Os organismos microscópicos que constituem os ecossistemas oceânicos são invisíveis a olho nu, no entanto, eles são responsáveis ​​por produzir metade do oxigênio que respiramos, e para sustentar todas as pescarias do mundo. Agora, próximo ao final de nosso cruzeiro de três semanas no Pacífico Norte, ao largo do Havaí, estamos trabalhando para entender como essas minúsculas bactérias se conectam e se comunicam umas com as outras.

Sabemos que as bactérias têm a capacidade de sentir e responder a um número desconhecido de sinais químicos, mas achamos que pode ser de dezenas a centenas. Alguns sinais que conhecemos de experimentos de laboratório incluem moléculas de detecção de quorum. As moléculas de detecção de quorum são liberadas por outras bactérias para alterar a forma como as células se comportam quando atingem uma densidade suficiente, ou quorum. Sabemos, por meio de trabalhos anteriores no laboratório Dyhrman e no laboratório Van Mooy, que a sinalização de quorum é importante nas comunidades de bactérias que circundam uma região particularmente grande e importante
cianobactéria, Trichodesmium. Tricho, como é carinhosamente referido, fixa grandes quantidades de fertilizante de nitrogênio diretamente do gás nitrogênio. As bactérias que cercam Tricho, ou seu microbioma pode afetar muito as taxas de fixação de nitrogênio de maneiras que ainda não compreendemos totalmente. A fixação de nitrogênio é um dos processos bioquímicos mais importantes da Terra e dos oceanos. Em ecossistemas oceânicos, permite que os microorganismos cresçam mesmo quando outros nutrientes, como nitrato e amônio, são escassos.

Gostaríamos de entender quais bactérias são ativamente recrutadas para colonizar Tricho e outras células grandes, e como a sinalização química afeta esse processo. Para fazer isso, criamos uma armadilha para bactérias usando novas técnicas pioneiras de nosso colaborador Otto Cordero. Do princípio, fizemos contas microscópicas incorporadas com extrato de células do fitoplâncton e partículas magnéticas que nos permitem puxar as contas para fora da solução, separando-os da água do mar e das células de vida livre. Dentro do frasco que estou segurando (veja a foto) estão milhares dessas minúsculas contas misturadas com bactérias do oceano. Nas últimas semanas, misturamos bactérias naturais encontradas na superfície do oceano com diferentes misturas de sinais químicos e contas com sabor de fitoplâncton. Depois de levarmos nossas amostras de volta ao laboratório, podemos usar o sequenciamento de DNA como uma espécie de código de barras universal para identificar as bactérias presas em nossa armadilha.

Mal posso esperar para ver o que descobriremos com esses experimentos, que nos fornecem novas ferramentas para escutar a conversa entre as bactérias marinhas. Compreender como as bactérias se comunicam por meio de sinais é um desafio importante para prever o futuro do complexo ecossistema microbiano do oceano.

Esta história foi republicada por cortesia do Earth Institute, Columbia University blogs.ei.columbia.edu.