O oceano retira cerca de um terço do CO₂ da atmosfera, mitigando as mudanças climáticas e tornando possível a vida na Terra. Uma parte importante deste CO ₂ é removido graças ao fitoplâncton, minúsculas criaturas marinhas que usam luz para fazer a fotossíntese, assim como plantas ou árvores na terra. Estas células fixam CO ₂ para construir biomassa e multiplicar, e levá-lo para o fundo do oceano quando eles morrerem e afundarem. O fitoplâncton é, portanto, a base da cadeia alimentar marinha, e sua produtividade não afeta apenas o CO ₂ níveis, mas também pesca e economia mundial.

Então, por que o fitoplâncton passa despercebido para a maioria de nós, se eles são tão importantes? Tente encontrá-los em sua próxima visita ao aquário, você pode ter dificuldade. A maioria das espécies de fitoplâncton são 100 vezes menores do que as formigas em seu jardim, o que significa que você precisa de uma lente de aumento realmente poderosa (um microscópio!) para estudá-los. De nossas costas ao meio do oceano, o fitoplâncton é muito difundido e para conhecê-lo é necessário navegar um pouco.

Os samaritanos do oceano

O fitoplâncton, entretanto, precisa de um ingrediente chave para ser ativo:o nitrogênio. Assim como fertilizantes ou plantas leguminosas são necessários para o cultivo na terra, o nitrogênio fornece o valor nutritivo de que o fitoplâncton precisa para crescer no oceano. Obter nitrogênio suficiente no oceano pode ser complicado. As costas recebem nitrogênio por meio de rios ou ressurgência de águas profundas ricas em nitrogênio, mas a maior parte do oceano é muito remota para se beneficiar dessas fontes.

Para piorar as coisas, a superfície do oceano tropical é quente, tornando muito difícil a mistura com águas profundas e ricas em nutrientes. Esses "desertos oceânicos" são grandes extensões de água azul límpida que, juntos, constituem cerca de 60% da superfície global do oceano. Como a vida é possível lá sem nitrogênio? Felizmente, outras criaturas minúsculas, diazotrofos, existe nestes desertos

Bactérias tropicais do oceano ajudam a bombear CO ₂ fora da atmosfera - novo estudo. @ PearseJBuchanan @zanna_chase https://t.co/6JVG2IGMWM

- A conversa (@ConversationUK) 24 de outubro 2019

Os diazotrofos vêm para o resgate realizando um serviço hercúleo:transformar o nitrogênio inerte do ar em formas suculentas de nitrogênio disponíveis para o fitoplâncton. Essa transformação envolve um grande investimento de energia para os diazotróficos, acabar dando aquele nitrogênio para a comunidade. Os diazótrofos são os verdadeiros samaritanos do oceano.

Sua missão crucial provavelmente será afetada pelas mudanças climáticas. Poluição, acidificação, a perda de oxigênio e o aquecimento estão entre os efeitos negativos de nosso desenvolvimento econômico e do crescimento populacional cada vez maior. A mudança climática já está impactando a quantidade de nitrogênio que chega ao oceano por meio de mudanças na circulação das correntes, aumento da carga de nitrogênio agrícola através dos rios, ou insumos atmosféricos por meio de atividades industriais.

Mas, como as mudanças climáticas afetarão a atividade e a diversidade dos diazotróficos? É difícil dizer quando não sabemos quantos estão por aí e quão diversos eles são. Apenas cerca de cinco espécies de diazotróficos foram estudadas no oceano, e experimentos de simulação de mudanças climáticas foram testados apenas em dois. As expedições de circunavegação global descobriram que os diazotróficos são muito mais diversos do que pensávamos. Limitar suas respostas às mudanças climáticas é crucial para prever a produtividade futura do oceano. A diversidade muito maior de diazótrofos implica não apenas no fornecimento geral de nitrogênio aos oceanos, mas também maior eficiência e talvez maior resiliência à mudança, que aguarda para ser verificado.

Uma lente para o futuro

O projeto Notion irá olhar para o futuro do fitoplâncton através de lentes diazotróficas. No laboratório, vamos recriar as condições das mudanças climáticas e observar como os diazótrofos respondem a elas.

Responderemos a perguntas como:o CO extra ₂ na água afetam seu crescimento? Os diazotrofos fornecem ainda mais nitrogênio "fertilizante" para outros organismos com alto teor de CO ₂ mundo? Já existem modelos globais de circulação oceânica e distribuição de espécies de fitoplâncton, mas eles precisam ser melhorados com dados experimentais para prever como será o nosso oceano no futuro. NOTION irá integrar novos conjuntos de dados globais e novos dados experimentais para integrar as informações em falta nos modelos. Vamos, assim, transformar a biologia em matemática, usando o comportamento de resposta dos diazotróficos como tendências projetáveis ​​para diferentes cenários futuros de mudanças climáticas.

Com essas ferramentas, pretendemos fornecer uma melhor compreensão da resposta do oceano às mudanças climáticas, que será fundamental para o uso sustentável do oceano e de seus recursos, e essencial para avaliar sua capacidade de atuar como sumidouro de CO ₂ em nosso futuro próximo.

Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.