Os pesquisadores da ETH analisaram células bacterianas marinhas individuais para mostrar que os processos metabólicos dentro delas determinam a quantidade de gás que liberam, que está envolvido na formação de nuvens.

Os meteorologistas sabem há quase 50 anos que o proverbial bater das asas de uma borboleta pode desencadear um furacão em um local completamente diferente. O teórico do caos Edward Norton Lorenz cunhou o termo "efeito borboleta" em 1972 para descrever o entendimento de que mudanças mínimas nas condições iniciais podem ter um grande efeito no desenvolvimento posterior de sistemas dinâmicos.

Os oceanos são os pulmões da terra

Mas agora os resultados do grupo de pesquisa liderado por Roman Stocker do Instituto de Engenharia Ambiental da ETH Zurique sugerem que, no futuro, os meteorologistas terão que prestar atenção não só às borboletas, mas também, e acima de tudo, às bactérias que vivem nos oceanos. “Mostramos as circunstâncias em que essas bactérias liberam um gás que desempenha um papel central na formação das nuvens, "Stocker diz.

Em seu trabalho, que acaba de ser publicado no jornal Nature Communications , os pesquisadores analisaram os microrganismos que se alimentam dos produtos metabólicos do fitoplâncton marinho. Este termo abrange uma ampla variedade de algas microscópicas que, juntas, realizam mais fotossíntese do que todas as plantas. Isso significa que os verdadeiros pulmões da terra não são as florestas, mas os oceanos:cerca de metade do oxigênio da atmosfera terrestre é produzida lá. A cada ano, o fitoplâncton também produz mais de um bilhão de toneladas de uma substância chamada dimetilsulfoniopropionato, ou DMSP para breve.

Cheiro do mar

"O DMSP satisfaz 95 por cento da demanda de enxofre das bactérias marinhas e 15 por cento da demanda de carbono bacteriano, "diz Cherry Gao, autor principal do estudo e aluno de doutorado do grupo de Stocker. Para converter DMSP em biomassa, as bactérias têm duas vias metabólicas diferentes:se elas desmetilam, eles usam o enxofre e o carbono; E se, Contudo, eles o dividem em várias moléculas pequenas, eles usam apenas o carbono - enquanto o enxofre escapa para a atmosfera na forma de sulfeto de dimetila (DMS). “O DMS é o responsável pelo cheiro típico do mar, "Stocker diz. Além disso, O DMS desempenha um papel fundamental na formação de nuvens como uma fonte de núcleos de condensação de nuvens em torno dos quais o vapor de água pode condensar.

Até agora, os cientistas não entenderam o que levou as bactérias a optar por uma ou outra via metabólica. A equipe de pesquisa de Stocker modificou geneticamente uma bactéria marinha da espécie Ruegeria pomeroyi para que ficasse fluorescente em cores diferentes, dependendo do processo bioquímico usado para transformar o DMSP. Isso permitiu aos pesquisadores mostrar que em baixas concentrações de DMSP, as bactérias dependem principalmente da desmetilação - embora em altas concentrações de alguns micromoles por litro, o processo de clivagem domina.

Olhando mais de perto

A concentração média de DMSP na água do mar é de apenas alguns nanomoles por litro. Sob essas circunstâncias, a via metabólica de clivagem é de importância insignificante; as bactérias usam o enxofre para seu crescimento e a formação de nuvens não ocorre. "Mas a média - ou seja, a concentração de DMSP encontrada em um grande balde simplesmente mergulhado no mar no método de medição convencional - conta apenas metade da história, "Stocker diz:" A outra metade se revela apenas em uma inspeção mais detalhada. "

Porque onde quer que floresça o fitoplâncton, As concentrações de DMSP podem ser milhares de vezes maiores. Parece que as bactérias marinhas se adaptaram a esta distribuição desigual de DMSP na água do mar. Se eles crescerem na vizinhança direta das algas microscópicas, eles começam a clivar o DMSP. "Portanto, a extensão da formação de nuvens pode, em última análise, também depender dos detalhes da interação de algas e bactérias no mar, "Stocker diz.