p Nos oceanos do mundo, micróbios captam energia solar, catalisar as principais transformações biogeoquímicas de elementos importantes, produzir e consumir gases de efeito estufa, e compreendem a base da teia alimentar marinha. Ecologistas microbianos que trabalham no laboratório de Sonya Dyhrman no Observatório da Terra Lamont-Doherty se esforçam para entender os processos do ecossistema dos oceanos estudando uma infinidade de criaturas, muito pequeno para o olho humano ver. Estes são os minúsculos micróbios chamados fitoplâncton que vivem abaixo da superfície do oceano, absorvendo dióxido de carbono, luz solar e nutrientes para produzir oxigênio. Esse oxigênio é essencial para a sobrevivência humana. p "Um dos lemas do nosso laboratório é 'respire, graças a um fitoplâncton, '"disse o pesquisador Matthew Harke. Diatomáceas, um tipo de fitoplâncton microscópico, estima-se que produzam um quinto do oxigênio que respiramos.

p "O mundo microbiano invisível sustenta a pesca, clima, e a própria função dos ecossistemas oceânicos, e queremos saber como esses ecossistemas vão mudar no futuro, "explica Dyhrman.

p Entre as questões que impulsionam a equipe de Dyhrman está:como essas diatomáceas importantes sobrevivem e prosperam em condições difíceis? Um novo estudo de autoria de Harke e membros da equipe Dyhrman publicado hoje no ISME lança luz.

p "Com base nesta última pesquisa, provavelmente deveríamos mudar o lema do nosso laboratório para 'respirar, agradeça a um fitoplâncton e seus amigos, '"disse Harke. Sua descoberta caracteriza uma relação simbiótica entre diatomáceas e bactérias." Tínhamos a sensação de que essa relação amigável era crítica para o sucesso da diatomácea, mas seu relacionamento era em grande parte não caracterizado, "disse Harke.

p A pesquisa de Harke e da equipe descreve uma função semelhante à da digestão humana.

p "Sabemos que o microbioma humano é extremamente importante para nossa saúde - não poderíamos digerir nossos almoços sem as muitas bactérias úteis que vivem conosco! Com minha pesquisa, estamos mostrando que o fitoplâncton também depende de parcerias úteis de bactérias, "disse Harke.

p Os organismos microscópicos que a equipe estava interessada incluíam uma diatomácea e seu parceiro simbiótico de cianobactérias fixadoras de nitrogênio. Como esses organismos são muito difíceis de cultivar em laboratório, a equipe Dyhrman teve que navegar até o meio do Oceano Pacífico, a centenas de milhas da costa do Havaí, para encontrá-los. Esta é uma grande região do oceano aprisionada por correntes conhecidas como Giro Subtropical do Pacífico Norte (NPSG). Esta água sequestrada forma um ecossistema que tende a ter poucos recursos, como nitrogênio e fósforo. É uma espécie de deserto oceânico em comparação com os ecossistemas costeiros ricos em nutrientes. Aqui, o laboratório Dyhrman tem participado de um processo contínuo, esforço colaborativo conhecido como Simons Collaboration on Ocean Processes and Ecology, ou ESCOPO. O estudo, financiado por um subsídio multimilionário fornecido pela Simons Foundation, envolve parceiros científicos em todo o mundo. A equipe vasculhou milhares de litros de água do mar, que eles coletaram ao longo de quatro dias em julho de 2015.

p "Porque eles são microscópicos, usamos ferramentas moleculares para explorar essas interações. Da água filtrada, sequenciamos todos os genes que foram ligados e desligados por esta parceria e usamos supercomputadores para reconstruir como seus metabolismos estavam interligados ao longo dos ciclos diurnos e noturnos, "explicou Harke.

p Mais importante, a pesquisa sugere que esses "amigos" podem ajudar as diatomáceas a sobreviver às condições adversas dos oceanos abertos, onde os nutrientes das plantas são escassos. Por exemplo, a pesquisa testemunhou padrões de expressão gênica compartilhados indicativos de compartilhamento de recursos necessários para o crescimento. O "amigo" da diatomácea nesta parceria é capaz de capturar o gás nitrogênio e convertê-lo em uma forma utilizável, alimentando a diatomácea, o nitrogênio tão necessário em troca de proteção (as diatomáceas têm uma casca de vidro) e carbono. A pesquisa também encontrou evidências genéticas de como os dois organismos permanecem juntos e se reproduzem.

p "Com este estudo, fornecemos uma nova visão de como essa parceria funciona, fornecendo uma visão sobre uma linha de base que precisaremos estudar para prever o que esperar em um oceano futuro, "disse Harke. O NPSG é um dos maiores biomas da Terra." À medida que o clima continua a mudar, prevê-se que esses oceanos oligotróficos [famintos de nutrientes] se expandam, provavelmente tornando essas parcerias mais importantes. "