Comedores de amônia das profundezas

Encontrar pistas para entender o funcionamento do planeta no lixo de um aquário parece inusitado, mas é exatamente o que fez um grupo da Universidade de Washington, nos Estados Unidos.

Microrganismos que vivem onde há pouco carbono e nenhuma luz proliferam com quantidades ínfimas de amônia. Estudo destaca importância no ciclo global de nitrogênio (foto: Wikipedia)

Há alguns anos, os pesquisadores cultivaram um microrganismo no fundo de um tanque no aquário de Seattle e observaram que ele podia digerir amônia. Agora, o mesmo grupo demonstrou que o pequeno organismo tem uma função mais importante na ecologia da Terra do que se suspeitava.
Os resultados indicam que esses microrganismos, membros de uma antiga linhagem conhecida como Archaea, batem todas as outras formas de vida marinha na corrida pela amônia. O estudo foi publicado nesta quinta-feira (1º/10) no site da revista Nature.

A amônia nas áreas mais próximas da superfície dos oceanos é inicialmente capturada pelo fitoplâncton, que precisa dela para fazer novas células. Pouca amônia chega ao fundo para ser consumida pelos micróbios, que a transformam em nitrato. “Mas nossos resultados indicam que esses microrganismos são capazes de roubar amônia de outros organismos e transformá-la em nitrato”, disse Willm Martens-Habbena, um dos autores do estudo.
A amônia é um resíduo que pode ser tóxica a animais. Mas plantas, incluindo o fitoplâncton – conjunto dos organismos aquáticos microscópicos que flutuam livremente nas águas –, têm na amônia a forma mais eficiente de construir novas células.

O artigo aponta que as archeas (ou arqueias) – organismos relacionados com as bactérias – são capazes de buscar amônia (constituída por nitrogênio e hidrogênio) nos ambientes mais extremos do fundo do mar. Isso resolve uma longa dúvida de como tais microrganismos podem sobreviver em ambiente tão desfavorável à vida.
Os organismos em questão são pequenos até mesmo para os padrões dos seres unicelulares. Com 0,2 micrômetro de comprimento, só são maiores do que os vírus. As archeas, apontam os pesquisadores, não apenas teriam um papel, mas seriam fundamentais para o ciclo de nitrogênio do planeta, dos quais dependem todo tipo de vida.

“Bactérias nitrificantes foram descobertas no fim do século 19. Um século depois, um outro grupo de nitrificantes é descoberto. E não se trata de uma população menor, mas sim de uma muito grande e importante. Com isso, temos que revisar nosso conhecimento básico do ciclo de nitrogênio”, disse David Stahl, outro autor do estudo.
Na árvore da vida, as archeas ocupam seu próprio ramo. Foram descobertas há apenas 30 anos e, primeiramente, achava-se que elas existiriam apenas em ambientes extremos, como fontes hidrotermais. Agora, sabe-se que estão muito mais espalhadas. Estima-se que pelo menos 20% dos microrganismos oceânicos sejam do domínio Archaea.
O novo estudo mostra que esses organismos são capazes de sobreviver com quantidades ínfimas de amônia. Como nas profundezas oceânicas há pouco carbono e nenhuma luz, esses traços de amônia são a única fonte de energia das archea. “Ninguém achava que seria possível para um organismo viver com tão pouco”, disse Stahl.

Segundo os autores, os resultados da pesquisa também deverão afetar os modelos climáticos globais, que usam ciclos de nitrogênio e de outros elementos químicos para estimar quanto dióxido de carbono os oceanos absorverão e depositarão no fundo do mar.
Os resultados sugerem que a maior parte do nitrato na superfície oceânica vem da reciclagem da biomassa e não das águas das profundezas, como se achava. “Os dados indicam que a ‘bomba de carbono’ é mais fraca do que se estimava. Com isso, os modelos climáticos atuais podem ter estimado o quanto de carbono é absorvido pelos oceanos”, disse Martens-Habbena.

O artigo Ammonia oxidation kinetics determine niche separation of nitrifying Archaea and Bacteria, de Willm Martens-Habbena e outros, pode ser lido por assinantes da Nature em

www.nature.com.

Fonte: Agência Fapesp em 12.10.09

'Sexo' surgiu com peixe pré-histórico

O estudo do fóssil de um peixe que viveu há cerca de 365 milhões de anos sugeriu que a fertilização de óvulos dentro do corpo da fêmea evoluiu mais cedo do que se acreditava anteriormente.

O peixe, conhecido como placodermo, pode ter sido o primeiro vertebrado a se reproduzir através da fertilização de óvulos dentro da fêmea.
Pesquisadores do Museu de História Natural de Londres (NHM, na sigla em inglês) disseram que foi encontrado um embrião de cerca de cinco centímetros de comprimento no fóssil de placodermo.
"Este (peixe) fornece uma das evidências mais antigas de reprodução interna", disse Zerina Johanson, curadora de fósseis de peixes do museu. "Nós esperávamos que estes primeiros peixes tivessem um tipo mais primitivo de reprodução, onde espermatozoide e óvulo se combinam na água e os embriões se desenvolvem fora do peixe."
"Copulação parece ter sido a principal forma como animais pré-históricos primitivos se reproduziam, demonstrando que o 'sexo' começou muito mais cedo do que nós pensávamos", afirmou Johanson.
O fóssil foi encontrado originalmente no oeste da Austrália e estava no acervo do museu desde a década de 80. Inicialmente os pesquisadores acreditavam que o fragmento no interior do fóssil fosse apenas um vestígio de um peixe que ele havia comido pouco antes de morrer.
Tubarão
O fóssil mostra uma modificação na nadadeira pélvica na barriga do peixe. Os autores do estudo, publicado na revista Nature, acreditam que esta estrutura, chamada clásper, teria sido usada pelo macho para se prender à fêmea durante a copulação - um órgão semelhante ao dos tubarões modernos.
"O clásper é um órgão ereto de maneira intermitente que é inserido dentro da fêmea para transferir o sêmen", disse o co-autor do estudo, o paleontólogo John Long do Museu Victoria, na Austrália.
Em um tipo de placodermo esse órgão é diferente. "Este novo grupo (...) tem clásperes mais flexíveis. No artigo na Nature, nós sugerimos que este é o começo da fertilização erétil masculina, porque parte daquele órgão foi tomado por cartilagem mole", explicou Long.
O processo de fertilização interna e nascimento diferencia alguns peixes e mamíferos de outros animais tais como répteis e anfíbios.
Johanson acredita que este era o principal método reprodutivo dos primeiros peixe, como os placodermos e pode ter evoluído também em outros grupos de peixes.
Fonte: BBC

Acidificação dos mares pode causar extinção em massa

Cientistas britânicos advertiram em um Congresso sobre Mundanças Climáticas em Copenhage, na Dinamarca, que as emissões de dióxido de carbono produzidas pela queima de combustíveis fósseis estão tornando os oceanos mais ácidos, o que pode provocar uma extinção em massa de espécies marinhas.
Carol Turley do Laboratório Marinho de Plymouth, no sul da Inglaterra, disse que é impossível saber como a vida marinha vai reagir, mas ela teme que várias espécies não sobrevivam.
Desde a Revolução Industrial, no século 18, as emissões de CO2 já elevaram a acidez dos mares em mais de 30%, de acordo com pesquisadores.

"Eu estou muito preocupada com os ecossistemas dos oceanos, que atualmente são produtivos e diversificados", disse Turley à BBC. "Eu acredito que nós podemos estar caminhando para uma extinção em massa, pois esse ritmo de mudanças nos oceanos não é visto desde o tempo dos dinossauros", afirmou.
"Isto pode ter um grande impacto na segurança alimentar. É realmente imperativo reduzirmos as emissões de CO2."

Conchas

O problema mais acentuado é para criaturas que precisam de um ambiente alcalino para produzir conchas e carapaças formadas por cálcio. Testes de laboratório sugerem que as estrelas do mar podem desaparecer até o final do século se atual tendência de emissões continuar.
Os cientistas receiam que os mariscos também não consigam suportar o aumento da acidez.
Turley disse: "As coisas vão mudar. Nós não sabemos ainda exatamente como."

Andy Watson, biólogo marinho da Universidade de East Anglia, acredita que mudanças climáticas e pesca excessiva podem trazer sérios danos aos oceanos ainda antes dos efeitos da acidificação. Ele condena o aumento da emissão de CO2 resultante de atividades humanas, mas destaca que a acidez oceânica também pode flutuar naturalmente.
Ele imagina que algumas criaturas podem se adaptar às mudanças ao longo do tempo.

"Em várias experiências que estão sendo feitas no momento, são provocadas mudanças repentinas. O CO2 ou a acidez são aumentados rapidamente, por exemplo."
"Claro que isso não é realmente o que vai acontecer no mundo real. Ao invés disso, haverá uma elevação gradual do CO2 e da acidez. E nós não sabemos se os organismos poderão se adaptar ou o quão rápido poderão fazer isso", disse Tony Knapp, diretor do instituto BIOS, nas Bermudas, onde são feitas algumas das medições da acidez dos oceanos.
Knapp defende sua conclusão de que o aumento recente da acidez foi causado por emissões de CO2 resultantes da queima de combustíveis fósseis. "Levou muito tempo para que eu me convencesse. Sou um cético por natureza. Mas se olharmos para os dados recolhidos (...) na verdade não se pode chegar a outra conclusão", afirmou.

Sem adaptação

Como exemplo para suas previsões sobre os efeitos da acidificação nos oceanos, os cientistas citam a ilha de Ischia, na Baía de Nápoles, Itália. Ali, os cientistas encontraram indícios de que várias criaturas não vão conseguir se adaptar à crescente acidificação.
A água do mar em volta de parte da ilha é mais ácida há milhares de anos por causa de emissões de CO2 por aberturas vulcânicas que borbulham no leito marinho.
Se a pesquisa em Ischia apresentar uma imagem precisa do futuro dos oceanos, as perspectivas para os organismos que formam conchas são sombrias.
"Nós estamos muito preocupados", disse Jason Hall-Spencer, da Universidade de Plymouth, que estuda o local. "As mudanças aqui claramente tornaram a vida impossível para criaturas que formam conchas."
"Quando você começa a mexer num ecossistema complexo, é impossível prever o que vai acontecer."
O ambiente na ilha italiana serve para dar uma idéia de quais as espécies que sairão ganhando e perdendo por causa dos altos níveis de acidez. Algumas algas marinhas podem se desenvolver mais em um ambiente altamente fertilizado com CO2.