Aquecimento em oceanos pode ter efeitos imprevisíveis para a Terra

Mussismilia-harttii com peixe. Foto: Projeto Coral Vivo

Liderado por brasileiros, estudo sobre fixação de nitrogênio em corais foi publicado pelo grupo ‘Nature’

A elevação de temperatura nos oceanos poderá influenciar no processo de fixação de nitrogênio em corais. A conclusão é do estudo que acaba de ser publicado no “The ISME Journal”, do grupo “Nature”, que investigou os efeitos do aquecimento sobre as bactérias que vivem em associação com o coral Mussismilia harttii e que são capazes de fixar esse componente essencial para a vida. Ele foi realizado no mesocosmo marinho do Projeto Coral Vivo – um sistema experimental alimentado constantemente pela água do mar com equipamentos que permitem simular as projeções do IPCC (Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas), da ONU, para as próximas décadas.

“Percebemos que a comunidade microbiana que fixa o nitrogênio ficou aumentada e a diversidade alterada consideravelmente com os tratamentos elevados a +2 º C e +4,5 º C. Isso é um alerta vermelho sobre o nitrogênio nos oceanos. Esse estudo com corais aponta que a diversidade e a quantidade de microrganismos com funções essenciais para o planeta poderá ser modificada, com consequências imprevisíveis para os ciclos biogeoquímicos ao longo do tempo”, observa Raquel Peixoto, coordenadora da pesquisa e professora do Instituto de Microbiologia Paulo de Góes da UFRJ. O estudo faz parte da Rede de Pesquisas Coral Vivo, que é patrocinada pela Petrobras por meio do Programa Petrobras Socioambiental e copatrocinada pelo Arraial d’Ajuda Eco Parque.

O experimento nos tanques foi feito durante 21 dias, após 15 dias de aclimatação e, em seguida, eles foram avaliados emlaboratório. Alterações da diversidade da microbiota do coral Mussismilia harttii do mar para o experimento também foram consideradas. Do controle para os que passaram pelo aquecimento monitorado dos tanques, houve ainda mais proliferação de microrganismos fixadores de nitrogênio, como algumas cianobactérias. Cabe observar que esse tipo de desenvolvimento costuma ser encontrado também nos casos em que os corais estão doentes, por exemplo. Tudo o que acontece no microambiente está relacionado ao macroambiente. “Para se ter uma ideia da importância do tema, a presença e a atividade da microbiota de corais está relacionada à degradação de DMSP, que é um composto produzido no coral. Quando esse componente é degradado ele vai para a atmosfera em forma de DMS, que está relacionado à formação de nuvens e a manutenção do clima local”,exemplifica a bióloga.

“Escolhemos a espécie Mussismilia harttii, conhecida como coral vela ou coral couve-flor, porque é uma das principais construtoras de recifes brasileiros e cujo gênero só ocorre em águas brasileiras”, justifica o biólogo marinho Clovis Castro, coordenador geral do Projeto Coral Vivo e coordenador executivo do Plano de Ação Nacional para Conservação dos Ambientes Coralíneos (PAN Corais).

Mussismilia harttii – colônia gigante no Recife de Fora –
mais de 3 metros de diâmetro. Projeto Coral Vivo

O trabalho fez parte da tese de doutorado do Henrique Fragoso dos Santos, e é o primeiro estudo que verifica o efeito da temperatura sobre as bactérias fixadoras de nitrogênio em recifes de coral. O estudo foi liderado por brasileiros, com o desenvolvimento do sistema experimental mesocosmo, a formulação da pergunta, a execução do experimento, assim como a liderança nas análises e na discussão. Foi realizado com uma colaboração ampla entre os pesquisadores do Instituto de Microbiologia Paulo de Góes, da Universidade Federal do Rio de Janeiro, do Projeto Coral Vivo e do Centro para Estudos Ecológicos e Evolucionários, da Universidade de Groningen, Holanda.

Para o professor Clovis Castro, isso demonstra o potencial do trabalho colaborativo entre pesquisadores de diferentes especialidades sobre um problema concreto com o qual o Brasil se depara. “Estes e outros grupos de pesquisa brasileiros estão desenvolvendo diversos estudos para compreender os efeitos das mudanças climáticas e da qualidade da água, especificamente poluição, sobre os seres recifais. O objetivo é ajudar a compreender o que pode acontecer em diferentes cenários e, eventualmente, ajudar a procurar formas de aumentar a resiliência de nossos recifes frente às alterações esperadas”, conclui Castro.

Nitrogênio é essencial para a vida

Vale lembrar que o nitrogênio é um componente essencial para todos os seres vivos, e é constituinte de proteínas, DNA e do RNA, por exemplo. Contudo, a maior parte desse elemento se encontra na atmosfera, e de forma não assimilável por organismos em geral. Só quem consegue fixar esse nitrogênio atmosférico são alguns procariotos. Resumidamente, eles disponibilizam o nitrogênio fixado na forma de amônia ou nitrato no solo para as plantas, que os transforma em formas orgânicas, como aminoácidos. Os herbívoros consomem essas plantas, os carnívoros consomem os herbívoros e o nitrogênio, desta forma, no resto da cadeia. Esse processo também ocorre no ambiente marinho, onde o nitrogênio é transferido dos procariotos para os animais por meio de algas e plâncton.  Recentemente foi descoberto que os fixadores de nitrogênio também beneficiam os corais, por meio desta simbiose específica “Como esses microrganismos são os únicos que conseguem fixar o nitrogênio da atmosfera e disponibilizá-lo para outros organismos, torna-se importante que se estude a dinâmica deles, simulando as mudanças climáticas nos oceanos”, afirma Raquel.

Esse estudo aponta que a alteração de temperatura dos oceanos poderá alterar a relação simbiótica entre os microrganismos fixadores de nitrogênio e os corais. “Essa fixação de nitrogênio ocorre em nível intracelular, onde grande parte deste composto fixado é usado pelas algas zooxantelas – algas que vivem em simbiose com os corais e que são extremamente importantes para a nutrição deles”, explica o biólogo marinho Gustavo Duarte, coordenador executivo do Projeto Coral Vivo, e que participou do estudo.

Entenda o funcionamento do mesocosmo marinho do Coral Vivo

Com o intuito de simular as condições propostas pelo IPCC da ONU, o Projeto Coral Vivo desenvolveu um sistema experimental com 16 tanques que recebem água do mar continuamente, com capacidade de alterar temperatura, acidez ou adicionar poluentes em tempo real. De acordo com o biólogo Gustavo Duarte, esse mesocosmo marinho foi construído de maneira a propiciar maior realismo em comparação às pesquisas experimentais convencionais feitas em laboratório, sem o inconveniente das dificuldades logísticas das pesquisas de campo, como momentos de mar agitado e a impossibilidade do pesquisador permanecer muito tempo sob a água.

“O ponto forte desse mesocosmo marinho é manter muitas das variáveis ambientais encontradas no mar, podendo alterar sua condição e simular impactos, como os de mudanças climáticas e contaminações por poluentes diversos, mantendo o realismo”, explica Duarte. O especialista destaca que eles têm conseguido resultados tão próximos aos do mar que, no experimento de acidificação em 2012, os corais que estavam sendo testados desovaram em pleno experimento. “Com isso, os resultados são mais aplicáveis ao que se espera das mudanças climáticas futuras. Nossos experimentos vêm apresentando resultados significativamente interessantes e claros”, comemora o especialista. O lugar escolhido como base de pesquisas do Coral Vivo é Arraial d’Ajuda, sul da Bahia – uma das regiões mais ricas do país em biodiversidade marinha.

Projeto Coral Vivo

O Coral Vivo faz parte da Rede BIOMAR (Rede de Projetos de Biodiversidade Marinha), que reúne também os projetos Tamar, Baleia Jubarte, Golfinho Rotador e Albatroz. Todos patrocinados pela Petrobras por meio do Programa Petrobras Socioambiental, eles atuam de forma complementar na conservação da biodiversidade marinha do Brasil, trabalhando nas áreas de proteção e pesquisa das espécies e dos habitats relacionados. As ações do Coral Vivo são viabilizadas também pelo copatrocínio do Arraial d’Ajuda Eco Parque, e realizadas pela Associação Amigos do Museu Nacional (SAMN) e pelo Instituto Coral Vivo (ICV). Mais informações na página no Facebook e no site.  e no site.