doi.org/10.1126/sciadv.ado2623
Credibilidade: 999
#Diatomácea
As diatomáceas oceânicas, como a Cylindrotheca closterium, constroem biomassa através da fotossíntese e do consumo de carbono orgânico, uma descoberta que pode mudar a nossa visão do ciclo global do carbono
Pesquisas recentes indicam que as diatomáceas que vivem nos oceanos têm mais de um método para acumular carbono.
Além da fotossíntese, estes plânctons unicelulares também estão a aumentar a sua biomassa através do consumo de carbono orgânico diretamente do oceano.
Esta descoberta pode levar os cientistas a rever as suas estimativas da quantidade de dióxido de carbono que as diatomáceas absorvem da atmosfera através da fotossíntese.
Consequentemente, isto poderá mudar a nossa compreensão do ciclo global do carbono, que é particularmente importante no contexto das alterações climáticas.
Esta pesquisa é liderada por bioengenheiros, especialistas em bioinformática e outros pesquisadores de genômica da Universidade da Califórnia em San Diego.
As novas descobertas foram publicadas na Science Advances em 17 de julho de 2024.
A equipe mostrou que a diatomácea Cylindrotheca closterium, encontrada nos oceanos de todo o mundo, realiza regularmente uma mistura simultânea de fotossíntese e ingestão direta de carbono de fontes orgânicas, como plâncton.
Em mais de 70% das amostras de água analisadas pelos pesquisadores em oceanos de todo o mundo, os pesquisadores encontraram sinais de fotossíntese simultânea e consumo direto de carbono orgânico do Cylindrotheca closterium.
A equipe também mostrou que essa espécie de diatomácea pode crescer muito mais rápido quando consome carbono orgânico além da fotossíntese.
Além disso, a nova investigação sugere a possibilidade tentadora de que espécies específicas de bactérias estejam a alimentar com carbono orgânico diretamente uma grande percentagem destas diatomáceas que vivem em todo o oceano global.
Este trabalho é baseado em uma abordagem de modelagem metabólica em escala genômica que a equipe usou para desvendar o metabolismo da diatomácea Cylindrotheca closterium.
Os pesquisadores restringiram seu modelo metabólico em escala genômica com dados de expressão genética global obtidos na expedição oceânica TARA.
Os pesquisadores acreditam que esta é a primeira vez que modelos em escala genômica são usados em escala global.
Os novos dados de modelagem metabólica da equipe apoiam experimentos de laboratório recentes, sugerindo que algumas diatomáceas podem contar com outras estratégias além da fotossíntese para absorver o carbono de que precisam para sobreviver, prosperar e construir biomassa.
A equipe liderada pela UC San Diego está em processo de expansão do escopo do projeto para determinar o quão difundida é essa atividade não fotossintética entre outras espécies de diatomáceas.
As bactérias oceânicas estão alimentando as diatomáceas? Quando a equipe analisou os parâmetros físicos e químicos medidos em suas amostras de água oceânica – incluindo temperatura, pH, salinidade, luz, nitrogênio e disponibilidade de carbono – eles não encontraram nenhuma correlação entre esses parâmetros e uma tendência das diatomáceas de se afastarem de estratégias apenas de fotossíntese.
No entanto, a equipe encontrou um sinal claro ao explorar populações bacterianas específicas coexistindo com a diatomácea Cylindrotheca closterium nas amostras de água do oceano.
Esta descoberta sugere interações bactérias-diatomáceas que impulsionam a mistura simultânea de fotossíntese e consumo direto de carbono orgânico – um fenômeno conhecido como mixotrofia.
– A equipe acredita que bactérias específicas podem estar alimentando as diatomáceas diretamente, ajudando estas diatomáceas a serem uma das os micróbios mais importantes e bem-sucedidos do planeta, em termos de produção de oxigénio, sequestro de carbono e como base das redes alimentares que sustentam quase toda a vida no oceano.
As diatomáceas são os principais contribuintes para as cadeias alimentares marinhas e são os principais impulsionadores do ciclo global do carbono.
Anteriormente, estimamos todos os modelos de ciclagem de carbono partindo do pressuposto de que o único papel que as diatomáceas desempenham é na fixação de dióxido de carbono.
Nossas descobertas demonstram que este não é o caso, mas que as diatomáceas também comem simultaneamente carbono orgânico.
Por outras palavras, mostrámos que as diatomáceas não dependem exclusivamente da fixação de dióxido de carbono para o seu crescimento e produção de biomassa.
Acreditamos que estes resultados terão implicações importantes para a nossa compreensão do ciclo global do carbono, – disse o professor Karsten Zengler da UC San Diego, professor dos Departamentos de Pediatria e Bioengenharia e investigador do Centro de Inovação de Microbiomas da Escola de Engenharia Jacobs.
Embora tenha havido observações curiosas em laboratório sobre diatomáceas que se desviam da fotossíntese, foi impossível testar que tipo de metabolismo estas diatomáceas realizam no oceano – até agora.
Isso ocorre porque há muitos genes envolvidos neste processo, e é muito difícil delinear qual processo está ativo apenas a partir dos dados de expressão gênica.
A nossa abordagem contorna este desafio.- A equipe de investigação espera que este trabalho estimule o interesse em analisar mais de perto a nossa compreensão do ciclo global do carbono, tendo em consideração esta nova compreensão mais ampla de como as diatomáceas oceânicas obtêm o seu carbono.
O que as bactérias que alimentam as diatomáceas podem tirar desta relação é outra questão para futuras pesquisas.
Publicado em 21/07/2024 18h17
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