A descoberta de duas novas e incomuns espanãcies de diatoma¡ceas (fitopla¢ncton) em a¡guas havaianas foi anunciada por uma equipe de pesquisadores da Universidade do Havaa­ em Mānoa no Centro de Oceanografia Microbiana do Departamento de Oceanografia: Pesquisa e Educação (C-MORE), juntamente com colaboradores na Universidade da Califórnia em Santa Cruz e na Universidade Estadual da Califórnia em San Marcos. Os organismos também foram encontrados para fixar nitrogaªnio, um processo crítico que converte nitrogaªnio gasoso em uma forma que suporta a produtividade no oceano aberto pobre em nutrientes em que habitam. As descobertas foram publicadas na Nature Communications .

As diatoma¡ceas, com suas paredes celulares intrincadamente padronizadas feitas de sa­lica va­trea, são alguns dos fitopla¢nctons mais conhecidos e carisma¡ticos . Eles se saem melhor em condições ricas em nutrientes. Nas a¡guas oceânicas: pobres em nutrientes ao redor do Havaa­, as diatoma¡ceas lutam para adquirir nitrogaªnio suficiente para crescer.

Para resolver este problema, algumas diatoma¡ceas estabeleceram relações simbia³ticas com cianobactanãrias fixadoras de nitrogaªnio . Essas cianobactanãrias endossimbia³ticas especiais podem pegar nitrogaªnio dissolvido osque éabundante na águado mar, mas não acessa­vel a s diatoma¡ceas ose convertaª-lo em ama´nia, uma forma de nitrogaªnio que as diatoma¡ceas podem usar facilmente, mas que éextremamente escassa em mar aberto. Ao abrigar as cianobactanãrias dentro de suas casas de vidro, as diatoma¡ceas tem seus pra³prios geradores de nitrogaªnio pessoais. Eles se tornam um sistema de autofecundação.

“Os oceana³grafos sabem sobre essas simbioses de diatoma¡ceas -cianobactanãrias nas a¡guas ao redor do Havaa­ hámuitos anos, mas as espanãcies que descobrimos são algo bem diferente”, disse Christopher Schvarcz, pesquisador do C-MORE e principal autor do estudo.

Os exemplos mais conhecidos desses tipos de simbiose são muito fa¡ceis de detectar ao microsca³pio, porque os hospedeiros de diatoma¡ceas são grandes células "caªntricas" com simetria radial, e as cianobactanãrias endossimbia³ticas que vivem dentro delas formam cadeias de células que emitem uma cor amarelo-laranja brilhante brilho fluorescente quando iluminado com luz azul.

As novas espanãcies de diatoma¡ceas isoladas por Schvarcz são menores e pertencem a uma linhagem diferente com formato alongado e simetria bilateral. Seus simbiontes também são menores, unicelulares e não brilham sob luz fluorescente porque não contem clorofila, tornando-os quase invisa­veis dentro da diatoma¡cea. Isso provavelmente explica por que eles passaram despercebidos por tanto tempo. Schvarcz descobriu a nova espanãcie adicionando amostras de águado mar a um meio de crescimento pobre em nitrogaªnio no laboratório e, em seguida, examinando cuidadosamente as culturas sob um microsca³pio por um período de semanas e meses para ver que tipos de fitopla¢ncton cresceriam.

"Os resultados foram uma surpresa", disse Grieg Steward, professor da UH Mānoa que trabalhou com Schvarcz no projeto. "As novas diatoma¡ceas estãorelacionadas a espanãcies encontradas em águadoce. Nãota­nhamos ideia de que encontrara­amos seus primos prosperando em mar aberto. O trabalho de Chris éum lembrete importante de quanto ainda se pode aprender com um pouco de paciaªncia e observação cuidadosa. "

Outra surpresa veio quando a equipe mediu os padraµes dia¡rios de fixação de nitrogaªnio das culturas. Espanãcies que foram estudadas anteriormente tendem a concentrar sua atividade de fixação de nitrogaªnio durante o dia ou a  noite, mas não em ambos.

"Com essas novas espanãcies, encontramos um padrãoha­brido incomum", disse Sam Wilson, pesquisador do C-MORE que liderou o esfora§o para medir as taxas de fixação de nitrogaªnio das culturas usando equipamentos personalizados. "Essas células fixam nitrogaªnio comea§ando na escurida£o por volta da meia-noite e continuam durante toda a manha£, tarde e ini­cio da noite. Então eles fazem uma pausa de seis horas por volta do pa´r do sol. Nãosabemos por que eles fazem isso ainda, mas encontrar esse padrãoestranho éemocionante, porque significa que estamos prestes a aprender algo novo sobre um processo antigo."