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O que acontece com a vida marinha quando o oxigênio é escasso?
O estudo analisa de perto as mudanças que ocorrem nos recifes de coral e nas comunidades microbianas perto de Bocas del Toro durante eventos de hipóxia repentinos.
Por Woods Hole Oceanographic Institution - 26/07/2021


Domínio público

Em setembro de 2017, a bolsista de pós-doutorado da Woods Hole Oceanographic Institution, Maggie Johnson, estava conduzindo um experimento com um colega em Bocas del Toro, na costa caribenha do Panamá. Depois de se sentarem em um oceano aberto e quieto, eles mergulharam para encontrar uma camada peculiar de água turva e malcheirosa a cerca de 3 metros abaixo da superfície, com estrelas quebradiças e ouriços-do-mar, que geralmente estão escondidos, empoleirados nos coral.

Esta observação única levou a um estudo colaborativo explicado em um novo artigo publicado hoje na Nature Communications, analisando o que esta camada de água nebulosa é causada e o impacto que ela tem na vida no fundo do mar.

"O que estamos vendo são águas hipóxicas do oceano, o que significa que há pouco ou nenhum oxigênio nessa área. Todos os macrorganismos estão tentando escapar dessa água desoxigenada, e aqueles que não conseguem escapar essencialmente sufocam. Eu nunca vi qualquer coisa assim em um recife de coral ", disse Johnson.

O estudo analisa de perto as mudanças que ocorrem nos recifes de coral e nas comunidades microbianas perto de Bocas del Toro durante eventos de hipóxia repentinos. Quando a água cai abaixo de 2,8 mg de oxigênio por litro, torna-se hipóxica. Mais de 10% dos recifes de coral em todo o mundo estão sob alto risco de hipóxia ( Altieri et al. 2017, Zonas mortas tropicais e mortalidade em massa em recifes de coral ).

“Há uma combinação de água estagnada devido à baixa atividade do vento, temperaturas quentes da água e poluição de nutrientes das plantações próximas, o que contribui para uma estratificação da coluna d'água. A partir disso, vemos essas condições de hipóxia que começam a se expandir e a interferir perto de habitats rasos ", explicou Johnson.

Os investigadores sugerem que a perda de oxigênio no oceano global está se acelerando devido à mudança climática e ao excesso de nutrientes, mas como os eventos de desoxigenação repentina afetam os ecossistemas marinhos tropicais é pouco compreendido. Pesquisas anteriores mostram que o aumento das temperaturas pode levar a alterações físicas nos corais, como o branqueamento, que ocorre quando os corais estão estressados ​​e expelem as algas que vivem em seus tecidos. Se as condições não melhorarem, os corais branqueados morrem. No entanto, as mudanças em tempo real causadas pela diminuição dos níveis de oxigênio nos trópicos raramente foram observadas.

Em uma escala local, os eventos de hipóxia podem representar uma ameaça mais grave para os recifes de coral do que os eventos de aquecimento que causam o branqueamento em massa. Esses eventos repentinos afetam toda a vida marinha que requer oxigênio e podem matar ecossistemas de recife rapidamente.
 
Os investigadores relataram o branqueamento do coral e a mortalidade em massa devido a esta ocorrência, causando uma perda de 50% dos corais vivos, que não mostraram sinais de recuperação até um ano após o evento, e uma mudança drástica na comunidade do fundo do mar. A medição mais rasa com águas hipóxicas foi de cerca de 9 pés de profundidade e cerca de 30 pés da costa de Bocas del Toro.

E os 50% dos corais que sobreviveram? Johnson e seus colegas pesquisadores descobriram que a comunidade de coral que observaram em Bocas del Toro é dinâmica, e alguns corais têm o potencial de resistir a essas condições. Esta descoberta prepara o terreno para pesquisas futuras para identificar quais genótipos ou espécies de coral se adaptaram a ambientes em rápida mudança e as características que os ajudam a prosperar.

Os investigadores também observaram que os microrganismos que viviam nos recifes voltaram ao estado normal em um mês, ao contrário dos macrorganismos, como as estrelas quebradiças, que pereceram nestas condições. Ao coletar amostras de água do mar e analisar o DNA microbiano, eles puderam concluir que esses micróbios não se ajustavam necessariamente ao ambiente, mas sim "esperando" sua hora de brilhar nessas condições de baixo oxigênio.

"A mensagem para levar para casa aqui é que você tem uma comunidade de micróbios; ela tem uma composição específica e se conecta, então, de repente, todo o oxigênio é removido e você recebe uma substituição de membros da comunidade. Eles florescem por um tempo, e eventualmente a hipóxia vai embora, o oxigênio volta e essa comunidade rapidamente volta ao que era antes devido à mudança nos recursos. Isso é muito diferente do que você vê com os macrorganismos ", disse Jarrod Scott, co- autor e pós-doutorado no Smithsonian Tropical Research Institute da República do Panamá.

Scott e Johnson concordam que a atividade humana pode contribuir para a poluição de nutrientes e aquecimento das águas, o que pode levar a condições hipóxicas do oceano. Atividades como desenvolvimento de terras costeiras e agricultura podem ser melhor gerenciadas e melhoradas, o que reduzirá a probabilidade de ocorrência de eventos de desoxigenação.

O estudo fornece informações sobre o destino das comunidades de micróbios em um recife de coral durante um evento de desoxigenação aguda. Os micróbios do recife respondem rapidamente às mudanças nas condições físico-químicas, fornecendo indicações confiáveis ​​dos processos físicos e biológicos da natureza.

A mudança que a equipe detectou da comunidade microbiana hipóxica para uma comunidade de condição normal depois que o evento diminuiu sugere que a rota de recuperação dos micróbios do recife é independente e desacoplada dos macrorganismos bentônicos. Isso pode facilitar o reinício dos principais processos microbianos que influenciam a recuperação de outros aspectos da comunidade do recife.

 

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