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Desconectado da energia do sol, o mar profundo do Ártico, permanentemente coberto de gelo, recebe quantidades minúsculas de matéria orgânica que sustenta a vida. Bactérias que podem colher a energia liberada de fontes hidrotermais submarinas podem, portanto, ter uma vantagem. Em missões de pesquisa com o navio de pesquisa Polarstern, cientistas da Alemanha encontraram bactérias exclusivamente adaptadas a essa geoenergia flutuando em águas profundas. Eles descrevem o papel dessas bactérias para o ciclo biogeoquímico no oceano.
Nas profundezas do oceano, nos limites das placas tectônicas, fluidos quentes sobem das chamadas fontes hidrotermais. Os fluidos são desprovidos de oxigênio e contêm grandes quantidades de metais como ferro, manganês ou cobre. Alguns também podem transportar sulfetos, metano e hidrogênio. Quando a água quente se mistura com a água do mar fria e oxigenada ao redor, as chamadas plumas hidrotermais se desenvolvem contendo partículas de sulfeto de metal semelhantes a fumaça. Essas plumas se elevam a centenas de metros do fundo do mar e se dispersam a milhares de quilômetros de sua origem. As plumas hidrotermais podem parecer um lugar precário para se sentir em casa. No entanto, isso não impede que certas bactérias floresçam apenas ali, um estudo agora publicado na Natureza Microbiologia achados.
Mais do que apenas visitantes temporários?
“Demos uma olhada detalhada nas bactérias do gênero Sulfurimonas“, diz o primeiro autor Massimiliano Molari, do Instituto Max Planck de Microbiologia Marinha em Bremen, Alemanha. Até agora, essas bactérias só cresceram em ambientes com baixo teor de oxigênio, mas as sequências de genes ocasionalmente também foram detectadas em plumas hidrotermais. Como seu nome sugere, eles são conhecidos por usar a energia do sulfeto. Mas nos perguntamos se as plumas podem realmente ser um ambiente adequado para alguns membros da Sulfurimonas grupo.”
Condições de amostragem difíceis
Juntamente com colegas do Instituto Alfred Wegener, Centro Helmholtz para Pesquisa Polar e Marinha em Bremerhaven (AWI) e Centro MARUM para Ciências Ambientais Marinhas da Universidade de Bremen, Molari fez uma desafiadora viagem de amostragem para plumas hidrotermais no Ártico Central e Sul Oceano Atlântico. “Amostramos plumas em áreas extremamente remotas de cristas de propagação ultralenta que nunca foram estudadas antes. Coletar amostras de plumas hidrotermais é muito complicada, pois elas não são fáceis de localizar. A amostragem torna-se ainda mais difícil quando a pluma está localizada em profundidades superiores a 2.500 metros e abaixo do gelo marinho do Ártico, ou dentro das zonas tempestuosas do Oceano Antártico”, explica Antje Boetius, líder do grupo no Instituto Max Planck de Microbiologia Marinha e diretora do AWI, que foi o cientista-chefe nas missões do Ártico. A bordo do navio de pesquisa Polarstern, os cientistas conseguiram coletar amostras e dentro dessa água estudaram a composição e o metabolismo das bactérias.
Bem equipado e amplo
Molari e seus colegas identificaram um novo Sulfurimonas espécie chamada vocêSulfurimonas pluma (o “U” sobrescrito significa não cultivado) habitando as plumas hidrotermais frias e saturadas de oxigênio. Surpreendentemente, esse microrganismo usou o hidrogênio da pluma como fonte de energia, em vez de sulfeto. Os cientistas também investigaram o genoma dos micróbios e descobriram que ele é fortemente reduzido, faltando genes típicos de seus parentes, mas bem equipado com outros para permitir que eles cresçam nesse ambiente dinâmico.
“Pensamos que a pluma hidrotermais não apenas dispersa microorganismos das fontes hidrotermais, mas também pode conectar ecologicamente o oceano aberto com os habitats do fundo do mar. Nossa análise filogenética sugere que vocêSulfurimonas pluma poderia ter derivado de um ancestral associado a fontes hidrotermais, que adquiriu maior tolerância ao oxigênio e depois se espalhou pelos oceanos. No entanto, isso ainda precisa ser investigado”, diz Molari.
Uma olhada nos dados do genoma de outras plumas revelou que vocêSulfurimonas pluma cresce nesses ambientes em todo o mundo. “Obviamente, eles encontraram um nicho ecológico em plumas hidrotermais frias, saturadas de oxigênio e ricas em hidrogênio”, diz Molari. “Isso significa que temos que repensar nossas ideias sobre o papel ecológico da Sulfurimonas no oceano profundo – eles podem ser muito mais importantes do que pensávamos anteriormente.”
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