O Giro do Pacífico Sul é um deserto oceânico. Contudo, devido ao seu vasto tamanho, os habitantes microbianos do Giro do Pacífico Sul contribuem significativamente para os ciclos biogeoquímicos globais. Em uma investigação incomparável, cientistas do Instituto Max Planck de Microbiologia Marinha em Bremen, Alemanha, já fizeram um inventário abrangente da comunidade microbiana do Giro do Pacífico Sul. Essa percepção foi alcançada por meio do desenvolvimento de uma nova ferramenta que permite a análise a bordo dos menores habitantes do oceano.

O meio do Pacífico Sul é o mais longe possível da terra. A irradiância solar é perigosamente alta, atingindo um índice UV que é rotulado como 'extremo'. Não há partículas de poeira ou entradas da terra e, como resultado, essas águas têm concentrações de nutrientes extremamente baixas, e, portanto, são denominados 'ultraoligotróficos'. O fitoplâncton contendo clorofila (algas diminutas) são encontrados apenas em profundidades superiores a cem metros, tornando as águas de superfície do Pacífico Sul as mais claras do mundo. Devido à sua distância e tamanho enorme, o Giro do Pacífico Sul cobre 37 milhões de km ² (para comparação, os EUA cobrem menos de 10 milhões de km ² ) —É também uma das regiões menos estudadas do nosso planeta.

Apesar de seu afastamento, medições de satélite e in situ indicam que os microrganismos que vivem nas águas do Giro do Pacífico Sul (SPG) contribuem significativamente para os ciclos biogeoquímicos globais. Assim, os cientistas de Bremen estavam interessados ​​em descobrir quais micróbios estão vivendo e ativos neste deserto oceânico. Durante um cruzeiro de pesquisa de seis semanas no navio de pesquisa alemão FS Sonne, organizado e liderado pelo Instituto Max Planck de Microbiologia Marinha, Greta Reintjes, Bernhard Fuchs e Tim Ferdelman coletaram centenas de amostras ao longo de uma trilha de 7.000 quilômetros através do Giro do Pacífico Sul, do Chile à Nova Zelândia. Os cientistas coletaram amostras da comunidade microbiana em 15 estações em profundidades de água de 20 a mais de 5000 metros, isso é, da superfície até o fundo do mar.

Números baixos de células e distribuições inesperadas

"Para nossa surpresa, encontramos cerca de um terço a menos de células nas águas superficiais do Pacífico Sul em comparação com os giros oceânicos no Atlântico ", Relatórios Bernhard Fuchs. "Foi provavelmente o menor número de células já medido em águas superficiais oceânicas." As espécies de micróbios eram mais familiares:"Encontramos grupos microbianos semelhantes no SPG e em outras regiões oceânicas pobres em nutrientes, como Prochlorococcus, SAR11, SAR86 e SAR116 ", Fuchs continua. Mas também houve um convidado surpresa entre os grupos dominantes nas águas superficiais bem iluminadas:AEGEAN-169, um organismo que antes só era relatado em águas mais profundas.

Reintjes e seus colegas descobriram um pronunciado padrão de distribuição vertical de microorganismos no SPG. "A composição da comunidade mudou fortemente com a profundidade, que estava diretamente ligado à disponibilidade de luz ", Relatórios Reintjes. Surpreendentemente, o organismo fotossintético dominante, Prochlorococcus, estava presente em números bastante baixos nas águas superiores e mais frequente em 100 a 150 metros de profundidade. O novo jogador no jogo, no entanto, AEGEAN-169, foi particularmente numeroso nas águas superficiais do giro central. “Isso indica um potencial interessante de adaptação a águas ultraoligotróficas e alta irradiância solar, "Reintjes aponta." É definitivamente algo que iremos investigar mais a fundo. "AEGEAN-169 até agora só foi relatado em profundidades de água de cerca de 500 metros." É provável que existam várias espécies ecológicas dentro deste grupo e iremos realizar mais estudos metagenômicos para examinar sua importância nas águas mais oligotróficas do SPG. "

Marco metodológico

A pesquisa atual só foi possível graças a um método recém-desenvolvido que permitiu aos cientistas analisar as amostras logo após a coleta. "Desenvolvemos um novo pipeline de análise on-board, "Reintjes explica, "que fornece informações sobre a identidade bacteriana apenas 35 horas após a amostragem." Usualmente, essas análises levam muitos meses, coletando as amostras, trazê-los para casa no laboratório e analisá-los lá. Este pipeline combina sequenciamento de próxima geração com hibridização fluorescente in situ e enumeração automatizada de células. "O resultado de nossos desenvolvimentos de método é um sistema prontamente aplicável para um sistema eficiente, custo-beneficio, baseado em campo, análise abrangente da comunidade microbiana ", Reintjes aponta. "Permite que ecologistas microbianos realizem amostragens mais direcionadas, aprofundando assim a nossa compreensão da diversidade e capacidades metabólicas dos principais microorganismos. "