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As algas do oceano obtêm o 'golpe de misericórdia' dos vírus
Os vírus eventualmente rompem as células das algas, contribuindo para a rede alimentar global ao disponibilizar energia e matéria orgânica para outros organismos.
Por Rutgers University - 15/09/2020


Esta imagem mostra a infecção viral de uma célula de Emiliania huxleyi sobreposta a uma imagem de satélite de uma flor de E. huxleyi no Mar de Barents. Crédito: MODIS, NASA; Steve Gschmeissner, Photo Researchers Inc .; Kay Bidle e Christien Laber, Rutgers University

Os cientistas acreditam há muito tempo que os vírus oceânicos sempre matam algas rapidamente, mas pesquisas conduzidas por Rutgers mostram que eles vivem em harmonia com as algas e os vírus fornecem um "golpe de misericórdia" apenas quando o florescimento de algas já está estressado e morrendo.

O estudo, publicado na revista Nature Communications , provavelmente mudará a forma como os cientistas veem as infecções virais de algas , também conhecidas como fitoplâncton - especialmente o impacto dos vírus nos processos do ecossistema, como a formação (e declínio) de algas e o ciclo do carbono e outros produtos químicos na terra.

"É apenas quando as células de algas infectadas ficam estressadas, como quando ficam sem nutrientes, que os vírus se tornam mortais", disse o autor principal Benjamin Knowles, ex-pesquisador de pós-doutorado do Departamento de Ciências Marinhas e Costeiras da Escola de Ciências Ambientais e Biológicas na Rutgers University-New Brunswick, que agora está na UCLA. Ele também fez pós-doutorado no Rutgers 'Institute of Earth, Ocean, and Atmospheric Sciences. "Sentimos que este modelo inteiramente novo de infecção está disseminado nos oceanos e pode alterar fundamentalmente a forma como vemos as interações vírus-hospedeiro e o impacto dos vírus nos ecossistemas e no ciclo biogeoquímico, uma vez que sempre vai contra o modelo clássico de vírus há muito aceito ser letal e matar células. "

O ciclo biogeoquímico refere-se a nutrientes essenciais como carbono, oxigênio, nitrogênio, fósforo, cálcio, ferro e água circulando através dos organismos e do meio ambiente. A alga coccolitóforo Emiliania huxleyi foi o foco do estudo como um modelo para outros sistemas de vírus-algas e é um condutor central deste processo.

Os cientistas estudaram as interações vírus-algas em laboratório e em mini-florações controladas nas águas costeiras da Noruega. Eles se concentraram na infecção viral de uma forma de alga que é responsável por gerar grande parte do ciclo de oxigênio e carbono na Terra. Um grupo de vírus oceânicos chamados coccolitovírus infectam e matam o E. huxleyi rotineiramente ao longo de 1.600 quilômetros quadrados, que podem ser vistos do espaço através de satélites de observação da Terra.

Os vírus eventualmente rompem as células das algas, contribuindo para a rede alimentar global ao disponibilizar energia e matéria orgânica para outros organismos. Mas as células infectadas não morrem imediatamente, descobriram os cientistas. Em vez disso, as células infectadas se multiplicam e florescem em dezenas de quilômetros de águas oceânicas e morrem de maneira coordenada. Essas dinâmicas foram observadas rotineiramente em estudos anteriores, mas não podiam ser explicadas pela taxa com que os hospedeiros de algas e os vírus se encontram na natureza.

"As algas e os vírus têm um tipo de relação quase simbiótica, permitindo que as células das algas e os vírus se replicem alegremente por um tempo", disse o autor sênior Kay D. Bidle, professor e oceanógrafo microbiano do Departamento de Ciências Marinhas e Costeiras da Rutgers-New Brunswick e o Instituto de Ciências da Terra, do Oceano e da Atmosfera. "Sentimos que essas dinâmicas recém-descobertas também se aplicam a outras interações vírus-algas nos oceanos e são fundamentais para o funcionamento da infecção. Combinando abordagens experimentais, teóricas e ambientais, nosso trabalho apresenta um modelo para diagnosticar esse tipo de infecção em outros sistemas . "

A dinâmica do vírus das algas tem implicações importantes para o resultado de infecções e o fluxo de carbono e pode levar a cenários onde o dióxido de carbono é sequestrado ou armazenado nas profundezas do oceano, em vez de retido na parte superior do oceano, disse Bidle. Mais pesquisas são necessárias para compreender completamente a extensão dessas dinâmicas e seus impactos nos ecossistemas e na ciclagem do carbono nos oceanos.

 

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