domingo, 25 de setembro de 2011

Utilização de carbono na “twilight zone” das profundezas do oceano

Compreender o fluxo e o processamento de carbono nos oceanos, que cobrem 70 por cento da superfície da Terra, é central para a compreensão dos ciclos do clima global, com muitas perguntas ainda sem resposta. Entre 200 e 1.000 metros abaixo da superfície do oceano existe uma "twilight zone" onde a luz solar que penetra é insuficiente para os microorganismos realizarem a fotossíntese. Apesar disso, sabe-se que os micróbios residentes nessas profundidades capturam dióxido de carbono e usam-no para formar estruturas celulares e realizar reações metabólicas necessárias para a sua sobrevivência e reprodução. Os detalhes acerca do processo estão agora a surgir, acerca de uma via metabólica microbiana que ajuda a resolver o mistério de como certas bactérias fazem isso no oceano escuro. Estes resultados da investigação, que estão a possibilitar uma melhor compreensão do que acontece com o carbono que é fixado nos oceanos a cada ano, foram publicados por uma equipa de investigadores, incluindo os do Departamento de Energia dos EUA (DOE) e do Joint Genome Institute (JGI) na revista Science.
A fixação de carbono no oceano escuro tem sido atribuída até agora principalmente às Archaea, organismos unicelulares que vivem muitas vezes em condições ambientais extremas. Nessa região do oceano, as bactérias foram-se desenvolvendo de forma a contar com compostos orgânicos como fonte de energia e de carbono. De acordo com Ramunas Stepanauskas, autor sénior do artigo, "os modelos oceanográficos anteriores sugeriam que as Archaea não explicam adequadamente a quantidade de carbono que está a ser fixada no oceano escuro. O nosso estudo descobriu outros tipos específicos de bactérias, em vez de Archaea, e as suas fontes prováveis de energia que podem ser responsáveis por esse componente importante e desconhecido do ciclo de carbono do oceano escuro. "
Para superar o desafio que tinha impedido os estudos envolvendo micróbios do oceano profundo, que ainda não foram cultivados em laboratório, os pesquisadores utilizaram uma técnica inovadora de genómica de uma única célula. Woyke co-autor do estudo, explicou: "Depois de sequenciarem o genoma de células individuais que foram isolados pelos nossos colegas da Bigelow, foi possível verificar as linhagens predominantes de bactérias capazes de capturar carbono nas águas profundas." Este estudo representa um exemplo para a utilização da sequenciação do genoma de um célula única para decifrar as capacidades metabólicas de consórcios microbianos, proporcionando um complemento poderoso para a metagenómica".
Stepanauskas atribuiu o sucesso do projeto aos esforços combinados do DOE e do JGI, o Laboratório de Bigelow, o Monterey Bay Aquarium Research Institute, da Universidade de Viena, e o MIT. "Esta é a primeira aplicação de uma abordagem genómica de uma única célula para o oceano profundo, um dos habitats maior e menos conhecido do planeta", enfatizou David Kirchman, Harrington Professor de Biociências Marinhas na Universidade de Delaware. "O estudo muda radicalmente a nossa visão sobre como os micróbios obtêm energia e sobrevivem nos oceanos."

Fonte: E! Science News

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