Cientistas do Caltech e do Occidental College descobriram uma simbiose movida a metano entre vermes e bactérias no fundo do mar, lançando uma nova luz sobre a ecologia dos ambientes do fundo do mar.
Eles descobriram que as bactérias pertencentes à família Methylococcaceae estão pegando carona nas plumas de penas que agem como os órgãos respiratórios dos vermes Laminatubus e Bispira. Methylococcaceae são metanotróficos, o que significa que colhem carbono e energia do metano, uma molécula composta de carbono e hidrogênio.
Os vermes, com alguns centímetros de comprimento, foram encontrados em grande número perto de escoamentos de metano do fundo do mar, aberturas no fundo do oceano onde fluidos ricos em hidrocarbonetos escorrem para o oceano, embora não esteja claro por que os vermes os favoreceram. Acontece que os vermes digerem lentamente as bactérias que pegam carona e assim absorvem o carbono e a energia que as bactérias colhem do metano.
Ou seja, com uma pequena ajuda e algumas etapas extras, os vermes se tornaram metanotróficos.
“Esses vermes têm sido associados a infiltrações há muito tempo, mas todos supuseram que estavam alimentando filtros de bactérias. Em vez disso, descobrimos que eles estão se unindo a um micróbio para usar energia química para alimentar de uma maneira que não consideramos”. diz Victoria Orphan, professor de Ciências Ambientais e Geobiologia James Irvine e autor correspondente de um artigo sobre os vermes publicado pela Science Advances em 3 de abril.
Orphan e seus colegas fizeram a descoberta durante cruzeiros de pesquisa para estudar as fontes de metano na costa do sul da Califórnia e na Costa Rica.
“Tínhamos um colega a bordo que era especialista nesses vermes e notamos que a morfologia era incomum. As plumas respiratórias eram muito mais frias do que qualquer um já havia visto antes, o que foi a primeira pista. Foi o suficiente para nos fazer dizer: ‘ Isso é interessante. Deveríamos investigar ”, diz Shana Goffredi, visitante em geobiologia da Caltech e principal autora do artigo Science Advances. Goffredi é professor associado de biologia no Occidental College em Los Angeles.
Para investigar a natureza da relação entre os vermes e as bactérias, os cientistas tiveram que usar primeiro submarinos robóticos para coletar amostras de fontes de metano do fundo do mar, que, neste caso, ficam a 1.800 metros abaixo da superfície do oceano.
Depois que os vermes foram trazidos para o topo, os cientistas analisaram seus tecidos, catalogando os isótopos de carbono que haviam consumido. O carbono existe em duas formas isotópicas estáveis – diferentes “sabores” de carbono, por assim dizer. Cerca de 99% de todo o carbono é carbono-12, que possui seis nêutrons e seis prótons em cada núcleo atômico, e cerca de 1% é o carbono-13 (seis prótons e sete nêutrons). O carbono-14, um isótopo radioativo, existe em pequenas quantidades.
Todos os organismos precisam de carbono – de alguma forma – para sobreviver e absorvem-no através de processos metabólicos. O estudo da proporção de carbono-13 para carbono-12 nos tecidos de um organismo pode fornecer pistas de onde esse carbono veio e as condições sob as quais ele se formou. No caso dos vermes do fundo do mar, seus tecidos tinham uma proporção incomumente baixa de carbono 13 a carbono 12, o que significa que o carbono no corpo do verme provavelmente veio do metano. Órfão e seus colaboradores argumentaram que, como os vermes são incapazes de processar diretamente o metano, devem estar obtendo seu carbono das bactérias metanotróficas.
“O fato de termos encontrado esse isótopo específico de carbono no corpo dos vermes e não apenas nas plumas respiratórias indica que eles estão consumindo carbono metano dessas bactérias”, diz Orphan. A equipe de pesquisa seguiu essa hipótese usando técnicas moleculares e microscopia, bem como experimentos para testar a capacidade desses vermes de incorporar uma versão modificada e rastreável do metano.
Suas descobertas de pesquisa alteram nossa compreensão dos ecossistemas de infiltração e têm implicações para a administração em alto mar, pois as infiltrações de metano e as fontes hidrotermais certamente sofrerão uma pressão crescente por causa da exploração humana de energia e minerais.
O artigo é intitulado “Simbiontes bacterianos metanotróficos alimentam populações densas de vermes espanadores do mar profundo (Sabellida, Annelida) e ampliam a influência espacial da infiltração de metano”.
Publicado em 06/04/2020 06h54
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