Cada gota de água doce contém milhares de moléculas orgânicas diferentes que antes passavam despercebidas. Ao medir a diversidade dessas moléculas e como elas interagem com o ambiente ao seu redor, pesquisas revelaram um mundo invisível que afeta o funcionamento dos ecossistemas de água doce e pode contribuir para as emissões de gases de efeito estufa.

Pequenos lagos rasos dominam a área de água doce do mundo, e os sedimentos dentro deles já produzem pelo menos um quarto de todo o dióxido de carbono, e mais de dois terços de todo o metano liberado de lagos em nossa atmosfera. A nova pesquisa, publicado no jornal PNAS , sugere que as mudanças climáticas podem fazer com que os níveis de gases de efeito estufa emitidos pelos lagos de água doce do norte aumentem entre 1,5 e 2,7 vezes.

"O que tradicionalmente chamamos de 'carbono' na água doce acaba sendo uma mistura superdiversa de diferentes moléculas orgânicas baseadas em carbono, "disse o Dr. Andrew Tanentzap do Departamento de Ciências Vegetais de Cambridge, quem liderou a pesquisa. "Temos medido o 'carbono' na água doce como um substituto para tudo, desde a qualidade da água até a produtividade dos ecossistemas de água doce. Agora percebemos que é a diversidade deste mundo invisível de moléculas orgânicas que é importante."

Conforme o clima esquenta, a cobertura vegetal está aumentando nas florestas das latitudes setentrionais. Simulando este efeito em dois lagos em Ontário, Canadá, o estudo descobriu uma maior diversidade de moléculas orgânicas - moléculas contendo carbono em sua estrutura - entrando na água na matéria derramada por plantas e árvores próximas.

As moléculas orgânicas são uma fonte de alimento para micróbios nos sedimentos do lago, que os decompõem e liberam dióxido de carbono e metano como subprodutos. Níveis crescentes de moléculas orgânicas podem, portanto, aumentar a atividade microbiana e produzir mais gases de efeito estufa.

Uma vez que os mesmos micróbios podem produzir gases de efeito estufa a partir de muitas moléculas orgânicas diferentes, a diversidade de moléculas orgânicas mostrou estar mais intimamente ligada aos níveis de concentração de gases de efeito estufa do que a diversidade dos micróbios. Além disso, uma diversidade elevada de moléculas orgânicas pode elevar as concentrações de gases de efeito estufa nas águas porque há mais moléculas que podem ser quebradas pela luz do sol que penetra na água.

Para conduzir a pesquisa, os recipientes foram preenchidos com proporções variáveis ​​de rochas e material orgânico - consistindo de lixo decíduo e conífero de florestas próximas - e submersos nas águas rasas dos dois lagos. Análise das amostras dois meses depois, usando as técnicas de espectrometria de massa de resolução ultra-alta e sequenciamento de DNA de última geração, mostraram que a diversidade de moléculas orgânicas estava correlacionada com a diversidade de comunidades microbianas na água, e que a diversidade de ambos aumentava com o aumento da quantidade de matéria orgânica.

A previsão precisa das emissões de carbono dos sistemas naturais é vital para a confiabilidade dos cálculos usados ​​para entender o ritmo das mudanças climáticas, e os efeitos de um mundo mais quente.

“A mudança climática aumentará a cobertura florestal e mudará a composição das espécies, resultando em uma maior variedade de folhas e resíduos de plantas caindo nos cursos d'água. Descobrimos que o aumento resultante na diversidade de moléculas orgânicas na água leva a maiores concentrações de gases de efeito estufa, "disse Tanentzap." Compreender essas conexões significa que poderíamos olhar para maneiras de reduzir as emissões de carbono no futuro, por exemplo, mudando as práticas de gestão da terra. "

Mudar a vegetação ao redor das áreas de água doce pode mudar as moléculas orgânicas que acabam na água. A equipe está agora expandindo seu estudo, colhendo amostras de 150 lagos em toda a Europa, compreender as consequências ecológicas mais amplas da diversidade de moléculas orgânicas em sistemas naturais de água doce.