Como pequeninos animais no oceano influenciam o dióxido de carbono atmosférico?

Atualizado: Jun 27

Por Emma Cavan


O importante papel de pequenas (<5mm) plantas e animais no oceano não é tão conhecido pelo público como o dos animais carismáticos, que a mídia prefere chamar de “fofinhos” (“cuddly”, em inglês), como golfinhos e baleias. São chamados de plâncton os organismos (tanto plantas como animais) que não conseguem nadar contra as correntes, seu tamanho varia desde algas microscópicas à grandes águas-vivas.


Minha pesquisa é focada na bomba biológica de carbono, descrito por Yonara Garcia em um post prévio “A fertilização dos oceanos e as mudanças climáticas”, de maio de 2016. A bomba biológica de carbono descreve como o fitoplâncton (plantas) e o zooplâncton (animais) sequestram dióxido de carbono da atmosfera para o oceano profundo. Meu interesse é desvendar como esses organismos transportam carbono orgânico (em forma de partículas) na camada superior do oceano (primeiros 500 m).

Foto de crustáceo zooplanctônico de aproximadamente 0,5 mm em comprimento. Foto da autora.

O zooplâncton varia desde pequenos crustáceos (parecidos com camarões) até organismos muito maiores, como salpas e águas-vivas. Vou me concentrar aqui apenas nos crustáceos. Dentre eles está o krill, um grupo de organismos zooplanctônicos muito conhecido. Eles são considerados grandes (2-5 mm) para seu grupo e são encontrados abundantemente no Oceano Austral, onde  são presas de grandes baleias como as jubarte. O zooplâncton influencia na quantidade de carbono orgânico (originalmente fotossintetizado pelo fitoplâncton na superfície dos oceanos) que atinge o mar profundo, uma vez que organismos do plâncton:


1- Respiram o carbono inorgânico

2- Ingerem o carbono orgânico e liberam uma parte deste em forma de pelotas fecais (cocô de plâncton).

3- Quebram partículas em pedaços menores


Para complicar ainda mais o processo, o zooplâncton pode migrar verticalmente centenas de metros por dia. Então  podem se alimentar na superfície à noite e depois descer a maiores profundidades para liberar pelotas fecais, aumentando o volume de carbono que chega ao oceano profundo e fica longe da atmosfera. Por essa razão, o zooplâncton é particularmente difícil de representar em modelos biogeoquímicos! Tenho ido ao mar no oceano Antártico l e no Pacífico equatorial buscando descobrir como o zooplâncton age na transferência de carbono orgânico para o mar profundo.


Oceano Antártico


No oceano Antártico, na Ilha Elefante. Ao fundo, onde Ernest Shackleton desembarcou.

Trabalhar neste ambiente é uma experiência fantástica. Deve ser um dos lugares mais bonitos do planeta. Ficávamos  cercados de muitos pinguins todos os dias! Voltando à ciência… como eu disse, no oceano Antártico há um grande número de crustáceos pertencentes ao zooplâncton, como krill e copépodes. Eles são dominantes nas águas gélidas em torno da Antártica, mas sua ocorrência é muito fragmentada, como manchas (não são espalhados homogeneamente).

Pelota fecal, 0,3 mm em comprimento. Foto da autora.

Lá eu coletei partículas orgânicas que estavam afundando (cheias de carbono), em sua maioria pelotas fecais do zooplâncton (e não detritos fitoplanctônicos). Isso sugere que a maior parte do carbono orgânico que chega no fundo oceânico é via zooplâncton, que se alimenta de fitoplâncton e libera pelotas fecais. Notou-se que a quantidade de zooplâncton afeta o número de partículas que afundam a partir da superfície do oceano. Além disso, se o zooplâncton alimenta-se de fitoplâncton fresco (pelotas fecais marrons), de detritos ou de suas próprias fezes (pelotas fecais brancas – e sim, eles comem seu próprio cocô!), isso afeta quão eficientemente o carbono orgânico chega ao oceano profundo! Então, essas criaturinhas têm um papel importante aqui, na transferência de carbono orgânico da superfície do mar para o fundo.


Pacífico equatorial


Trabalhar aqui foi muito diferente do que trabalhar no Oceano austral. É um ambiente muito quente e quase não vi nuvens durante todo o cruzeiro. Estávamos trabalhando na costa pacífica da Guatemala. Há muito menos vida marinha aqui, mas eu pude ver um monte de tartarugas e até um tubarão raposa!

RRS (Royal research ship) James Cook no porto de Panamá antes do cruzeiro. Foto da autora.

Comparado ao oceano Antártico l, o Pacífico equatorial é muito estável, com poucas variações sazonais. Mas, ao mesmo tempo, entre 100-1000 metros de profundidade, as baixas concentrações de oxigênio tornam-se um obstáculo, o que faz com que os organismos fiquem sem oxigênio suficiente nessas profundidades. Zonas de oxigênio mínimo (ZOM) são comuns no planeta, particularmente perto de costas como a do Peru e a  costa oeste da África. Muitos estudos mostram que, nas ZOM, maiores proporções de carbono orgânico atingem o fundo, quando comparadas ao resto do mundo. Mas a razão para isso ainda é desconhecida, então fui ao mar para tentar descobrir.


Há duas razões principais que fazem com que o carbono orgânico não atinja o oceano profundo:


1- Ele é consumido e respirado pelo zooplâncton

2 – ou é hidrolisado por bactérias

Sistema de micro-respiração usado para medir a respiração bacteriana em partículas. Um sensor de oxigênio (azul) é inserido em pequenos frascos que contêm partículas, para medir as concentrações de oxigênio por algumas horas. Foto da autora.

Então eu quis testar se a remineralização bacteriana (o processo de converter carbono orgânico de volta à carbono inorgânico, como dióxido de carbono) é reduzido em ZOMs devido ao limitado metabolismo bacteriano em zonas de baixa concentração de oxigênio. Para tanto, medi a taxa de respiração de micro-organismos  em partículas, e o resultado mostrou que estes são muito bem adaptados a lidar com as condições de pouco oxigênio e são responsáveis pela maior parte da degradação de carbono orgânico!


Isso mostrou que é provável que uma redução na respiração zooplanctônica e o processamento de partículas na ZOM devem ser os porquês do alto depósito de carbono orgânico ao fundo oceânico. Essa é uma hipótese razoável, já que estudos mostraram que a abundância de zooplâncton é baixa em ZOMs e que seu metabolismo é bem reduzido. O ciclo de vida de bactérias é bem mais curto do que o do zooplâncton, então elas podem se desenvolver muito mais rápido em condições desafiadoras. Então, no Pacífico equatorial, a ausência de zooplâncton significa que mais carbono chega ao oceano profundo e não é devolvido à atmosfera.


Resumindo, o zooplâncton têm uma relação complicada com o carbono no oceano. A presença ou ausência de ambos pode aumentar a quantidade de carbono que chega ao oceano profundo, dependendo somente de qual ecossistema oceânico eles fazem parte. É por isso que é complicado modelar os efeitos do zooplâncton no ciclo de carbono e são necessárias mais pesquisas para entender melhor como isso acontece. Mas devemos nos lembrar que os animais pequeninos influenciam, e muito, na quantidade de carbono que existe na atmosfera. Quem diria?

Sobre Emma:


Emma é uma bióloga marinha que tornou-se oceanógrafa biológica (o que significa, basicamente, ser uma bióloga marinha focada em pequenos organismos!). Cresceu na costa sul da Inglaterra e sua graduação e doutorado deu-se no Centro Nacional de Oceanografia da Universidade de Southampton. Acabou recentemente seu doutorado e quer continuar na academia, fazendo pesquisas. Emma se interessa muito em conectar ciência e política, passou 3 meses trabalhando no centro de ciências políticas na Royal Society em Londres. Fora o lado científico, Emma gosta de viajar sempre que possível e tem sido capaz de fazê-lo tanto para lazer quanto para trabalho. Também adora passear de caiaque, acampar, ler, cochilar e socializar. Siga-a no twitter (@emma_cavan) ou visite

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