.
Pesquisadores que estudam um grupo de micróbios generalizados, mas frequentemente negligenciados, identificaram um ciclo de feedback climático que pode acelerar as mudanças climáticas. Mas nem tudo são más notícias: esta vem com um sinal de alerta precoce.
Usando uma simulação de computador, uma equipe de cientistas da Duke University e da University of California, Santa Barbara, mostrou que a maior parte do plâncton oceânico do mundo e muitas outras criaturas unicelulares em lagos, turfeiras e outros ecossistemas poderiam cruzar um limiar onde, em vez de absorvendo dióxido de carbono, eles começam a fazer o oposto. Isso é por causa de como o aquecimento afeta seu metabolismo.
Como o dióxido de carbono é um gás de efeito estufa, isso, por sua vez, pode aumentar ainda mais as temperaturas – um ciclo de feedback positivo que pode levar a uma mudança descontrolada, onde pequenas quantidades de aquecimento têm um impacto descomunal.
Mas, monitorando cuidadosamente a abundância desses organismos, podemos antecipar o ponto de inflexão antes que ele chegue aqui, relatam os pesquisadores em um estudo publicado em 1º de junho na revista Ecologia Funcional.
No novo estudo, os pesquisadores se concentraram em um grupo de minúsculos organismos chamados mixotróficos, assim chamados porque misturam dois modos de metabolismo: eles podem fotossintetizar como uma planta ou caçar como um animal, dependendo das condições.
“Eles são como as armadilhas da mosca de Vênus do mundo microbiano”, disse o primeiro autor Daniel Wieczynski, um associado de pós-doutorado na Duke.
Durante a fotossíntese, eles absorvem dióxido de carbono, um gás de efeito estufa que retém o calor. E quando comem, liberam dióxido de carbono. Esses organismos versáteis não são considerados na maioria dos modelos de aquecimento global, mas desempenham um papel importante na regulação do clima, disse o autor sênior Jean P. Gibert, da Duke.
A maior parte do plâncton no oceano — coisas como diatomáceas, dinoflagelados — são mixotróficos. Eles também são comuns em lagos, turfeiras, em solos úmidos e sob folhas caídas.
“Se você fosse até a lagoa ou lago mais próximo e pegasse um copo de água e o colocasse sob um microscópio, provavelmente encontraria milhares ou até milhões de micróbios mixotróficos nadando”, disse Wieczynski.
“Como os mixotróficos podem capturar e emitir dióxido de carbono, eles são como ‘interruptores’ que podem ajudar a reduzir as mudanças climáticas ou piorá-las”, disse a coautora Holly Moeller, professora assistente da Universidade da Califórnia, em Santa Bárbara.
Para entender como esses impactos podem aumentar, os pesquisadores desenvolveram um modelo matemático para prever como os mixotróficos podem mudar entre diferentes modos de metabolismo à medida que o clima continua a aquecer.
Os pesquisadores executaram seus modelos usando um intervalo de 4 graus de temperatura, de 19 a 23 graus Celsius (66-73 graus Fahrenheit). As temperaturas globais provavelmente aumentarão 1,5 grau Celsius acima dos níveis pré-industriais nos próximos cinco anos e estão a caminho de ultrapassar 2 a 4 graus antes do final deste século.
A análise mostrou que quanto mais quente fica, mais os mixotróficos dependem de comer alimentos em vez de produzi-los por meio da fotossíntese. Ao fazê-lo, eles mudam o equilíbrio entre entrada e saída de carbono.
Os modelos sugerem que, eventualmente, poderíamos ver esses micróbios atingirem um ponto de inflexão – um limiar além do qual eles repentinamente mudam de sumidouro de carbono para fonte de carbono, tendo um efeito líquido de aquecimento em vez de resfriamento.
Este ponto de inflexão é difícil de desfazer. Uma vez que cruzam esse limite, seria necessário um resfriamento significativo – mais de um grau Celsius – para restaurar seus efeitos de resfriamento, sugerem as descobertas.
Mas nem tudo são más notícias, disseram os pesquisadores. Seus resultados também sugerem que pode ser possível detectar essas mudanças com antecedência, se observarmos as mudanças na abundância mixotrófica ao longo do tempo.
“Logo antes de um ponto de inflexão, suas abundâncias de repente começam a flutuar descontroladamente”, disse Wieczynski. “Se você saísse na natureza e visse uma mudança repentina de abundâncias relativamente estáveis para flutuações rápidas, saberia que está chegando.”
Se o sinal de alerta precoce é detectável, no entanto, pode depender de outro fator-chave revelado pelo estudo: a poluição por nutrientes.
Descargas de estações de tratamento de águas residuais e escoamento de fazendas e gramados misturados com fertilizantes químicos e dejetos animais podem enviar nutrientes como nitrato e fosfato para lagos, córregos e águas costeiras.
Quando Wieczynski e seus colegas incluíram quantidades maiores de tais nutrientes em seus modelos, eles descobriram que a faixa de temperaturas em que ocorrem as flutuações reveladoras começa a diminuir até que eventualmente o sinal desaparece e o ponto de inflexão chega sem nenhum aviso aparente.
As previsões do modelo ainda precisam ser verificadas com observações do mundo real, mas “destacam o valor de investir na detecção precoce”, disse Moeller.
“Os pontos críticos podem ser de curta duração e, portanto, difíceis de detectar”, disse Gibert. “Este artigo nos fornece uma imagem de pesquisa, algo para procurar, e torna esses pontos críticos – por mais fugazes que sejam – mais prováveis de serem encontrados.”
Esta pesquisa foi apoiada por doações da Simons Foundation (689265), da National Science Foundation (1851194) e do Departamento de Energia dos EUA (DE-SC0020362).
.
