Em agosto de 2014, toxinas da proliferação de algas no Lago Erie fecharam a cidade de Toledo, Abastecimento de água de Ohio, deixando meio milhão de residentes sem água potável por mais de dois dias. Um novo estudo em coautoria com pesquisadores da Universidade do Tennessee, Knoxville, mostra que um vírus pode ter estado envolvido na crise e sugere métodos para monitorar mais rigorosamente o abastecimento de água.

Steven Wilhelm, Kenneth e Blaire Mossman Professor de Microbiologia, junto com os alunos de graduação da UT Joshua Stough e Lauren Krausfeldt, trabalhou com uma equipe de 25 pesquisadores para examinar as características fisiológicas da Microcystis, o organismo cianobacteriano responsável pela proliferação de algas semelhantes à escória no Lago Erie. Eles descobriram que era consistente com a proliferação de algas de 2012 e 2013, exceto por uma coisa - as células Microcystis tiveram uma infecção viral. Tipicamente, as toxinas da proliferação de algas ficam presas dentro da célula até que ela morra. Mas infecções de vírus podem fazer com que as células se abram, vazar a toxina na água e, subsequentemente, nos tubos de entrada das instalações de água e centros de tratamento.

Os vírus analisados ​​no estudo infectam apenas bactérias e não infectam humanos.

"O estudo muda a maneira como pensamos sobre como a toxina se move pelos sistemas aquáticos e chega ao abastecimento de água, "disse Wilhelm, que trabalhou no Lago Erie desde 1997. "Isso pode nos ajudar a entender como esses organismos persistem na natureza."

O estudo foi publicado recentemente na revista. Ciência e Tecnologia Ambiental .

Os co-autores incluem Morgan Steffen da James Madison University, que começou o trabalho durante a transição de seus estudos de doutorado em microbiologia na UT; Tim Davis, do Laboratório de Pesquisa Ambiental dos Grandes Lagos da Administração Oceânica e Atmosférica Nacional; Michael McKay, da Bowling Green State University; e Gregory Dick, da Universidade de Michigan.

Os cientistas documentaram a infecção viral sequenciando o RNA das amostras de água de Toledo. Eles usaram modelos matemáticos de computador para simular como os florescimentos de algas se moviam através da água:imagens de satélite foram usadas para identificar onde os florescimentos estavam localizados em certos dias, e os modelos de computador preencheram as lacunas entre os dois.

"A maior coisa que estamos aprendendo é que existem fontes dissolvidas e particuladas da toxina, "Wilhelm disse." Nós, historicamente, pensamos em uma toxina como estando presa na célula. Neste estudo, identificamos uma maneira de a toxina passar da fase particulada para a fase dissolvida. "

"Particulado" é um termo usado para descrever qualquer coisa maior do que uma célula - algo que normalmente é coletado em um filtro. É considerado dissolvido uma vez que consegue deslizar através do filtro.

A descoberta justifica a necessidade de cientistas e municípios monitorarem a toxina de forma diferente do que costumavam fazer - olhando para a fase dissolvida ou livre de células em vez de apenas para o estágio de partículas, Wilhelm disse. Isso permitiria às autoridades de gestão da água detectar melhor a toxina antes que ela se espalhe pelo abastecimento de água.

"Existem maneiras de fazer a fase dissolvida, mas eles são pesados ​​e normalmente não são executados pela maioria das agências de monitoramento, "disse ele." Este estudo enfatiza a necessidade de fazer isso. "

Os próximos passos incluem examinar se as infecções virais desempenham um papel no controle da população de algas tóxicas e estudos contínuos sobre os nutrientes que essas células usam para crescer. Os cientistas já fizeram uma nova observação neste estudo, confirmando que as células estavam usando uréia como fonte de nitrogênio.

"Está nos fazendo reavaliar como os nutrientes podem moldar as comunidades microbianas, "Wilhelm disse.

Os pesquisadores ainda estão tentando entender por que a proliferação de algas explodiu em crescimento desde a década de 1990 em corpos d'água em todo o país e no mundo.

"O florescimento de algas está crescendo em intensidade, gravidade e frequência, e estamos tentando entender por que, "Wilhelm disse." Este estudo é outra peça do quebra-cabeça.