Para organismos microscópicos, as correntes oceânicas atuam como via expressa para profundidades mais profundas, segundo estudo
Crédito:Unsplash/CC0 Domínio Público Alguns dos mais pequenos organismos do oceano são arrastados pelas correntes subaquáticas que funcionam como um canal que os transporta da superfície ensolarada para profundezas mais profundas e escuras, onde desempenham um papel enorme na afectação da química e do ecossistema do oceano, de acordo com uma nova investigação.
Publicado nos Anais da Academia Nacional de Ciências e com base no trabalho de campo durante três cruzeiros de investigação entre 2017 e 2019, o estudo centra-se nas regiões subtropicais do Mar Mediterrâneo. Descobriu como alguns organismos microscópicos unicelulares que são demasiado leves para afundar além dos 100 metros ou mais – como o fitoplâncton e as bactérias – acabam por ir mais fundo no oceano, onde não há luz solar suficiente para estes organismos fotossintéticos crescerem, viverem e comerem.
"Descobrimos que, por serem tão pequenos, esses organismos podem ser arrastados pelas correntes oceânicas que os levam mais fundo do que onde crescem", disse Mara Freilich, professora assistente da Divisão de Matemática Aplicada e do Departamento de Terra, Meio Ambiente da Universidade Brown. e Ciências Planetárias que lançaram o trabalho como doutorado. estudante de um programa conjunto no MIT e na Woods Hole Oceanographic Institution. “Muitas vezes é uma viagem só de ida para estes organismos, mas ao fazerem esta viagem, eles desempenham um papel crítico na ligação de diferentes partes do oceano”.
Freilich conduziu a pesquisa durante seu doutorado. com Amala Mahadevan, cientista sênior da Woods Hole, em estreita colaboração com a cientista sênior do Laboratório Biológico Marinho Alexandra Z. Worden e sua equipe.
As correntes que a equipe encontrou são chamadas de intrusões e, ao varrer os minúsculos organismos, ajudam a mudar os tipos de alimentos disponíveis nas camadas mais profundas do oceano, ao mesmo tempo que transportam uma quantidade significativa de carbono da superfície da água. Isto ajuda a alimentar outros organismos na cadeia alimentar do oceano e aumenta a complexidade do ecossistema em profundidades mais profundas, influenciando a forma como a vida e a química funcionam debaixo de água.
No geral, o estudo desafia a compreensão convencional de como o carbono, que é transformado em matéria orgânica pela fotossíntese na camada iluminada pelo sol do oceano, é transportado para as profundezas.
"A maior parte da fotossíntese - pela qual a luz é convertida em carbono orgânico, uma fonte de alimento para os organismos vivos - acontece nos 50 metros superiores do oceano, por isso a questão sempre foi:como é que o carbono que é fixado através da fotossíntese entra em o oceano profundo?" Freilich disse.
"Sempre se pensou que o afundamento de partículas ricas em carbono fosse a única resposta a esta questão. Mas o que descobrimos é que organismos minúsculos e unicelulares são apanhados no fluxo oceânico para formar intrusões... Tais intrusões são características significativas do oceano subtropical - embora se estendam por dezenas de quilómetros lateralmente, também descem centenas de metros na vertical, trazendo consigo células e carbono. Este mecanismo não foi contabilizado em estimativas anteriores de transporte de carbono."
Os investigadores descobriram que as intrusões ocorrem durante todo o ano e têm origem em áreas ricas em biomassa, incluindo onde os organismos semelhantes a plantas estão nas suas concentrações mais elevadas. Anteriormente, pensava-se que as correntes oceânicas só transportavam carbono para as profundezas sazonalmente. Os pesquisadores sugerem que essas intrusões estão disseminadas nos oceanos subtropicais do mundo. Eles fornecem canais para o transporte contínuo de carbono e oxigênio do oceano iluminado pelo sol até as profundezas.
“Observamos comunidades microbianas que se pareciam com comunidades microbianas de superfície até 200 metros”, disse Freilich. "Em outras regiões, achamos que isso poderia ser muito mais profundo. Para nossa surpresa, descobrimos que a maioria dos micróbios nas intrusões eram bactérias que se alimentam de carbono fixado pelas células fotossintetizantes. Isso mostrou que a maior parte da biomassa transportada de as camadas iluminadas pelo sol são compostas por micróbios não fotossintéticos."
No âmbito de uma colaboração entre os EUA, Espanha e Itália, os cientistas realizaram três viagens ao oceano subtropical Mediterrâneo para o estudo. Eles usaram ferramentas especiais para medir propriedades como temperatura da água, salinidade e abundância de pequenos organismos em diferentes profundidades. As análises, realizadas em colaboração com a ecologista microbiana Alexandra Worden, do Laboratório Biológico Marinho, ajudaram a mostrar as diferenças entre as amostras de intrusão e as águas de fundo.
Ver que as comunidades microbianas nas amostras de intrusão mais profundas se assemelhavam às comunidades microbianas da superfície mostrou que elas estavam sendo transportadas para as profundezas. Os pesquisadores também usaram modelos de computador para simular as correntes oceânicas e revelar como as comunidades de pequenas plantas e bactérias se moviam na água.
“Com os fortes dados do Mediterrâneo que estabelecem este processo de condutas tridimensionais como um mecanismo para trazer micróbios da superfície para o oceano escuro em águas quentes, pudemos ver vestígios de exportação semelhante nas principais regiões de oceano aberto”, disse Worden. .
Além de sublinhar a importância ecológica das intrusões na formação da biodiversidade oceânica, o estudo também aborda a forma como as intrusões podem ser afectadas pelas alterações climáticas. Pensa-se que à medida que os oceanos da Terra aquecem, a proporção de carbono em células minúsculas aumentaria e o transporte nas intrusões pode não ser tão afectado como outros mecanismos que transportam carbono para as profundezas. As intrusões mudam a nossa compreensão de como o carbono se move no oceano e podem ajudar a regular o armazenamento de carbono e a dinâmica microbiana nas profundezas do oceano.
“Há muito mais para explorar agora que descobrimos isso”, disse Freilich. “O próximo passo é pegar o que aprendemos aqui e determinar se podemos usar isso para prever como as mudanças na composição da comunidade microbiana afetariam o transporte de carbono e o ciclo global do carbono em um clima em mudança”.
