Amostragem da lagoa do Rio Trunk, Falmouth, Massa., para estudar a formação e colapso de florescências microbianas. Equipe do curso de Diversidade Microbiana do Laboratório de Biologia Marinha, Woods Hole, conduziu o estudo. Crédito:Rhys Probyn
Uma descoberta científica geralmente começa com uma observação casual feita por mentes abertas que realizam seu potencial. Isso acontece repetidamente nos cursos de Treinamento em Pesquisa Avançada do MBL. Um novo insight leva a um projeto de pesquisa de curso que, depois que o curso acabar, pode florescer em uma colaboração científica em grande escala que continua a conectar os participantes do curso em todo o mundo.
Em 2014, alunos e professores do curso de Diversidade Microbiana do MBL fizeram uma observação fortuita. Uma equipe fez o acompanhamento nos próximos anos e, na semana passada, publicou seus insights no jornal Microbiome Ambiental .
A história começou na lagoa do rio Trunk, perto do Shining Sea Bike Path em Falmouth, Massa., que por décadas tem sido um "laboratório natural" para o curso de Diversidade Microbiana, juntamente com outros sites de campo locais, como Sippewissett Marsh. (O curso, estabelecido na MBL em 1971 por Holger Jannasch, vai celebrar o seu 50º aniversário este ano).
"Poucos dias depois de termos atravessado a parte rasa da lagoa do Rio Trunk, nossas pegadas ficaram amarelas, "diz o autor sênior Emil Ruff, assistente de ensino do curso em 2014-15 e agora cientista do MBL's Ecosystems Center e Josephine Bay Paul Center.
Ruff levantou a hipótese de que a suspensão amarela (que os participantes do curso chamaram de "limonada" microbiana) era uma flor de enxofre gerada por microorganismos que acoplam a fotossíntese à oxidação do enxofre. Os passos dos alunos provavelmente levantaram ervas marinhas em decomposição e outros materiais orgânicos, liberando sulfeto na água e criando um habitat adequado para o florescimento de micróbios raros.
O florescimento de microrganismos não é incomum em corpos d'água. Alguns são tão grandes que são visíveis de satélites. Alguns são prejudiciais, porque podem ser tóxicos para os animais, ou levar ao esgotamento do oxigênio em certas áreas do oceano. Blooms gerados por altas concentrações de sulfeto são geralmente uma preocupação, pois podem se tornar tóxicos para os peixes, mexilhões e pássaros. Existem muitas questões em aberto sobre o que desencadeia a formação e o colapso do florescimento.
Amostra de alunos do curso de Diversidade Microbiana da MBL na lagoa do Rio Trunk, Falmouth, Massa. A mancha amarela à esquerda é uma explosão natural de fototróficos oxidantes de sulfeto. Crédito:Elise Cowley
No próximo ano, Ruff e uma equipe do curso de Diversidade Microbiana retornaram a Trunk River com o objetivo de criar e rastrear flores intencionalmente para estudar como as comunidades microbianas se formam e mudam com o tempo. Eles cavaram buracos na lagoa e acrescentaram postes que lhes permitiam coletar amostras diariamente de várias profundidades sem perturbar a coluna d'água.
"Freqüentemente em ecologia microbiana, tentamos entender um ecossistema em seu estado estacionário. Mas ainda não está claro quanto tempo leva para um ecossistema se recuperar após uma perturbação e o que é necessário para estabelecer uma comunidade [microbiana] diversa, "diz Ruff. O projeto experimental permitiu que a equipe de pesquisa acompanhasse a comunidade microbiana conforme ela começava a se reunir, amadureceu e estratificou ao longo do tempo, e desabou no final da floração.
Compreender essa dinâmica é particularmente importante em ecossistemas estuarinos, como a lagoa do rio Trunk, que estão expostos a distúrbios naturais e humanos. Os estuários não só fornecem proteção importante contra a erosão costeira, eles também capturam carbono da atmosfera e o sequestram. Eles também servem como fonte de alimento e terreno fértil para grande parte da biodiversidade costeira.
"A ecologia e a biogeoquímica que causam os florescimentos movidos a enxofre nos mostraram a rapidez com que as coisas podem mudar, e como os ecossistemas e microbiomas podem mudar rapidamente após perturbações, "diz Ruff.
Uma descoberta surpreendente foi onde os micróbios da flor - chamados de fototróficos anoxigênicos - encontraram condições de vida ideais. Antes do estudo, geralmente pensava-se que muitos dos micróbios da flor não podiam crescer na presença de oxigênio. Encontrá-los em águas levemente óxidas levou os pesquisadores a examinar seus genomas. Eles descobriram que certas espécies de Chlorobiales - a linhagem bacteriana responsável pela maior parte da biomassa florida e a cor amarela - codificam enzimas que combatem o estresse de oxigênio, o que poderia explicar a tolerância dos micróbios ao oxigênio. Este e outros insights já deram início a novos projetos de pesquisa de curso.
Assim como as diferentes funções dos micróbios na comunidade estuarina do Rio Trunk, o curso de Diversidade Microbiana reúne professores, professores e alunos com diversas origens e focos de pesquisa.
"O que achei notável é a gama de especialização no curso, "diz Ruff." Você pode reunir um grupo de pesquisadores que pode examinar todos os aspectos de um ecossistema, incluindo microbiologia, física, química e tudo mais. Essa abordagem holística é o que o curso representa e é transmitido a seus alunos a cada ano, nos últimos 49 anos. "
