Quando o capitão James Cook e o botânico Sir Joseph Banks navegaram pela Grande Barreira de Corais (GBR) da Austrália na década de 1770, eles descreveram florescimentos de "serragem do mar" que agora sabemos ser a cianobactéria Trichodesmium. De forma similar, em 2014, uma viagem de pesquisa conduzida pela UTS encontrou as espécies em abundância, mas, com o benefício de novas técnicas de biologia molecular, eles também foram capazes de identificar outras espécies importantes de bactérias que poderiam ajudar a resolver um quebra-cabeça científico.

Paradoxalmente, embora os recifes de coral sejam geralmente áreas de alta produtividade biológica, as águas marinhas circundantes são frequentemente pobres em nutrientes, especialmente nitrogênio. Uma forma de sustentar altos níveis de produtividade biológica é por meio da atividade de um grupo especializado de microrganismos. Bactérias fixadoras de nitrogênio convertem gases de nitrogênio, que são abundantes, mas indisponíveis para a maioria dos organismos, em formas biodisponíveis essenciais, permitindo que o nitrogênio seja incorporado na cadeia alimentar. A fixação de nitrogênio é, portanto, um dos processos bioquímicos mais essenciais da Terra.

A equipe de pesquisa, liderado por cientistas do Cluster de Mudanças Climáticas (C3) da UTS, junto com colaboradores da UNSW e do Instituto Australiano de Ciência Marinha, conduziu um estudo em águas abrangendo 10 locais diferentes dentro do GBR. Os resultados da pesquisa, publicado em Frontiers for Microbiology fornece a primeira evidência quantitativa para a importância potencial do nível de ecossistema da fixação de nitrogênio em águas GBR.

A autora principal, Dra. Lauren Messer, explica que o estudo é importante porque o GBR é amplamente limitado por nitrogênio, sistema de baixo teor de nutrientes, especialmente durante a estação seca tropical (inverno austral), quando a pesquisa foi realizada.

"A fixação de nitrogênio por bactérias marinhas pode aliviar a limitação de nitrogênio neste importante ecossistema, introduzindo novo nitrogênio na coluna de água. Este novo nitrogênio estará então disponível para apoiar o crescimento e produção de fitoplâncton na região sob tempos de estresse de nitrogênio, " ela diz.

Dr. Messer, que realizou o estudo como parte de sua candidatura de doutorado no programa de pesquisa de Micróbios Oceanos e Oceanos Saudáveis ​​do Cluster de Mudanças Climáticas da UTS disse que esta era uma informação nova para o GBR e sugere um maior potencial para fixação de dinitrogênio na região.

"Por causa das técnicas moleculares que agora temos disponíveis, podemos direcionar os genes bacterianos responsáveis ​​por facilitar a fixação de nitrogênio e isso nos permite identificar 'quem' é capaz desse processo. Também podemos determinar se eles estão ativos ou não, " ela diz.

Dr. Messer, supervisor de doutorado e líder do programa de pesquisa Ocean Microbes and Healthy Oceans, Professor Associado Justin Seymour, disse que as descobertas podem informar futuros esforços de pesquisa para incorporar a atividade de diversas bactérias fixadoras de dinitrogênio no orçamento de nitrogênio marinho para o GBR.

"A pesquisa de Lauren uniu com sucesso um conjunto de abordagens sofisticadas para fornecer novas percepções sem precedentes sobre os processos biológicos e químicos que sustentam a função de um dos ecossistemas marinhos mais importantes e ameaçados do planeta, " ele diz.