Cerca de metade do dióxido de carbono atmosférico é fixado pelo fitoplâncton do oceano, principalmente picocianobactérias, através de um processo chamado fotossíntese. Picocianobactérias são minúsculas, microrganismos unicelulares que são abundantes e amplamente distribuídos em ambientes de água doce e marinhos. Uma grande parte do carbono fixado biologicamente é formada por picocianobactérias na superfície do mar e depois transportada para o fundo do oceano. Mas o que permanece um mistério é como a matéria orgânica dissolvida colorida que se origina de detritos de plantas (seja na terra ou no mar) chega às profundezas do oceano. Uma equipe de cientistas do Centro de Ciências Ambientais da Universidade de Maryland (UMCES) e de todo o mundo potencialmente encontrou uma fonte marinha viável desse material colorido.

“Ainda estamos no início da compreensão do ciclo do carbono marinho, "disse Michael Gonsior, um químico do Centro de Ciências Ambientais da Universidade de Maryland. "Até agora, as fontes de produtos químicos específicos no oceano não estão bem definidas porque é um sistema tão vasto e complexo. Portanto, qualquer passo à frente para desmontar a complexidade torna esta contribuição valiosa."

No fundo do oceano, a matéria orgânica dissolvida exibe um sinal de fluorescência que se parece com o que você veria em um rio ou riacho. É tradicionalmente chamada de fluorescência semelhante a húmico, presumindo que venha de árvores em degradação e outras matérias orgânicas terrestres. Muitos cientistas levantaram a hipótese de que este material encontrado no fundo do oceano são os restos de rios e riachos ao redor do mundo que o carregam para fora da terra e para o oceano. Contudo, crescem as evidências de que existem fontes marinhas deste material, o que pode muito bem explicar a maior parte deste material colorido encontrado nas profundezas do oceano.

Os pesquisadores da UMCES, Michael Gonsior e Feng Chen, deram o primeiro passo na caracterização da matéria orgânica liberada de picocianobactérias marinhas. "Nosso plano original era entender o destino do carbono orgânico liberado da lise viral de picocianobactérias", disse Feng Chen.

Pela primeira vez, pesquisadores demonstraram que picocianobactérias cultivadas, Synechococcus e Proclorococo , encontrados no oceano aberto liberam componentes fluorescentes que se aproximam desses sinais fluorescentes típicos encontrados em ambientes oceânicos.

"Os cientistas nunca examinaram de perto as picocianobactérias como fonte de compostos específicos no oceano antes, "disse Gonsior." Se pudermos entender quais são as fontes, podemos inferir melhor o que está acontecendo em termos de alguns elementos do ciclo marinho do carbono. "

Se o aquecimento do oceano continuar, está previsto que as picocianobactérias, que preferem altas temperaturas, se tornará mais abundante e poderá aumentar de 10 a 20 por cento até o final do século, disse Chen. "Esses caras são muito importantes, " ele adicionou.

"Dois gêneros de picocianobactérias - Synechococus e Prochlorocccos "São os fixadores de carbono mais abundantes no oceano", disse Chen. Seu laboratório mantém uma coleção de cianobactérias e cianovírus marinhos. Alguns desses isolados foram usados ​​neste estudo.

"Quando você navega no oceano azul, muitas picocianbactérias estão trabalhando lá, "disse Gonsior." Eles transformam dióxido de carbono em carbono orgânico e são provavelmente responsáveis ​​por parte da cor do oceano profundo proveniente da matéria orgânica. "

Gonsior e Chen observaram a tensão de Synechococus e tropeçou na descoberta. Chen, um biólogo molecular, e Gonsior, um químico, planejou medir o destino da matéria orgânica dissolvida examinando a composição molecular usando espectrometria de massa de última geração realizada em colaboração com o professor Philippe Schmitt-Kopplin no Centro Helmholtz de Saúde Ambiental em Munique, Alemanha. Muitos compostos biológicos brilham quando excitados com a luz. Gonsior decidiu fazer análises ópticas que mediam a absorbância e a fluorescência, o tipo que ele faz rotineiramente em amostras de água em seu laboratório.

"Quando vi as primeiras medições de fluorescência dessas amostras, estava muito claro o que estava acontecendo. Descobrimos que essas picocianobactérias estavam liberando matéria orgânica fluorescente, que imita o que vemos nas profundezas do oceano, mas também em rios e riachos, "disse Gonsior." Muitas pessoas estiveram em busca de fontes deste material de cor amarela, e identificamos uma fonte viável de matéria orgânica dissolvida fluorescente marinha que pode explicar os sinais observados nas profundezas dos oceanos globais. "

"Para mim, isso é emocionante porque você tem cianobactérias fotossintéticas abundantes no oceano, "disse Feng Chen." Nós sabemos disso há muito tempo, mas ninguém fez uma conexão entre picocianobactérias e matéria orgânica dissolvida fluorescente ", acrescentou.

O estudo, "As picocianobactérias e a matéria orgânica dissolvida fluorescente do oceano profundo compartilham propriedades ópticas semelhantes" apareceu na edição de 17 de maio da Nature Communications .