O aquecimento global afeta os microrganismos oceânicos. E isso é um grande problema.

Notícias sobre o aquecimento global já não são mais novidades. Certamente você já leu muito sobre esse assunto e sabe dos efeitos adversos que o aumento da temperatura pode causar. Estiagem, inundações de cidades litorâneas, derretimento do gelo…

É fácil imaginar um urso polar equilibrando-se sobre um pequeno pedaço de gelo, certo? Por outro lado, você consegue pensar o que acontece aos seres microscópicos? Será que alterações no clima afetam esses pequenos organismos assim como vemos acontecer a animais macroscópicos? Qual a consequência disso para eles? Será que os danos a eles causados podem também nos afetar?

Confiras as respostas a essas perguntas agora!

Os microrganismos marinhos.

Os microrganismos são imprescindíveis para o sustento da vida na Terra. São responsáveis por funções importantíssimas: ciclagem de nutrientes, decomposição de matéria orgânica, fluxo de energia na cadeia alimentar, etc. Eles estão em todo lugar!

Então não é difícil imaginar que ações antropogênicas, ao afetarem o meio ambiente, provavelmente afetam os microrganismos. E o resultado pode ser catastrófico. Posso listar diversas consequências no ambiente terrestre e atmosférico. Escolhi, porém, falar sobre os oceanos.

Para viver nos oceanos os microrganismos marinhos apresentam características bastante interessantes. Afinal, não é fácil viver num ambiente pobre em nutrientes, de baixa temperatura e que exerce alta pressão. Um desafio e tanto!

Para superar as adversidades esses microrganismos evoluíram diversos mecanismos como: - redução do genoma; - aumento da afinidade por substratos (para aumentar a produtividade); - formação de linhagens com pigmentos fotossintéticos capazes de absorver comprimentos de onda específicos (aumenta a competitividade em um nicho).

E por aí vai, a lista é longa. Embora haja escassez dos nutrientes, como o oceano é extenso, ele é responsável pelos principais fatores do balanço no ciclo do carbono ao nível global. Sequestro de carbono (utilização do CO2) e produção de oxigênio, derivados da fotossíntese realizada pelo fitoplâncton.

Consequências do aquecimento das águas oceânicas

Tudo estaria em perfeito equilíbrio, se não fosse o aquecimento do oceano. Esse aquecimento tem diversas consequências físico-químicas que refletem nos microrganismos. Vejam os exemplos abaixo:

- Redução da solubilidade de gases. O aumento da temperatura tem um grande impacto na redução da solubilidade do oxigênio. E, particularmente para os microrganismos, uma pequena mudança no gradiente de oxigênio tem um efeito enorme na distribuição dos mesmos. Os aeróbios (organismos que demandam oxigênio para manutenção do metabolismo), obviamente, são duramente afetados.

Concomitante a isso, a diminuição do teor de oxigênio na água, impulsiona a atividade de microrganismos importantes para o ciclo do nitrogênio. Em especial os desnitrificantes, já que a enzima responsável pela reação é sensível ao oxigênio.

O resultado é a diminuição da concentração de nitrogênio nos oceanos. A perda desse nutriente nos oceanos é bastante preocupante já que o nitrogênio costuma ser limitante, ainda mais nesse ambiente oligotrófico (com poucos nutrientes).

- Alteração do processo de movimentação da água e de transferência de nutrientes Quando a água superficial esquenta, ela torna-se menos densa. Isso significa que ela tende a continuar onde está, influenciando a movimentação das águas.

A maior estratificação causada, acarreta retardamento da transferência de nutrientes das águas profundas para a superfície, influenciando o crescimento do fitoplâncton presente nessas camadas mais superficiais. Como consequência, a produtividade do oceano decai. Olha o efeito no ciclo do carbono global aí!

- Aumento das taxas de reações químicas e biológicas O aumento da temperatura resulta em mudanças bioquímicas deletérias como a desnaturação enzimática. Por outro lado, acelera o crescimento de microrganismos de maneira acentuada (blooms) gerando alterações na comunidade e deteriorando a qualidade da água. Um exemplo preocupante é o aumento dos microrganismos produtores de toxinas prejudiciais a animais e humanos.

- Acidificação do oceano Ao contrário do oxigênio, o CO₂ é dissolvido mais facilmente na água aquecida. Quando isso ocorre em excesso, pode afetar o equilíbrio químico do sistema tampão carbonato do oceano.

Explico: A reação entre CO₂ e água resulta na formação do ácido carbônico (H₂CO₃) que se dissocia nos íons bicarbonato e H+. O íon bicarbonato também se dissocia, formando mais um íon H+ e o íon carbonato. Resumo da ópera: esse monte de H+ torna o oceano mais ácido.

A diminuição do pH afeta, por exemplo: - a eficiência do crescimento; - a ciclagem do carbono; - os fluxos de energia.

Altera, portanto, a cadeia microbiana e os ecossistemas.

Um exemplo do impacto nas interações microbianas.

Os microrganismos nunca estão sozinhos. Imaginem que eles interagem o tempo todo com outros microrganismos, com animais, com plantas. As interações são a base para a sobrevivência!

Em um ambiente tão inóspito, estabelecer relações de simbiose é uma grande vantagem competitiva. Nesse âmbito, um exemplo bastante conhecido sobre os impactos do aquecimento oceânico é o fenômeno conhecido como branqueamentos dos corais.

Para os corais, os microrganismos são importantes na reciclagem de produtos de excreção, fornecimento de nutrientes e proteção contra patógenos. Em troca, eles fornecem abrigo e íons inorgânicos.

Devido ao aquecimento, muitos microrganismos simbióticos*são afetados e ocorre o rompimento das relações com os corais. Sem a simbiose, a morte do coral é certa. O branqueamento deriva da destruição dos pigmentos dos microrganismos ou pela saída dos simbiontes do corpo do animal, causando a alteração na cor.

* simbiose — Microrganismos que vivem em uma relação íntima configuram uma relação de simbiose. Quando a relação simbiótica aumenta o fitness dos microrganismos relacionados, ela é denominada de mutualística, como o caso aqui relatado.

O recente trabalho de pesquisadores da USP, mostra que o estresse oxidativo, ou seja, o aumento de formas tóxicas de oxigênio à célula, representa um processo importante no comprometimento da simbiose estabelecida entre Mussismilia hispida (o coral cérebro brasileiro) e espécies fotossintéticas de dinoflagelados (um protista com motilidade).

Eles descobriram que esse processo compromete os glicolipídeos ** das membranas dos cloroplastos, as organelas responsáveis pela fotossíntese. Portanto, as variações nas concentrações desses componentes, determinam a sensibilidade ou a tolerância desses microrganismos ao estresse térmico.

** componentes comuns de membranas biológicas devido à natureza anfipática, ou seja, uma porção polar e outra apolar; uma característica que influencia nas funções das membranas.

Essa informação é importante no desenvolvimento de estratégias de monitoramento e conservação dos corais, já que a detecção dos lipídeos oxidados pode servir como biomarcadores do estresse térmico. Dado que os corais são responsáveis pelo sustento de 25% da biodiversidade dos oceanos, a preservação desses animais é de extrema importância para a manutenção da vida marinha.

O uso de lipídeos como biomarcardores é uma estratégia interessante para o monitoramento de microrganismos marinhos, já que a maioria das espécies microbianas presentes nesses ambientes não são cultiváveis, dificultando o estudo em laboratório.

Texto revisado por Lavinia Dal’Mas Romera . Referências BOTANA, M. T. Thermal plasticity of coral reef symbiont is linked to major alterations in their lipidome composition. Limnology and Oceanography, v. 9999, p.1–14, 2022.

CAVICCHIOLI, R. et al. Scientist´s warning to humanity: microorganismos and climate change. Nature Reviews. Microbiology, v. 17, 2019.

SOLLICH, M. et al. Heat Stress Dictates Microbial Lipid Composition along a Thermal Gradient in Marine Sediments. Frontiers in Microbiology, v. 8, n. 1550, 2017.