Fitoplâncton, micróbios fotossintéticos unicelulares, desempenham um papel fundamental no ciclo global do carbono e alimentam as cadeias alimentares marinhas. Globalmente, a produtividade do fitoplâncton é regulada pela disponibilidade de nutrientes essenciais, como nitrogênio e ferro. Pesquisadores do GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research, Kiel, agora foram capazes de mostrar que o crescimento do fitoplâncton em grandes extensões do oceano não é limitado por um único nutriente, mas por vários nutrientes simultaneamente. O estudo foi publicado hoje na principal revista científica Natureza .

Os fluxos de nutrientes para a superfície do oceano estão mudando. Essas mudanças quase certamente influenciarão a produtividade do fitoplâncton e impactarão as teias alimentares marinhas e o ciclo do carbono. Mas como, exatamente, a produtividade do fitoplâncton será afetada? Para responder a esta pergunta, é importante saber quais nutrientes limitam o crescimento do fitoplâncton no oceano. As medições das concentrações de nutrientes no oceano mostraram um esgotamento generalizado de vários elementos simultaneamente. Contudo, Até a presente data, nenhum estudo experimental demonstrou de forma convincente a chamada co-limitação do crescimento por mais de um nutriente em grandes extensões do oceano.

Uma equipe de pesquisa internacional liderada pelo biogeoquímico marinho Dr. Thomas Browning do GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research, Kiel, agora mostrou que em amplas regiões do Atlântico Sul, uma combinação de dois nutrientes era necessária para estimular o crescimento de qualquer fitoplâncton, enquanto em alguns casos, três nutrientes separados foram necessários para maximizar o crescimento. A equipe publicou seus resultados na revista científica Natureza . "A co-limitação de nutrientes foi proposta muitas vezes antes. No entanto, fomos capazes de prová-lo experimentalmente em grandes extensões oceanográficas pela primeira vez, "diz o Dr. Browning.

O estudo é baseado nos resultados de uma expedição conduzida como parte do Programa Internacional GEOTRACES no navio de pesquisa alemão METEOR ao largo do sudoeste da África em novembro-dezembro de 2015. Em vários locais ao longo dos 1000 quilômetros de pista de cruzeiro, Dr. Browning coletou amostras de água para experimentos em que o nitrogênio, ferro, e cobalto foram adicionados em todas as combinações possíveis e incubados em um ambiente que simula o oceano.

"A configuração experimental parece bastante simples. No entanto, a implementação técnica desses tipos de experimentos é realmente complexa, pois precisamos garantir absolutamente nenhuma contaminação das câmaras experimentais com oligoelementos. Este é um desafio porque esses elementos são encontrados em quase todos os lugares nos navios, mesmo em novas superfícies de plástico, "explica o Dr. Browning." O fitoplâncton também é muito sensível à luz e à temperatura, portanto, deve-se tomar cuidado especial ao coletar e preservar essas amostras ".

Padrões espaciais em nutrientes que limitam o crescimento do fitoplâncton também foram encontrados. Embora em algumas amostras perto da costa, um único nutriente aumentou significativamente o crescimento do plâncton, pelo menos dois nutrientes eram necessários para estimular o crescimento em amostras retiradas do oceano aberto. "Outra descoberta importante foi que descobrimos que esses regimes de limitação podem ser reconciliados com as concentrações de nutrientes medidas na água do mar ambiente, "diz o Dr. Browning.

Este último resultado é significativo, pois sugere o potencial para fazer previsões em larga escala sobre a limitação de nutrientes usando novos dados de programas como GEOTRACES - um grande esforço internacional para mapear as concentrações de nutrientes no oceano. Os resultados também têm implicações para os modelos oceânicos globais. "Muitos modelos biogeoquímicos ainda não abordam adequadamente a importância da co-limitação de nutrientes. Nosso estudo pode ajudar a melhorar a representação disso, "diz o Dr. Browning. Ele acrescenta:"Claro, este é apenas o primeiro passo. Experimentos semelhantes devem ser conduzidos em outras regiões para avaliar a extensão do fenômeno. Em última análise, combinar essas informações com medições de nutrientes em todo o mundo e melhorias em modelos biogeoquímicos oceânicos nos permitirá fazer previsões robustas sobre a limitação de nutrientes e sua resposta às mudanças em escala global. "