No mar, um cientista segura uma amostra de plâncton contra a luz e observa o conteúdo cintilante. Este espetáculo cintilante é causado por milhares de organismos microscópicos que vivem na superfície do mar, seu intrincado, esqueletos cristalinos refratando e refletindo a luz do sol.

Esses organismos, um tipo de plâncton chamado acantários, são altamente abundantes em todos os oceanos do mundo e são importantes recicladores de carbono e outros nutrientes no ecossistema marinho.

Os acantários são difíceis de estudar. Eles não crescem em laboratório e são tão delicados e frágeis que muitas vezes são destruídos durante a amostragem. E como são pequenos demais para serem vistos a olho nu, eles atraem menos interesse dos pesquisadores do que outros organismos marinhos, como corais construtores de recifes. Mas Margaret Brisbin, um Ph.D. estudante na Unidade de Biofísica Marinha do Instituto de Ciência e Tecnologia de Okinawa Graduate University (OIST), acha que vale a pena dar uma olhada nesses organismos mais de perto.

Talvez o mais interessante sobre os acantários seja sua relação simbiótica com as algas fotossintéticas que vivem dentro deles. As algas ajudam o plâncton, fornecendo-lhes carbono orgânico, permitindo que vivam em ambientes com poucos nutrientes, onde muitos outros organismos não podem sobreviver.

Esses minúsculos hospedeiros planctônicos e seus parceiros de algas podem ter um grande papel a desempenhar na remoção de dióxido de carbono da atmosfera. Algas simbióticas fixam dióxido de carbono em alta taxa durante a fotossíntese, mas quando seus hospedeiros morrem, seus pesados ​​esqueletos de estrôncio os carregam para o fundo do oceano, bloquear o carbono nas profundezas da superfície e mantê-lo fora da atmosfera. "No nosso presente, atmosfera enriquecida com carbono, é preferível, de certa forma, ter fotossintetizadores de rápido afundamento, "explica Brisbin.

Mas o que, se alguma coisa, o ganho de algas com essa simbiose não é claro. Alguns biólogos pensam que a relação entre os hospedeiros planctônicos e as algas simbióticas é o parasitismo reverso - uma espécie de escravidão, onde os hospedeiros exploram as algas. Contudo, Brisbin acha que pode haver mais nessa história.

"Estou interessado em descobrir se as algas estão tirando algo do relacionamento, ou se eles estão apenas sendo cultivados pelo plâncton e digeridos mais tarde, " ela diz.

Brisbin e colegas coletaram amostras de água do mar repleta do minúsculo plâncton durante uma viagem de pesquisa de um mês no Mar da China Oriental. Eles filtraram a água do mar através de uma rede de plâncton para coletar os acantários, em seguida, transferiu cada célula hospedeira para um prato separado, um por um, usando uma micropipeta de vidro. Eles também mantiveram algumas amostras de água do mar de cada local para que pudessem comparar as algas de vida livre na água com as algas encontradas dentro dos hospedeiros planctônicos.

Próximo, eles fizeram uma análise genética dos organismos, extração de RNA de células hospedeiras individuais e sequenciamento de um gene marcador com o apoio da Seção de Sequenciamento OIST para determinar o número de diferentes tipos de algas em cada hospedeiro acantário individual. Eles descobriram que cada hospedeiro contém uma comunidade diversa de algas simbióticas, sugerindo que os hospedeiros do plâncton coletam algas várias vezes durante sua vida. Suas descobertas estão disponíveis como uma pré-impressão no bioRxiv.

Os pesquisadores também descobriram que as sequências genéticas das algas dentro dos hospedeiros do plâncton diferiam significativamente daquelas das algas na água do mar retirada de onde o plâncton foi encontrado, o que significa que as duas populações contêm diferentes tipos de algas. Isso implica que o plâncton está escolhendo quais algas específicas absorver, ou que as algas simbióticas permanecem dentro deles por longos períodos de tempo.

A microscopia de fluorescência confocal nas organelas digestivas dos acantários revelou que os organismos não estavam digerindo as algas. Isso é consistente com a ideia de que as algas estão sendo mantidas por seus hospedeiros ao longo do tempo.

Uma estadia prolongada dentro dos hospedeiros do plâncton pode proteger as algas de serem comidas por outros organismos ou protegê-las contra infecções virais. Mais estudos precisarão explorar se as algas estão realmente colhendo quaisquer benefícios da simbiose, mas os pesquisadores concluíram que é pelo menos possível que essa relação seja mutualística, ao invés de explorador, como proposto anteriormente.