200 meters of the ocean,
200 meters of the ocean,
62
195600
2640
que enchem os 200 metros
superiores do oceano.
superiores do oceano.
03:32
and they feed the entire
open ocean ecosystem.
open ocean ecosystem.
63
200000
3416
Eles alimentam todo o ecossistema
dos oceanos.
dos oceanos.
03:35
Some of the animals
live among them and eat them,
live among them and eat them,
64
203440
2416
Alguns dos animais vivem
entre eles e comem-nos.
entre eles e comem-nos.
Outros sobem à superfície, de noite,
para se alimentarem deles.
para se alimentarem deles.
03:37
and others swim up
to feed on them at night,
to feed on them at night,
65
205880
2536
03:40
while others sit in the deep
and wait for them to die and settle down
and wait for them to die and settle down
66
208440
3976
Outros ainda mantêm-se no fundo
e aguardam que eles morram e se afundem
e aguardam que eles morram e se afundem
03:44
and then they chow down on them.
67
212440
1524
e só depois os comem.
03:47
So these tiny phytoplankton,
68
215320
3096
Este minúsculo fitoplâncton
03:50
collectively, weigh less than
one percent of all the plants on land,
one percent of all the plants on land,
69
218440
4136
em conjunto, pesa menos de 1%
de todas as plantas da terra
de todas as plantas da terra
03:54
but annually they photosynthesize
as much as all of the plants on land,
as much as all of the plants on land,
70
222600
4296
mas fotossintetizam, anualmente,
tanto quanto as plantas da terra,
tanto quanto as plantas da terra,
03:58
including the Amazon rainforest
71
226920
2416
incluindo a floresta tropical amazónica
04:01
that we consider the lungs of the planet.
72
229360
2200
que consideramos os pulmões do planeta.
04:04
Every year, they fix
50 billion tons of carbon
50 billion tons of carbon
73
232280
3976
Todos os anos, fixam
50 mil milhões de toneladas de carbono
50 mil milhões de toneladas de carbono
04:08
in the form of carbon dioxide
into their bodies
into their bodies
74
236280
3256
sob a forma de dióxido de carbono
nos seus corpos
nos seus corpos
04:11
that feeds the ocean ecosystem.
75
239560
2680
que alimentam o ecossistema oceânico.
04:15
How does this tiny amount of biomass
76
243120
2576
Como é que esta minúscula
quantidade de biomassa
quantidade de biomassa
04:17
produce as much as all the plants on land?
77
245720
2056
produz tanto como todas
as plantas da terra?
as plantas da terra?
04:19
Well, they don't have trunks and stems
78
247800
2536
Não têm troncos nem raízes,
04:22
and flowers and fruits
and all that to maintain.
and all that to maintain.
79
250360
2936
nem flores ou frutos,
nada para sustentarem.
nada para sustentarem.
04:25
All they have to do is grow and divide
and grow and divide.
and grow and divide.
80
253320
2816
Só crescem e se dividem,
crescem e dividem-se.
crescem e dividem-se.
04:28
They're really lean
little photosynthesis machines.
little photosynthesis machines.
81
256160
3600
São muito simples,
como pequenas máquinas de fotossíntese.
como pequenas máquinas de fotossíntese.
04:33
They really crank.
82
261519
1201
São mesmo eficazes.
04:39
So there are thousands
of different species of phytoplankton,
of different species of phytoplankton,
83
267400
3896
Há milhares de espécies
diferentes de fitoplâncton,
diferentes de fitoplâncton,
04:43
come in all different shapes and sizes,
84
271320
2176
têm todo o tipo de diferentes
formas e dimensões,
formas e dimensões,
04:45
all roughly less than the width
of a human hair.
of a human hair.
85
273520
3256
todos um pouco menores
do que a espessura de um cabelo humano.
do que a espessura de um cabelo humano.
04:48
Here, I'm showing you
some of the more beautiful ones,
some of the more beautiful ones,
86
276800
3576
Mostro aqui alguns
dos mais belos,
dos mais belos,
04:52
the textbook versions.
87
280400
1480
as versões dos manuais de estudo.
04:54
I call them the charismatic
species of phytoplankton.
species of phytoplankton.
88
282640
3240
Chamo-lhes as espécies
carismáticas do fitoplâncton.
carismáticas do fitoplâncton.
05:00
And here is Prochlorococcus.
89
288120
3000
Este é o "Prochlorococcus".
05:04
I know,
90
292120
1536
Eu sei.
05:05
it just looks like a bunch
of schmutz on a microscope slide.
of schmutz on a microscope slide.
91
293680
2936
Parece um bocado de porcaria
numa lâmina dum microscópio.
numa lâmina dum microscópio.
05:08
(Laughter)
92
296640
1576
(Risos)
05:10
But they're in there,
93
298240
1816
Mas estão ali
05:12
and I'm going to reveal them
to you in a minute.
to you in a minute.
94
300080
2760
e eu vou mostrá-los
dentro de instantes.
dentro de instantes.
05:15
But first I want to tell you
how they were discovered.
how they were discovered.
95
303560
3560
Mas primeiro, quero contar-vos
como foram descobertos.
como foram descobertos.
05:20
About 38 years ago,
96
308080
2136
Há uns 38 anos,
05:22
we were playing around with a technology
in my lab called flow cytometry
in my lab called flow cytometry
97
310240
4776
usávamos no meu laboratório
uma tecnologia chamada citometria de fluxo
uma tecnologia chamada citometria de fluxo
05:27
that was developed for biomedical research
for studying cells like cancer cells,
for studying cells like cancer cells,
98
315040
4480
que fora desenvolvida para investigação
biomédica para estudar células cancerosas
biomédica para estudar células cancerosas
05:33
but it turns out we were using it
for this off-label purpose
for this off-label purpose
99
321080
3296
mas aconteceu que estávamos a usá-la
para um objetivo diferente
para um objetivo diferente
05:36
which was to study phytoplankton,
and it was beautifully suited to do that.
and it was beautifully suited to do that.
100
324400
3960
que era estudar o fitoplâncton.
Servia maravilhosamente para isso,
05:41
And here's how it works:
101
329480
1776
Funciona deste modo:
05:43
so you inject a sample
in this tiny little capillary tube,
in this tiny little capillary tube,
102
331280
3240
injetamos uma amostra
neste diminuto tubo capilar
neste diminuto tubo capilar
05:47
and the cells go single file by a laser,
103
335840
3496
e as células passam
uma a uma por um laser.
uma a uma por um laser.
05:51
and as they do, they scatter light
according to their size
according to their size
104
339360
4056
Quando isso acontece, espalham luz
consoante o seu tamanho
consoante o seu tamanho
05:55
and they emit light according
to whatever pigments they might have,
to whatever pigments they might have,
105
343440
3656
e emitem luz de acordo
com os pigmentos que têm,
com os pigmentos que têm,
05:59
whether they're natural
or whether you stain them.
or whether you stain them.
106
347120
2616
quer sejam naturais
quer sejamos nós a tingi-las.
quer sejamos nós a tingi-las.
06:01
And the chlorophyl of phytoplankton,
107
349760
2360
A clorofila do fitoplâncton,
06:05
which is green,
108
353160
1336
que é verde,
06:06
emits red light
when you shine blue light on it.
when you shine blue light on it.
109
354520
3736
emite luz vermelha,
quando lhe fazemos incidir luz azul.
quando lhe fazemos incidir luz azul.
06:10
And so we used this instrument
for several years
for several years
110
358280
3216
Usámos este instrumento
durante anos
durante anos
06:13
to study our phytoplankton cultures,
111
361520
1816
para estudar as culturas de fitoplâncton,
06:15
species like those charismatic
ones that I showed you,
ones that I showed you,
112
363360
3616
espécies como aqueles carismáticos
que já mostrei,
que já mostrei,
06:19
just studying their basic cell biology.
113
367000
2200
para estudar a sua biologia
celular básica.
celular básica.
06:22
But all that time, we thought,
well wouldn't it be really cool
well wouldn't it be really cool
114
370160
2936
Durante todo esse tempo,
pensámos que seria ótimo
pensámos que seria ótimo
06:25
if we could take an instrument
like this out on a ship
like this out on a ship
115
373120
2816
se pudéssemos meter num barco
um instrumento daqueles
um instrumento daqueles
06:27
and just squirt seawater through it
116
375960
1696
e analisássemos a água com ele
06:29
and see what all those diversity
of phytoplankton would look like.
of phytoplankton would look like.
117
377680
4736
para ver como seria toda aquela
diversidade de fitoplâncton.
diversidade de fitoplâncton.
06:34
So I managed to get my hands
118
382440
2096
Consegui deitar a mão
06:36
on what we call a big rig
in flow cytometry,
in flow cytometry,
119
384560
3216
ao que eu chamo um grande equipamento
de citometria de fluxos,
de citometria de fluxos,
06:39
a large, powerful laser
120
387800
2440
com um grande e potente laser
06:43
with a money-back guarantee
from the company
from the company
121
391240
2736
com uma garantia de reembolso
da companhia.
da companhia.
06:46
that if it didn't work on a ship,
they would take it back.
they would take it back.
122
394000
2936
Se não funcionasse num barco,
eles recebiam-no outra vez.
eles recebiam-no outra vez.
06:48
And so a young scientist
that I was working with at the time,
that I was working with at the time,
123
396960
3016
Um jovem cientista com quem
eu estava a trabalhar na época,
eu estava a trabalhar na época,
06:52
Rob Olson, was able
to take this thing apart,
to take this thing apart,
124
400000
2576
Rob Olson, conseguiu desmontar esta coisa,
06:54
put it on a ship, put it back together
and take it off to sea.
and take it off to sea.
125
402600
3856
meteu-a num barco, voltou a montá-la
e levou-o para o mar.
e levou-o para o mar.
06:58
And it worked like a charm.
126
406480
1336
Funcionou perfeitamente.
06:59
We didn't think it would,
because we thought the ship's vibrations
because we thought the ship's vibrations
127
407840
3136
Julgávamos que não funcionaria
porque as vibrações do barco
porque as vibrações do barco
07:03
would get in the way
of the focusing of the laser,
of the focusing of the laser,
128
411000
2376
podiam interferir
na forma de focar o laser.
na forma de focar o laser.
Mas funcionou perfeitamente.
07:05
but it really worked like a charm.
129
413400
1656
07:07
And so we mapped the phytoplankton
distributions across the ocean.
distributions across the ocean.
130
415080
3496
Assim, mapeámos as distribuições
de fitoplâncton pelo oceano.
de fitoplâncton pelo oceano.
07:10
For the first time, you could look at them
one cell at a time in real time
one cell at a time in real time
131
418600
3616
Pela primeira vez, pudemos vê-las,
uma célula em tempo real, de cada vez
uma célula em tempo real, de cada vez
07:14
and see what was going on --
that was very exciting.
that was very exciting.
132
422240
2816
e ver o que se estava a passar
- foi muito excitante.
- foi muito excitante.
07:17
But one day, Rob noticed
some faint signals
some faint signals
133
425080
3016
Mas um dia, Rob reparou
nuns sinais fracos
nuns sinais fracos
07:20
coming out of the instrument
134
428120
1496
emitidos pelo instrumento.
07:21
that we dismissed as electronic noise
135
429640
3696
Considerámos ser ruído eletrónico,
07:25
for probably a year
136
433360
2296
durante quase um ano,
07:27
before we realized that it wasn't
really behaving like noise.
really behaving like noise.
137
435680
3336
antes de percebermos que aquilo
não se comportava como um ruído.
não se comportava como um ruído.
07:31
It had some regular patterns to it.
138
439040
2160
Continha um padrão regular.
07:34
To make a long story short,
139
442440
1440
Para resumir uma longa história,
07:36
it was tiny, tiny little cells,
140
444640
2536
eram células muito pequeninas,
07:39
less than one-one hundredth
the width of a human hair
the width of a human hair
141
447200
3376
com menos de um centésimo
da espessura de um cabelo humano
da espessura de um cabelo humano
07:42
that contain chlorophyl.
142
450600
1816
que continham clorofila.
07:44
That was Prochlorococcus.
143
452440
1360
Era o "Prochlorococcus".
07:47
So remember this slide that I showed you?
144
455040
2760
Lembram-se daquele diapositivo
que vos mostrei?
que vos mostrei?
07:50
If you shine blue light
on that same sample,
on that same sample,
145
458680
2616
Se incidirmos luz azul
naquela mesma amostra,
naquela mesma amostra,
07:53
this is what you see:
146
461320
1200
vemos isto:
07:55
two tiny little red light-emitting cells.
147
463280
3856
duas minúsculas células
que emitem luz vermelha,
que emitem luz vermelha,
07:59
Those are Prochlorococcus.
148
467160
2120
São os Prochlorococcus.
08:02
They are the smallest and most abundant
photosynthetic cell on the planet.
photosynthetic cell on the planet.
149
470760
4040
São as células fotossintéticas
mais pequenas
e mais abundantes do planeta.
e mais abundantes do planeta.
08:09
At first, we didn't know what they were,
150
477071
1905
A princípio, não sabíamos o que eram,
08:11
so we called the "little greens."
151
479000
1776
por isso, chamámos-lhes "verdinhas".
08:12
It was a very affectionate name for them.
152
480800
1976
Era um nome muito carinhoso para elas.
08:14
Ultimately, we knew enough about them
to give them the name Prochlorococcus,
to give them the name Prochlorococcus,
153
482800
3616
Por fim, soubemos o suficiente
para lhes dar o nome de "Prochlorococcus"
para lhes dar o nome de "Prochlorococcus"
08:18
which means "primitive green berry."
154
486440
2216
que significa "bagas verdes primitivas".
08:20
And it was about that time
155
488680
1440
Foi por essa mesma altura
08:23
that I became so smitten
by these little cells
by these little cells
156
491480
2776
que eu fiquei tão apaixonada
por aquelas celulazinhas
por aquelas celulazinhas
08:26
that I redirected my entire lab
to study them and nothing else,
to study them and nothing else,
157
494280
4120
que alterei todo o laboratório
para as estudar, só a elas, mais nada.
para as estudar, só a elas, mais nada.
08:31
and my loyalty to them
has really paid off.
has really paid off.
158
499760
3016
A minha lealdade para com elas
foi recompensada.
foi recompensada.
08:34
They've given me a tremendous amount,
including bringing me here.
including bringing me here.
159
502800
3560
Deram-me imensas coisas,
inclusive, trazerem-me aqui.
inclusive, trazerem-me aqui.
08:39
(Applause)
160
507880
5360
(Aplausos)
08:45
So over the years,
we and others, many others,
we and others, many others,
161
513799
2976
Ao longo dos anos,
nós e outros, muitos outros,
nós e outros, muitos outros,
08:48
have studied Prochlorococcus
across the oceans
across the oceans
162
516799
3377
temos estudado os "Prochlorococcus"
em todos os oceanos
em todos os oceanos
08:52
and found that they're very abundant
over wide, wide ranges
over wide, wide ranges
163
520200
4576
e descobrimos que são muito abundantes
em gamas amplas,
em gamas amplas,
08:56
in the open ocean ecosystem.
164
524800
1640
no ecossistema dos oceanos.
08:59
They're particularly abundant
in what are called the open ocean gyres.
in what are called the open ocean gyres.
165
527680
4096
São especialmente abundantes
naquilo a que chamamos os giros oceânicos
naquilo a que chamamos os giros oceânicos
09:03
These are sometimes referred to
as the deserts of the oceans,
as the deserts of the oceans,
166
531800
3736
que, por vezes, são referenciados
como os desertos dos oceanos,
como os desertos dos oceanos,
09:07
but they're not deserts at all.
167
535560
2016
mas não são desertos nenhuns.
09:09
Their deep blue water is teeming
168
537600
2536
Aquela água azul escura fervilha
09:12
with a hundred million
Prochlorococcus cells per liter.
Prochlorococcus cells per liter.
169
540160
3400
com cem milhões de células
"Prochlorococcus" por litro.
"Prochlorococcus" por litro.
09:16
If you crowd them together
like we do in our cultures,
like we do in our cultures,
170
544360
2616
Se os juntássemos todos,
como fazemos com as nossas culturas,
como fazemos com as nossas culturas,
09:19
you can see their beautiful
green chlorophyl.
green chlorophyl.
171
547000
3536
veríamos aquela bela clorofila verde.
09:22
One of those test tubes
has a billion Prochlorococcus in it,
has a billion Prochlorococcus in it,
172
550560
4616
Um destes tubos de ensaio
contém mil milhões de "Prochlorococcus".
contém mil milhões de "Prochlorococcus".
09:27
and as I told you earlier,
173
555200
1456
E, como já vos disse há bocado,
09:28
there are three billion billion billion
of them on the planet.
of them on the planet.
174
556680
3176
são três mil milhões de triliões
no planeta.
no planeta.
09:31
That's three octillion,
175
559880
2216
É um 3 seguido de 27 zeros,
09:34
if you care to convert.
176
562120
1680
caso queiram converter.
09:36
(Laughter)
177
564480
1696
(Risos)
09:38
And collectively, they weigh
more than the human population
more than the human population
178
566200
3896
Em conjunto, pesam mais
do que a população humana
do que a população humana
09:42
and they photosynthesize
as much as all of the crops on land.
as much as all of the crops on land.
179
570120
3960
e fotossintetizam tanto
quanto todas as culturas terrestres.
quanto todas as culturas terrestres.
09:47
They're incredibly important
in the global ocean.
in the global ocean.
180
575080
3440
São extremamente importantes
no oceano global.
no oceano global.
09:51
So over the years,
as we were studying them
as we were studying them
181
579120
2496
Ao longo dos anos,
à medida que as estudávamos
à medida que as estudávamos
09:53
and found how abundant they were,
182
581640
2176
e descobríamos até que ponto
eram abundantes,
eram abundantes,
09:55
we thought, hmm, this is really strange.
183
583840
1936
pensámos que era uma coisa muito estranha.
09:57
How can a single species be so abundant
across so many different habitats?
across so many different habitats?
184
585800
3840
Como é que uma espécie podia ser
tão abundante
tão abundante
em "habitats" tão diferentes?
10:02
And as we isolated more into culture,
185
590640
2016
À medida que as isolávamos
mais em cultura,
mais em cultura,
10:04
we learned that they
are different ecotypes.
are different ecotypes.
186
592680
2136
descobrimos que são diferentes ecótipos.
10:06
There are some that are adapted
to the high-light intensities
to the high-light intensities
187
594840
2896
Há umas que estão adaptadas
às intensidades luminosas
às intensidades luminosas
10:09
in the surface water,
188
597760
1256
da superfície da água,
10:11
and there are some that are adapted
to the low light in the deep ocean.
to the low light in the deep ocean.
189
599040
3576
e há as que estão adaptadas
à luz ténue do oceano profundo.
à luz ténue do oceano profundo.
10:14
In fact, those cells that live
in the bottom of the sunlit zone
in the bottom of the sunlit zone
190
602640
3576
As células que vivem
no fundo da zona iluminada pelo sol
no fundo da zona iluminada pelo sol
10:18
are the most efficient
photosynthesizers of any known cell.
photosynthesizers of any known cell.
191
606240
4776
são fotossintetizadores mais eficazes
que qualquer célula conhecida.
que qualquer célula conhecida.
10:23
And then we learned
that there are some strains
that there are some strains
192
611040
2336
Depois, descobrimos que há certas estirpes
10:25
that grow optimally along the equator,
193
613400
3416
que crescem ao máximo
ao longo do Equador
ao longo do Equador
10:28
where there are higher temperatures,
194
616840
1736
onde as temperaturas são mais altas
10:30
and some that do better
at the cooler temperatures
at the cooler temperatures
195
618600
2376
e outras dão-se melhor
em temperaturas mais frias,
em temperaturas mais frias,
10:33
as you go north and south.
196
621000
1256
quando vamos para norte
ou para o sul.
ou para o sul.
10:34
So as we studied these more and more
and kept finding more and more diversity,
and kept finding more and more diversity,
197
622280
3696
Enquanto as estudávamos,
encontrávamos cada vez mais diversidade.
encontrávamos cada vez mais diversidade.
10:38
we thought, oh my God,
how diverse are these things?
how diverse are these things?
198
626000
2440
Pensámos: "Meu Deus,
até que ponto estas coisas são diversas?"
até que ponto estas coisas são diversas?"
10:41
And about that time, it became
possible to sequence their genomes
possible to sequence their genomes
199
629040
3256
Nessa altura, tornou-se possível
sequenciar os genomas
sequenciar os genomas
10:44
and really look under the hood
and look at their genetic makeup.
and look at their genetic makeup.
200
632320
3600
e observar por detrás da capa,
observar a composição genética.
observar a composição genética.
10:49
And we've been able to sequence
the genomes of cultures that we have,
the genomes of cultures that we have,
201
637280
4416
Pudemos sequenciar os genomas
das culturas que tínhamos.
das culturas que tínhamos.
10:53
but also recently, using flow cytometry,
202
641720
2376
Recentemente, usando a citometria de fluxo
10:56
we can isolate
individual cells from the wild
individual cells from the wild
203
644120
2856
também podemos isolar
células individuais na natureza
células individuais na natureza
10:59
and sequence their individual genomes,
204
647000
2176
e sequenciar os seus genomas individuais.
11:01
and now we've sequenced
hundreds of Prochlorococcus.
hundreds of Prochlorococcus.
205
649200
2880
Até agora já sequenciámos
centenas de "Prochlorococcus".
centenas de "Prochlorococcus".
11:04
And although each cell
has roughly 2,000 genes --
has roughly 2,000 genes --
206
652840
3936
Embora cada célula
tenha uns 2000 genes
tenha uns 2000 genes
11:08
that's one tenth the size
of the human genome --
of the human genome --
207
656800
3576
- é um décimo do genoma humano -
à medida que vamos sequenciando
mais e mais
mais e mais
11:12
as you sequence more and more,
208
660400
1456
11:13
you find that they only have
a thousand of those in common
a thousand of those in common
209
661880
4696
descobrimos que só têm mil genes comuns
11:18
and the other thousand
for each individual strain
for each individual strain
210
666600
3096
e os outros mil,
para cada estirpe individual,
para cada estirpe individual,
11:21
is drawn from an enormous gene pool,
211
669720
2576
pertence a uma enorme
bolsa de genes
bolsa de genes
11:24
and it reflects the particular environment
that the cell might have thrived in,
that the cell might have thrived in,
212
672320
6616
e reflete o ambiente particular
em que a célula prosperou,
em que a célula prosperou,
11:30
not just high or low light
or high or low temperature,
or high or low temperature,
213
678960
2976
não apenas a luz forte ou fraca
nem a temperatura alta ou baixa,
nem a temperatura alta ou baixa,
11:33
but whether there are
nutrients that limit them
nutrients that limit them
214
681960
2776
mas se há nutrientes
que as limitam,
que as limitam,
11:36
like nitrogen, phosphorus or iron.
215
684760
2456
como o azoto, o fósforo ou o ferro.
11:39
It reflects the habitat
that they come from.
that they come from.
216
687240
2520
Reflete o "habitat" de onde elas provêm.
11:42
Think of it this way.
217
690400
1200
Pensem nesta imagem.
11:45
If each cell is a smartphone
218
693040
3256
Se cada célula fosse um Smartphone,
11:48
and the apps are the genes,
219
696320
1920
e os genes fossem as aplicações,
11:51
when you get your smartphone,
it comes with these built-in apps.
it comes with these built-in apps.
220
699080
3456
quando compramos um Smartphone
ele já vem com aplicações incorporadas.
ele já vem com aplicações incorporadas.
11:54
Those are the ones that you can't delete
if you're an iPhone person.
if you're an iPhone person.
221
702560
3216
São aquelas que não podemos eliminar.
Carregamos nelas mas elas
não estremecem, não têm "x".
não estremecem, não têm "x".
11:57
You press on them and they don't jiggle
and they don't have x's.
and they don't have x's.
222
705800
3056
Mesmo que não as queiramos,
não conseguimos ver-nos livres delas.
não conseguimos ver-nos livres delas.
12:00
Even if you don't want them,
you can't get rid of them.
you can't get rid of them.
223
708880
2616
(Risos)
12:03
(Laughter)
224
711520
2576
12:06
Those are like the core genes
of Prochlorococcus.
of Prochlorococcus.
225
714120
3136
São como os genes nucleares
do "Prochlorococcus".
do "Prochlorococcus".
12:09
They're the essence of the phone.
226
717280
2056
São a essência do telemóvel.
12:11
But you have a huge pool
of apps to draw upon
of apps to draw upon
227
719360
4976
Mas nós temos uma bolsa
enorme de aplicações a que recorrer,
enorme de aplicações a que recorrer,
12:16
to make your phone custom-designed
for your particular lifestyle and habitat.
for your particular lifestyle and habitat.
228
724360
5736
para personalizar o nosso telemóvel
segundo o nosso estilo de vida
e meio ambiente.
e meio ambiente.
12:22
If you travel a lot,
you'll have a lot of travel apps,
you'll have a lot of travel apps,
229
730120
3816
Se viajamos muito,
temos muitas aplicações de viagem.
temos muitas aplicações de viagem.
12:25
if you're into financial things,
you might have a lot of financial apps,
you might have a lot of financial apps,
230
733960
4816
Se andamos no mundo das finanças,
temos muitas aplicações financeiras.
temos muitas aplicações financeiras.
12:30
or if you're like me,
231
738800
1536
E se forem como eu,
têm muitas aplicações meteorológicas,
12:32
you probably have a lot of weather apps,
232
740360
1936
12:34
hoping one of them will tell you
what you want to hear.
what you want to hear.
233
742320
2616
na esperança de que nos digam
o que queremos ouvir.
o que queremos ouvir.
(Risos)
12:36
(Laughter)
234
744960
1336
12:38
And I've learned the last
couple days in Vancouver
couple days in Vancouver
235
746320
2376
Aprendi, nos últimos dias em Vancouver,
12:40
that you don't need a weather app --
you just need an umbrella.
you just need an umbrella.
236
748720
2976
que não precisamos
de uma aplicação meteorológica
de uma aplicação meteorológica
- só precisamos de um chapéu-de-chuva.
12:43
So --
237
751720
1216
12:44
(Laughter)
238
752960
2176
(Risos)
(Aplausos)
12:47
(Applause)
239
755160
2696
12:49
So just as your smartphone tells us
something about how you live your life,
something about how you live your life,
240
757880
5936
Assim, tal como o nosso Smartphone
revela como vivemos a nossa vida,
revela como vivemos a nossa vida,
qual o nosso estilo de vida,
12:55
your lifestyle,
241
763840
1296
12:57
reading the genome
of a Prochlorococcus cell
of a Prochlorococcus cell
242
765160
2616
ler o genoma de uma célula
"Prochlorococcus"
"Prochlorococcus"
12:59
tells us what the pressures are
in its environment.
in its environment.
243
767800
4040
revela-nos quais são as pressões
do seu meio ambiente.
do seu meio ambiente.
13:04
It's like reading its diary,
244
772680
1976
É como ler um diário.
13:06
not only telling us how it got
through its day or its week,
through its day or its week,
245
774680
3776
Não só nos diz o que se passou
durante o dia ou a semana,
durante o dia ou a semana,
13:10
but even its evolutionary history.
246
778480
2680
mas também a sua história evolutiva.
13:14
As we studied -- I said we've
sequenced hundreds of these cells,
sequenced hundreds of these cells,
247
782200
3216
Já disse que sequenciámos
centenas destas células
centenas destas células
13:17
and we can now project
248
785440
1856
e agora podemos projetar
13:19
what is the total genetic size --
249
787320
4136
qual é a dimensão genética total
- a bolsa genética -
13:23
gene pool --
250
791480
1216
13:24
of the Prochlorococcus
federation, as we call it.
federation, as we call it.
251
792720
3496
da federação Prochlorococcus,
como lhe chamamos.
como lhe chamamos.
É como um super-organismo.
13:28
It's like a superorganism.
252
796240
1656
13:29
And it turns out that projections are
253
797920
2616
Acontece que estas projeções
são que o coletivo tem 80 000 genes.
13:32
that the collective has 80,000 genes.
254
800560
3016
13:35
That's four times the size
of the human genome.
of the human genome.
255
803600
2936
É quatro vezes mais
do que o genoma humano.
do que o genoma humano.
13:38
And it's that diversity of gene pools
256
806560
4416
E tem esta diversidade de bolsas genéticas
13:43
that makes it possible for them
257
811000
2016
que lhes torna possível
13:45
to dominate these large
regions of the oceans
regions of the oceans
258
813040
2256
dominar estas enormes
regiões dos oceanos
regiões dos oceanos
13:47
and maintain their stability
259
815320
1736
e manter a sua estabilidade,
ano após ano.
ano após ano.
13:49
year in and year out.
260
817080
1920
13:52
So when I daydream about Prochlorococcus,
261
820680
3176
Quando sonho acordada
com o "Prochlorococcus"
com o "Prochlorococcus"
13:55
which I probably do more
than is healthy --
than is healthy --
262
823880
2456
- provavelmente mais do que é razoável -
13:58
(Laughter)
263
826360
1696
(Risos)
14:00
I imagine them floating out there,
264
828080
3376
imagino-os a flutuar,
a fazer o seu trabalho,
14:03
doing their job,
265
831480
1296
14:04
maintaining the planet,
266
832800
1536
a manter o planeta,
14:06
feeding the animals.
267
834360
3176
a alimentar os animais.
14:09
But also I inevitably end up
268
837560
2176
Mas, inevitavelmente,
acabo a pensar que obra de arte são,
14:11
thinking about what
a masterpiece they are,
a masterpiece they are,
269
839760
3416
14:15
finely tuned by millions
of years of evolution.
of years of evolution.
270
843200
3896
afinadas por milhões de anos
de evolução.
de evolução.
14:19
With 2,000 genes,
271
847120
2000
Com 2000 genes,
14:21
they can do what
all of our human ingenuity
all of our human ingenuity
272
849960
2456
podem fazer o que
todo o nosso engenho humano
todo o nosso engenho humano
14:24
has not figured out how to do yet.
273
852440
2256
ainda não conseguiu fazer.
14:26
They can take solar energy, CO2
274
854720
2976
Podem captar a energia solar,
o CO2,
o CO2,
14:29
and turn it into chemical energy
in the form of organic carbon,
in the form of organic carbon,
275
857720
3496
e transformá-los em energia química
sob a forma de carbono orgânico,
sob a forma de carbono orgânico,
14:33
locking that sunlight
in those carbon bonds.
in those carbon bonds.
276
861240
3280
aprisionando essa luz solar
nas ligações de carbono.
nas ligações de carbono.
14:37
If we could figure out
exactly how they do this,
exactly how they do this,
277
865760
3536
Se conseguíssemos perceber
como é que fazem isso,
como é que fazem isso,
14:41
it could inspire designs
278
869320
3016
talvez nos inspirassem "designs"
14:44
that could reduce
our dependency on fossil fuels,
our dependency on fossil fuels,
279
872360
2936
que pudessem reduzir a nossa dependência
dos combustíveis fósseis,
dos combustíveis fósseis,
14:47
which brings my story full circle.
280
875320
2800
o que completa a minha história.
14:51
The fossil fuels that are buried
that we're burning
that we're burning
281
879160
2896
Os combustíveis fósseis
que estão sepultados
que estão sepultados
14:54
took millions of years
for the earth to bury those,
for the earth to bury those,
282
882080
4816
levaram milhões de anos
até que a terra os enterrasse
até que a terra os enterrasse
14:58
including those ancestors
of Prochlorococcus,
of Prochlorococcus,
283
886920
3016
- incluindo os antepassados
do "Prochlorococcus" -
do "Prochlorococcus" -
15:01
and we're burning that now
in the blink of an eye
in the blink of an eye
284
889960
2896
e estamos a queimá-los agora
num abrir e fechar de olhos
num abrir e fechar de olhos
15:04
on geological timescales.
285
892880
1936
na escala geológica.
15:06
Carbon dioxide is increasing
in the atmosphere.
in the atmosphere.
286
894840
2896
O dióxido de carbono está
a aumentar na atmosfera.
a aumentar na atmosfera.
15:09
It's a greenhouse gas.
287
897760
1576
É um gás com efeito de estufa.
15:11
The oceans are starting to warm.
288
899360
2096
Os oceanos estão a começar a aquecer.
15:13
So the question is,
what is that going to do
what is that going to do
289
901480
2736
Portanto, a questão é:
O que é que isso vai fazer
ao meu "Prochlorococcus"?
ao meu "Prochlorococcus"?
15:16
for my Prochlorococcus?
290
904240
2496
15:18
And I'm sure you're expecting me to say
that my beloved microbes are doomed,
that my beloved microbes are doomed,
291
906760
4936
Certamente estão à espera que eu diga
que os meus adorados micróbios
estão condenados
estão condenados
15:23
but in fact they're not.
292
911720
1320
mas, na realidade, não estão.
15:25
Projections are that their populations
will expand as the ocean warms
will expand as the ocean warms
293
913960
5656
As projeções são que essas populações
se vão expandir
se vão expandir
à medida que o oceano aquece.
15:31
to 30 percent larger by the year 2100.
294
919640
3880
Serão 30% maiores no ano 2100.
15:36
Does that make me happy?
295
924000
1400
Isso faz-me feliz?
15:38
Well, it makes me happy
for Prochlorococcus of course --
for Prochlorococcus of course --
296
926320
2656
Claro que fico feliz
pelo "Prochlorococcus"
pelo "Prochlorococcus"
15:41
(Laughter)
297
929000
2296
(Risos)
15:43
but not for the planet.
298
931320
2400
mas não pelo planeta.
15:46
There are winners and losers
299
934480
1376
Há vencedores e vencidos
nesta nossa experiência global,
nesta nossa experiência global,
15:47
in this global experiment
that we've undertaken,
that we've undertaken,
300
935880
3256
15:51
and it's projected that among the losers
301
939160
2976
e prevê-se que, entre os vencidos,
15:54
will be some of those
larger phytoplankton,
larger phytoplankton,
302
942160
2056
haverá algum deste fitoplâncton
mais alargado, os carismáticos,
mais alargado, os carismáticos,
15:56
those charismatic ones
303
944240
1296
15:57
which are expected
to be reduced in numbers,
to be reduced in numbers,
304
945560
2816
que se espera diminuam de número.
16:00
and they're the ones that feed
the zooplankton that feed the fish
the zooplankton that feed the fish
305
948400
3496
São eles que alimentam o zooplâncton
que alimenta os peixes
que alimenta os peixes
16:03
that we like to harvest.
306
951920
1400
que nós gostamos de pescar.
16:08
So Prochlorococcus has been
my muse for the past 35 years,
my muse for the past 35 years,
307
956600
4456
O "Prochlorococcus" tem sido
a minha musa desde há 35 anos
a minha musa desde há 35 anos
16:13
but there are legions
of other microbes out there
of other microbes out there
308
961080
2376
mas há legiões de outros micróbios
16:15
maintaining our planet for us.
309
963480
2160
que mantêm o planeta para nós.
Estão por aí, à espera que os descubramos
16:18
They're out there
310
966360
2056
16:20
ready and waiting for us to find them
so they can tell their stories, too.
so they can tell their stories, too.
311
968440
4256
para também poderem
contar-nos as suas histórias.
contar-nos as suas histórias.
16:24
Thank you.
312
972720
1216
Obrigada.
16:25
(Applause)
313
973960
5600
(Aplausos)
ABOUT THE SPEAKER
Penny Chisholm - Microbial oceanographer, authorPenny Chisholm studies an extremely tiny microorganism that plays an enormous role in ocean ecosystems. Discovered only three decades ago, it has defined her career and inspired her to think differently about life on Earth.
Why you should listen
Penny Chisholm (whose scientific works are published under the name Sallie Chisholm) has been studying microscopic plants called phytoplankton since she was an undergraduate. After she joined the MIT faculty, in the 1980s she was lucky enough to be involved in the discovery of the smallest and most abundant phytoplankter on the planet: Prochlorococcus. Less that 1/100th the width of a human hair, this tiny photosynthetic microbe thrives in the sunlit surface waters across large swaths of the global ocean, where it uses the sun's energy to release oxygen, consume carbon dioxide and grow. There are an estimated three billion billion billion of these tiny cells in the global ocean where they provide sustenance for other microorganisms and fuel ocean food webs. "Prochlorococcus has been my muse for more than 30 years," Chisholm says. "It has taught me an enormous amount about the role of photosynthesis in shaping our planet, and about the power of diversity. Most important, it has taught me to be humbled by the mind-blowing complexity of the natural world."
Chisholm is one of ten Institute Professors at MIT and has received many honors for her research on Prochlorococcus, including the 2011 National Medal of Science awarded by President Obama at the White House. She has also co-authored a series of children's books about the role of photosynthesis in shaping our world.
Penny Chisholm | Speaker | TED.com