Última terra incógnita da superfície da Terra – ScienceDaily

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A primeira visão unificada da biodiversidade oceânica mundial, baseada na análise de sequências de DNA da superfície aos sedimentos oceânicos profundos, revela a rica e desconhecida vida no reino abissal, o último terra incógnita da superfície da Terra. Este esforço coletivo foi possível graças a 15 expedições internacionais em alto mar, incluindo cientistas do MARUM.

O fundo do oceano é o ecossistema menos explorado do planeta, apesar de cobrir mais de 60% da superfície da Terra. A vida em grande parte desconhecida em sedimentos abissais, de animais bentônicos a micróbios, ajuda a reciclar e/ou sequestrar a matéria (in)orgânica que se afunda originária de comunidades pelágicas que são numericamente dominadas por plâncton microscópico. Os ecossistemas bentônicos sustentam, assim, dois grandes serviços ecossistêmicos de importância planetária: o funcionamento saudável das cadeias alimentares oceânicas e o enterro de carbono em escalas de tempo geológicas, ambos reguladores críticos do clima da Terra. Pesquisadores do Norwegian Research Center (NORCE), Bjerknes Center for Climate research, da Universidade de Genebra, bem como do CNRS/Genoscope e IFREMER na França, sequenciaram massivamente DNA eucariótico contido em sedimentos do fundo do mar de todas as principais bacias oceânicas , e comparou esses novos dados com conjuntos de dados de plâncton em escala global existentes da coluna de água iluminada pelo sol e escura, obtidos pelo Tara Oceans e expedições circumglobais Malaspina. Isso fornece a primeira visão unificada de toda a biodiversidade eucariótica oceânica, da superfície ao sedimento oceânico profundo, permitindo que questões ecológicas marinhas sejam abordadas pela primeira vez em escala global e em todo o espaço tridimensional do oceano, representando um grande passo em direção à “ecologia de um oceano”.

“Com quase 1.700 amostras e dois bilhões de sequências de DNA da superfície ao fundo do oceano em todo o mundo, a genômica ambiental de alto rendimento expande enormemente nossa capacidade de estudar e entender a biodiversidade do fundo do mar, sua conexão com as massas de água acima e com o planeta ciclo do carbono”, diz Tristan Cordier, pesquisador do NORCE e Bjerknes Center for Climate Research, na Noruega, e principal autor do estudo.

O que vive neste ambiente escuro e hostil?

Ao comparar as sequências de DNA de sedimentos com as de reinos pelágicos, foi possível distinguir organismos bentônicos indígenas do plâncton afundado que atingiu o fundo do mar da coluna de água sobrejacente. Os resultados indicam que essa biodiversidade bentônica pode ser três vezes maior do que nas massas de água acima; e esta diversidade é composta por grupos taxonômicos muito diferentes e em sua maioria desconhecidos.

“Nós comparamos nossas sequências de DNA bentônicos do fundo do mar com todas as sequências de referência disponíveis para eucariotos conhecidos. Nossos dados indicam que quase dois terços dessa diversidade bentônica não pode ser atribuída a nenhum grupo conhecido, revelando uma grande lacuna em nosso conhecimento da biodiversidade marinha”, diz Jan Pawlowski, professor do Departamento de Genética e Evolução da Universidade de Genebra e do Instituto de Oceanologia da Academia Polonesa de Ciências em Sopot.

O que o DNA do plâncton em sedimentos do fundo do mar pode nos dizer?

A análise da abundância e composição do DNA do plâncton em sedimentos do fundo do mar confirmou que as regiões polares são hotspots de sequestro de carbono. Além disso, a composição do DNA do plâncton nos sedimentos prevê a variação da força da bomba biológica, um processo ecossistêmico que transfere o dióxido de carbono atmosférico para o oceano profundo, regulando o clima global.

“Pela primeira vez, podemos entender quais membros das comunidades de plâncton estão contribuindo mais para a bomba biológica, sem dúvida os processos ecossistêmicos mais fundamentais nos oceanos”, diz Colomban de Vargas, pesquisador do CNRS em Roscoff, França.

Como o mar profundo será afetado pelas mudanças globais?

Este conjunto de dados genômicos representa o primeiro instantâneo consistente de toda a diversidade eucariótica no oceano moderno. Ele oferece uma oportunidade única de reconstruir oceanos antigos a partir do DNA contido no registro de sedimentos cumulativos, para avaliar como o clima impactou o plâncton e as comunidades bênticas no passado.

“Nossos dados não apenas abordarão questões de escala global sobre a biodiversidade, biogeografia e conectividade de eucariotos marinhos. Também podem servir como base para reconstruir o funcionamento passado da bomba biológica a partir de antigos arquivos de DNA sedimentar. força futura em um oceano mais quente, que é fundamental para modelar o futuro ciclo de carbono sob as mudanças climáticas”, explica Tristan Cordier.

“Nosso estudo demonstra ainda que a pesquisa da biodiversidade do fundo do mar é de suma importância. Um grande número de organismos desconhecidos habita os sedimentos do fundo do oceano e deve desempenhar um papel fundamental nos processos ecológicos e biogeoquímicos. Um melhor conhecimento dessa rica diversidade é crucial se quisermos para proteger esses ecossistemas vastos e relativamente intocados dos impactos de possíveis futuras incursões humanas e entender os efeitos das mudanças climáticas sobre eles”, conclui Andrew J. Gooday, bolsista emérito do National Oceanography Centre, Southampton, que também esteve envolvido na pesquisa .



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