O aumento da temperatura dos oceanos, impulsionado pelas ondas de calor marinhas e pelas alterações climáticas, está a atingir águas profundas, levantando preocupações sobre perturbações nos frágeis sistemas químicos e biológicos dos oceanos. Mas novas pesquisas mostram que um micróbio marinho chave, Nitrosopumilus marinhotalvez já esteja se adaptando a condições mais quentes e pobres em nutrientes. Os cientistas acreditam que estes microrganismos adaptativos, que dependem fortemente do ferro e oxidam o amoníaco, podem afetar significativamente a distribuição de nutrientes nos oceanos à medida que o clima continua a mudar.
Os resultados do estudo aparecem em Anais da Academia Nacional de Ciências.
Micróbios que impulsionam a ciclagem de nutrientes no oceano
Nitrosopumilus marinho e micróbios intimamente relacionados constituem cerca de 30% do plâncton microbiano marinho. Muitos cientistas consideram-nos essenciais para a química dos oceanos porque impulsionam as reações que sustentam os ecossistemas marinhos. Essas archaea oxidam a amônia, um processo que desempenha um papel central no ciclo do nitrogênio no oceano.
Ao converter o nitrogênio em várias formas químicas na água do mar, esses micróbios regulam o crescimento do plâncton microbiano. Estes minúsculos organismos formam a base da cadeia alimentar marinha, o que significa que a actividade das arquéias oxidantes do amoníaco ajuda, em última análise, a manter a biodiversidade oceânica.
O aquecimento do mar profundo pode alterar a utilização do ferro
“Os efeitos do aquecimento dos oceanos podem estender-se a profundidades de 1.000 metros ou mais”, disse Wei Qin, professor de microbiologia da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign. “Anteriormente, pensávamos que as águas mais profundas estavam em grande parte isoladas do aquecimento da superfície, mas agora está a tornar-se claro que o aquecimento das áreas do fundo do mar pode estar a mudar a forma como estas arqueias abundantes utilizam o ferro – um metal do qual são altamente dependentes – afetando potencialmente a presença de vestígios de metais no oceano profundo.”
Experimentos mostram que micróbios usam o ferro com mais eficiência em águas mais quentes
Uma equipe de pesquisa liderada por Qin e pelo professor de biologia de mudanças globais da Universidade do Sul da Califórnia, David Hutchins, conduziu experimentos cuidadosamente controlados, projetados para evitar a contaminação por metais. Eles expuseram culturas puras em Nitrosopumilus marinho a diferentes temperaturas e diferentes níveis de ferro.
Os seus resultados mostraram que à medida que a temperatura aumentava sob condições de limitação de ferro, os micróbios necessitavam de menos ferro e utilizavam-no de forma mais eficiente. Esta descoberta sugere que os organismos podem ajustar o seu metabolismo para lidar com temperaturas mais altas e com disponibilidade reduzida de ferro.
A modelagem sugere um papel futuro maior na química dos oceanos
“Combinamos essas descobertas com a modelagem biogeoquímica do oceano global feita por Alessandro Tagliabue, da Universidade de Liverpool”, disse Qin. “Os resultados sugerem que as comunidades de arqueas oceânicas profundas podem manter ou mesmo melhorar o seu papel na ciclagem do nitrogênio e no apoio à produção primária em grandes regiões limitadas por ferro sob um clima mais quente.”
Uma futura expedição oceânica para verificar as descobertas
Qin e Hutchins servirão como co-cientistas-chefes do navio de pesquisa ainda neste verão Sikulyak. A expedição partirá de Seattle até o Golfo do Alasca e depois continuará até o giro subtropical com parada em Honolulu, no Havaí.
A viagem incluirá 20 pesquisadores adicionais que estudam populações naturais de archaea no oceano. O seu objetivo é confirmar resultados experimentais em condições do mundo real e compreender melhor como as mudanças na temperatura e na disponibilidade de metais interagem para moldar a atividade microbiana nas profundezas do oceano.
Qin também é afiliado ao Instituto Carl R. Vose de Biologia Genômica.
A National Science Foundation, a Simons Foundation, a National Natural Science Foundation of China, a University of Illinois at Urbana-Champaign e a University of Oklahoma apoiaram esta pesquisa.
