Cientistas descobrem novos fatos sobre matéria orgânica colorida nas profundezas do oceano

May 26, 2017 Picocianobactérias são consideradas a principal causa disso

Cerca de metade do dióxido de carbono atmosférico é fixado pelos oceanos fitoplâncton, principalmente picocianobactérias, através da fotossíntese.

Picocianobactérias são microrganismos unicelulares amplamente distribuídos em ambientes de água doce e marinhos. Uma grande porção do carbono biologicamente fixado é formada por esses fitoplânctons na superfície do mar e depois transportada para as profundezas do oceano. Mas ainda não está claro como a matéria orgânica dissolvida colorida (que se origina de detritos de plantas na terra ou no mar) acaba nas profundezas do oceano.

"Ainda estamos no início da compreensão do ciclo do carbono marinho", disse Michael Gonsior, químico do Centro de Ciências Ambientais da Universidade de Maryland (UMCES). Ele acrescentou que as fontes de produtos químicos específicos no oceano ainda não estavam bem definidas, pois era um sistema vasto e complexo.

No fundo do oceano, a matéria orgânica dissolvida exibe um sinal de fluorescência semelhante à fluorescência tipo húmica encontrada em um rio ou riacho. Muitos cientistas levantaram a hipótese de que este material é derivado dos rios e riachos que o transportam da terra para o oceano. No entanto, há evidências crescentes de que existem fontes marinhas deste material, o que pode explicar a maior parte deste material colorido encontrado nas profundezas do oceano.

Os pesquisadores da UMCES, Gonsior e Feng Chen, deram o primeiro passo na caracterização da matéria orgânica liberada pelas picocianobactérias marinhas.

"Nosso plano original era entender o destino do carbono orgânico liberado pela lise viral das picocianobactérias", disse Chen, biólogo molecular.

Pela primeira vez, eles demonstraram que picocianobactérias cultivadas – Synechococcus e Prochlorococcus – liberam componentes fluorescentes que se aproximam desses sinais fluorescentes típicos encontrados em ambientes oceânicos.

Tanto Synechococus quanto Prochlorocccos são os mais abundantes fixadores de carbono no oceano. Prevê-se que as picocianobactérias, que preferem temperaturas mais quentes, possam aumentar de 10 a 20 por cento até ao final do século se o aquecimento dos oceanos continuar.

"Quando você navega no oceano azul, muitas picocianobactérias trabalham lá. Elas transformam dióxido de carbono em carbono orgânico e são provavelmente responsáveis ​​por parte da cor profunda do oceano proveniente da matéria orgânica", disse Gonsior.

Gonsior e Chen estudaram a cepa de Synechococus e fizeram a descoberta. Eles planejaram medir o destino da matéria orgânica dissolvida examinando a composição molecular usando espectrometria de massa de última geração realizada em colaboração com o professor Philippe Schmitt-Kopplin no Centro Helmholtz de Saúde Ambiental em Munique, Alemanha.

Muitos compostos biológicos brilham quando excitados com luz. Gonsior conduziu análises ópticas que mediram a absorbância e a fluorescência.

"Quando vi as primeiras medições de fluorescência dessas amostras, ficou muito claro o que estava acontecendo. Descobrimos que aquelas picocianobactérias estavam liberando matéria orgânica fluorescente, que imita o que vemos tanto no fundo do oceano, mas também em rios e córregos", disse Gonsior.

"Para mim, isso é emocionante porque há tantas cianobactérias fotossintéticas abundantes no oceano. Já sabemos disso há muito tempo, mas ninguém fez uma conexão entre picocianobactérias e matéria orgânica dissolvida fluorescente", disse Chen.

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