O aumento da temperatura dos oceanos causado pelas ondas de calor marinhas e pelas alterações climáticas está a atingir águas profundas, levantando preocupações sobre os danos aos frágeis sistemas químicos e biológicos dos oceanos. Mas uma nova investigação mostra que um micróbio marinho chave Nitrosobactérias marinhaspode ter se adaptado a condições mais quentes e mais pobres em nutrientes. Os cientistas acreditam que, à medida que o clima continua a mudar, estes microrganismos adaptáveis, altamente dependentes do ferro e que realizam a oxidação do amoníaco, podem afetar significativamente a forma como os nutrientes são distribuídos pelo oceano.
As descobertas foram publicadas em Anais da Academia Nacional de Ciências.
Microrganismos que alimentam os ciclos de nutrientes dos oceanos
Nitrosobactérias marinhas Microrganismos intimamente relacionados representam cerca de 30% dos microrganismos planctônicos marinhos. Muitos cientistas consideram-nos críticos para a química dos oceanos porque provocam 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 da água do mar em diferentes formas químicas, esses microrganismos regulam o crescimento de microrganismos planctônicos. Estes pequenos 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 marinha.
O aquecimento dos oceanos profundos pode alterar o uso do ferro
“Os efeitos do aquecimento dos oceanos podem estender-se a profundidades de 1.000 metros ou até mais”, disse Qin Wei, professor de microbiologia da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign. “Antigamente pensávamos que as águas mais profundas eram na sua maioria imunes ao aquecimento da superfície, mas agora é cada vez mais claro que o aquecimento do fundo do mar pode mudar a forma como estas arqueias abundantes utilizam o ferro, um metal do qual dependem fortemente, afectando potencialmente a disponibilidade de metais vestigiais no mar profundo.”
Experimento mostra que microorganismos usam ferro de forma mais eficiente em água mais quente
A equipe de pesquisa, liderada por Qin e David Hutchins, professor de biologia de mudanças globais na Universidade do Sul da Califórnia, conduziu experimentos cuidadosamente controlados, projetados para evitar vestígios de contaminação por metais. eles revelam cultura pura Nitrosobactérias marinhas Diferentes temperaturas e diferentes teores de ferro.
Os seus resultados mostraram que quando a temperatura aumenta sob condições limitantes de ferro, os microrganismos necessitam de menos ferro e utilizam o ferro de forma mais eficiente. Esta descoberta sugere que os organismos podem ajustar o seu metabolismo em resposta a temperaturas mais elevadas e à redução da disponibilidade de ferro.
A modelagem sugere um papel maior na química dos oceanos no futuro
“Combinamos essas descobertas com o modelo biogeoquímico oceânico global de Alessandro Tagliabue na Universidade de Liverpool”, disse Qin. “Os resultados sugerem que as comunidades de arqueas do fundo do mar podem manter ou mesmo melhorar o seu papel na ciclagem do azoto e no apoio à produção primária em grandes regiões com limitação de ferro num clima em aquecimento.”
Próximos resultados de testes de expedição oceânica
Qin e Hutchins servirão como co-cientistas-chefes do navio de pesquisa ainda neste verão sikulyak. A expedição partirá de Seattle e viajará até o Golfo do Alasca, depois continuará até o giro subtropical com parada em Honolulu, no Havaí.
A viagem também incluirá 20 pesquisadores adicionais que examinarão as populações naturais de arqueas no oceano. O seu objetivo é confirmar resultados experimentais em condições realistas e compreender melhor como as mudanças de temperatura e a disponibilidade de metais interagem para influenciar a atividade microbiana em águas profundas.
Qin também é afiliado ao Instituto Carl R. Voss de Biologia Genômica.
A National Science Foundation, a Simons Foundation, a National Science Foundation, a Universidade de Illinois em Urbana-Champaign e a Universidade de Oklahoma apoiaram a pesquisa.
