Uma vasta comunidade de microrganismos ainda desconhecida pela ciência domina o Oceano Antártico — e pode desempenhar um papel crucial na regulação do clima da Terra. É o que revela um estudo publicado nesta segunda-feira (9), na revista científica Nature Communications, que analisou o maior conjunto já reunido de dados genéticos sobre a vida microscópica na região polar. 

A pesquisa examinou 218 amostras de metagenomas marinhos coletadas durante a Expedição de Circunavegação Antártica (Antarctic Circumnavigation Expedition) entre 2016 e 2017. Os cientistas identificaram mais de 175 milhões de sequências genéticas e criaram um catálogo com 89,7 milhões de genes únicos, revelando um cenário genético extremamente distinto de qualquer outro oceano do planeta. 

Segundo o estudo, 38% desses genes não possuem equivalentes conhecidos em bases de dados globais, indicando que grande parte da biodiversidade microscópica polar permanece praticamente inexplorada. 

“Esses resultados mostram que o Oceano Antártico abriga um panorama genético singular”, afirmam os pesquisadores liderados pelo microbiologista Emile Faure, do Observatoire Océanologique de Roscoff, na França. “Estamos apenas começando a compreender a diversidade e as funções ecológicas desses microrganismos.” 

Embora invisíveis a olho nu, microrganismos marinhos — bactérias, arqueias e vírus — estão entre os principais motores da química global dos oceanos. Eles controlam processos que influenciam diretamente o clima do planeta.

O Oceano Antártico, que circunda a Antártida, é responsável por absorver uma parcela desproporcional do calor e do dióxido de carbono gerados pelas atividades humanas. Além disso, sua biologia regula a transferência de carbono da atmosfera para o fundo do mar, mecanismo conhecido como bomba biológica de carbono. 

Nesse sistema, microrganismos desempenham papéis essenciais: reciclam matéria orgânica, alimentam cadeias alimentares marinhas e participam do ciclo do enxofre — elemento que influencia a formação de nuvens e, indiretamente, o balanço térmico da Terra.

O novo estudo mostra que muitos desses processos dependem de genes que são exclusivos ou predominantes nas regiões polares.

Entre eles estão genes responsáveis pela quebra de uma molécula chamada dimetilsulfoniopropionato (DMSP), produzida por fitoplâncton. A decomposição dessa substância gera dimetilsulfeto (DMS), o principal composto natural de enxofre liberado para a atmosfera pelos oceanos. 

Esse gás ajuda na formação de aerossóis que podem influenciar a cobertura de nuvens e, portanto, o clima global.

A pesquisa também revelou que a distribuição genética dos microrganismos segue padrões surpreendentemente definidos dentro do oceano.

Em vez de serem uniformemente espalhadas, as comunidades microbianas são organizadas conforme massas de água específicas, caracterizadas por diferentes temperaturas, níveis de oxigênio e salinidade.

Análises estatísticas indicaram que essas massas de água são o principal fator que determina quais genes microbianos aparecem em cada região. 

Isso significa que mudanças na circulação oceânica — um dos efeitos previstos das mudanças climáticas — podem alterar profundamente a ecologia microscópica da região.

O estudo também investigou um ambiente particularmente produtivo: a polínia de Mertz, uma área de águas abertas cercada por gelo marinho na costa da Antártida.

Ali, os pesquisadores observaram um intenso florescimento de fitoplâncton dominado por diatomáceas. Esse fenômeno desencadeia explosões populacionais de bactérias especializadas em decompor matéria orgânica produzida por algas.

As análises genéticas revelaram a presença de microrganismos dos gêneros Polaribacter e SAR92, conhecidos por degradar carboidratos liberados por algas microscópicas. 

Os cientistas também detectaram grande diversidade de vírus marinhos, incluindo vírus gigantes que infectam algas e podem controlar a intensidade dessas florações. 

Outro resultado notável foi a identificação de milhares de genes que aparecem exclusivamente em ambientes polares, tanto no Ártico quanto na Antártida.

Entre as funções mais comuns estão proteínas associadas à resistência ao frio, reparo de danos causados por radiação ultravioleta e adaptação metabólica a ambientes com poucos nutrientes. 

Ao todo, os pesquisadores identificaram mais de 26 milhões de genes presentes apenas nos oceanos polares, reforçando a ideia de que essas regiões possuem uma biologia altamente especializada. 

Apesar da escala inédita do levantamento, os cientistas afirmam que o estudo representa apenas o início da exploração genética do Oceano Antártico.

Mais da metade dos genes identificados não possui função conhecida, o que significa que sua atividade ecológica ainda é um mistério. 

Além disso, as amostras foram coletadas apenas durante o verão austral. No inverno antártico, quando o mar permanece coberto por gelo e a luz solar praticamente desaparece, as comunidades microbianas podem mudar drasticamente.

“Precisamos de séries temporais genômicas que permitam acompanhar essas populações ao longo das estações”, afirmam os autores.

Com o avanço do aquecimento global e o rápido derretimento das geleiras antárticas, entender como essas comunidades microscópicas funcionam tornou-se uma prioridade científica.

Afinal, no extremo sul do planeta, organismos invisíveis podem ser peças fundamentais no equilíbrio climático da Terra.