Dois pesquisadores da Montana State University desempenharam um papel importante na descoberta de como as comunidades microbianas nas geleiras derretidas contribuem para o ciclo do carbono da Terra, uma descoberta que tem implicações globais à medida que a maior parte das geleiras da Terra encolhem em resposta ao aquecimento do clima.

Heidi Smith, um pesquisador de pós-doutorado, e Christine Foreman, professor associado de engenharia química e biológica, ambos do Centro de Engenharia de Biofilme na Faculdade de Engenharia da MSU, foram co-autores de um artigo publicado na prestigiosa revista Nature Geoscience . O artigo foi publicado no site da revista em 3 de abril.

Intitulado "Formação microbiana de carbono orgânico lábil em ambientes glaciais da Antártica, "o artigo foi coautor de pesquisadores da Universidade do Colorado em Boulder, o U.S. Geological Survey, Universidade de Estocolmo na Suécia e Instituto Max Planck de Microbiologia Marinha na Alemanha.

O artigo desafia a teoria prevalecente de que microorganismos encontrados na água do degelo glacial consomem principalmente carbono orgânico antigo que antes era depositado nas superfícies glaciais e incorporado ao gelo à medida que as geleiras se formavam.

"Sentimos que havia outro lado da história, "disse Smith, o autor principal do artigo. Smith obteve um Ph.D. em ecologia e ciências ambientais no Departamento de Recursos Terrestres e Ciências Ambientais da MSU em 2016, com Foreman como seu conselheiro.

"O que mostramos pela primeira vez é que uma grande proporção do carbono orgânico é proveniente de bactérias fotossintéticas" que também são encontradas no gelo e que se tornam ativas à medida que o gelo derrete, Smith disse. Como plantas, essas bactérias absorvem dióxido de carbono e, por sua vez, fornecem uma fonte de matéria orgânica.

A equipe de pesquisa fez a descoberta após amostrar a água do degelo de um grande riacho que flui sobre a superfície de uma geleira na região dos Vales Secos de McMurdo, na Antártica, em 2012.

Depois, Smith passou dois meses no Instituto Max Planck de Microbiologia Marinha em Bremen, Alemanha, com o apoio do principal programa de treinamento interdisciplinar da National Science Foundation, o Estágio Integrado de Educação de Pós-Graduação e Pesquisa. Lá, ela trabalhou com colegas para rastrear como diferentes isótopos de carbono se moviam através do ecossistema da água de degelo, permitindo que a equipe determine a origem e atividade do carbono.

Os pesquisadores finalmente descobriram que os micróbios glaciais utilizavam o carbono produzido pelas bactérias fotossintéticas em uma taxa maior do que os mais antigos, moléculas de carbono mais complexas depositadas no gelo, porque o carbono bacteriano é mais "lábil, "ou facilmente decomposto. O carbono lábil" é como uma barra de Snickers, "o que significa que é um rápido, energizante fonte de alimento que está mais disponível para os micróbios, Smith disse.

Além disso, os pesquisadores descobriram que as bactérias fotossintéticas produziram cerca de quatro vezes mais carbono do que foi absorvido pelos micróbios, resultando em um excesso de carbono orgânico sendo liberado a jusante. "O impacto ecológico deste carbono orgânico produzido biologicamente nos ecossistemas a jusante será amplificado devido à sua natureza altamente lábil, "Foreman disse.

Embora riachos glaciais individuais exportem quantidades relativamente pequenas de carbono orgânico, a grande massa de geleiras, que cobrem mais de 10 por cento da superfície da Terra, significa que o escoamento glacial total é uma fonte importante do material. O carbono orgânico marinho sustenta processos ecológicos de amplo alcance, como a produção de fitoplâncton, a base da teia alimentar dos oceanos.

À medida que as geleiras derretem cada vez mais e liberam os produtos produzidos organicamente, carbono lábil, "achamos que as comunidades microbianas marinhas serão as mais afetadas, "Disse Smith." Esperamos que isso gere mais discussão. "

Em um comentário "Notícias e pontos de vista" que acompanha o artigo na Nature Geoscience, Elizabeth Kujawinski, cientista titular da Woods Hole Oceanographic Institution, chamou o trabalho da equipe de "uma combinação elegante" de métodos de pesquisa.

Tomado em conjunto com outro estudo publicado na mesma edição de Nature Geoscience , sobre o ciclo do carbono microbiano na Groenlândia, O artigo de Smith "esvazia a noção de que as superfícies das geleiras são hospedeiros pobres para o metabolismo microbiano, "de acordo com Kujawinski. Os dois estudos" estabeleceram que o ciclo do carbono microbiano nas superfícies das geleiras não pode ser ignorado, " ela adicionou.