O Ártico pode parecer longínquo e imóvel. O gelo ocupa o horizonte e o solo mantém-se congelado durante grande parte do ano.
No entanto, por baixo dessa crosta gelada existe um sistema vivo que reage rapidamente quando o ambiente muda.
Um novo estudo realizado em Svalbard indica que o degelo do solo não “acorda” toda a vida ao mesmo tempo. Em vez disso, a actividade regressa por etapas: alguns micróbios entram logo em acção, enquanto outros permanecem à espera.
Solo congelado, vida escondida
No final de Março, uma equipa de investigadores perfurou o permafrost perto de Ny Ålesund, em Svalbard. Dali retiraram solo que se tinha mantido congelado durante anos.
Nesse solo estavam comunidades microbianas “presas” e preservadas pelo frio.
Quando as amostras foram descongeladas no laboratório, não se observou um simples retomar da actividade. O que apareceu foi um padrão sequencial.
Ao longo do tempo, micróbios diferentes activaram-se em momentos distintos - e alguns permaneceram inactivos mesmo após meses.
O aquecimento do Ártico acelera
O Ártico está a aquecer mais depressa do que a maioria das regiões do planeta, e Svalbard reflecte essa tendência de forma clara.
Com a subida das temperaturas, o terreno permanentemente gelado começa a amolecer. A camada que descongela todos os verões torna-se mais espessa e aprofunda-se.
Isto é relevante porque os solos árcticos armazenam quantidades enormes de carbono. Enquanto estão congelados, esse carbono fica retido.
Quando o solo descongela, os micróbios conseguem degradá-lo e libertar gases como dióxido de carbono e metano.
Acompanhar micróbios activos
Para perceber quais os micróbios que estavam realmente activos, os investigadores recorreram a uma abordagem engenhosa. Adicionaram água com uma forma mais pesada de oxigénio.
À medida que os micróbios cresciam e copiavam o seu ADN, incorporavam essa água “pesada”.
Desta forma, foi possível separar os micróbios activos dos inactivos. Ao analisar o ADN, os cientistas identificaram com precisão quais os organismos que tinham crescido durante a experiência.
Libertação imediata de carbono
Os dados mostraram que a actividade arrancou quase de imediato. Em poucos dias, o solo descongelado começou a libertar dióxido de carbono - sem qualquer atraso.
O pico mais intenso de libertação de carbono ocorreu nas primeiras semanas. Depois, a velocidade abrandou, o que sugere que o carbono mais facilmente disponível é consumido depressa pelos micróbios que actuam primeiro.
Este resultado levanta preocupações: mesmo episódios curtos de aquecimento podem desencadear libertações de carbono a partir dos solos do Ártico.
Os micróbios iniciais dominam primeiro
A resposta não foi simultânea para todos. A primeira vaga de actividade veio de grupos de crescimento rápido, incluindo Actinobacteriota, Bacteroidota e Proteobacteria.
Estes micróbios são especialmente eficazes a degradar material orgânico simples. Assim que o solo descongela, aproveitam rapidamente o que fica disponível: actuam depressa e tiram partido de recursos recém-acessíveis.
Depois dessa fase inicial, activou-se um conjunto diferente de micróbios, com grupos como Verrucomicrobiota e Planctomycetota.
Estes organismos crescem de forma mais lenta e lidam com compostos de carbono mais complexos, que tendem a permanecer após o primeiro “consumo”.
O resultado é uma sequência ecológica bem marcada, em que um grupo abre caminho para o seguinte.
Micróbios tornam-se surpreendentemente activos
Um grupo destacou-se pelo comportamento inesperado. A Bacteroidota começava como uma fracção pequena da comunidade. Ainda assim, no fim da experiência, todas as espécies detectadas deste grupo se tinham tornado activas.
Estes micróbios dispõem de ferramentas para degradar hidratos de carbono complexos. Conseguem deslocar-se sobre superfícies e localizar alimento com eficiência. Mesmo quando são poucos, podem ter um papel determinante.
O estudo revelou também algo pouco intuitivo: alguns micróbios não se limitam a consumir matéria orgânica - consomem outros micróbios.
Grupos como Myxococcota e Bdellovibrionota comportam-se como predadores. Caçam, atacam e consomem outras células bacterianas. Durante o degelo, estes predadores passaram a estar activos.
O momento em que surgiram não foi igual para todos: alguns apareceram cedo, outros activaram-se mais tarde. Isto aponta para uma teia alimentar em formação, em que as populações de presas precisam primeiro de aumentar para que os predadores prosperem.
Muitos micróbios permanecem inactivos
Apesar do aumento de actividade observado, uma parte considerável da comunidade ficou em dormência. Cerca de metade das espécies detectadas não apresentou qualquer crescimento.
Alguns grupos inteiros não reagiram. E isto manteve-se mesmo quando as condições foram alteradas. A temperatura, por si só, não os activou.
Isto indica que outros factores determinam a sua actividade. Podem precisar de nutrientes específicos ou de sinais que não estiveram presentes na experiência.
“"O degelo dos solos no Ártico não liga simplesmente a actividade microbiana", disse o Dr. James Bradley, co-autor do estudo.”
“"Verificámos que apenas parte da comunidade responde, e que essa resposta se desenvolve ao longo do tempo. Isto tem implicações importantes na forma como prevemos a libertação de carbono num Ártico em aquecimento".”
Consumidores de metano surgem mais tarde
A equipa não detectou produção de metano nas amostras. Ainda assim, encontrou indícios de que micróbios consumidores de metano foram tornando-se activos ao longo do tempo.
Estes micróbios possuem um gene associado à oxidação do metano. No final da experiência, muitos tinham crescido, mesmo sem haver metano presente.
“"Descobrimos que alguns micróbios consumidores de metano só se tornam activos após períodos mais longos de degelo", disse a Dra. Margaret Cramm, autora principal e bolseira de investigação no University College de Londres.”
“"Isto sugere que o impacto dos solos do Ártico nos fluxos de gases com efeito de estufa pode aumentar com o tempo, à medida que as épocas de degelo se prolongam".”
É possível que estes organismos alternem entre fontes de alimento. Mais tarde na época de degelo, poderão ajudar a reduzir os níveis de metano.
Degelos mais longos alteram a dinâmica
À medida que o aquecimento do Ártico continua, as épocas de degelo estão a prolongar-se. Isso dá mais tempo para que micróbios de crescimento tardio entrem em actividade.
Também favorece o desenvolvimento de interacções complexas. As relações entre predadores e presas ganham peso, e aparecem mais tipos de metabolismo com o passar do tempo.
Muitos modelos climáticos não captam esta resposta em camadas, porque frequentemente partem do princípio de uma reacção microbiana simples e uniforme.
Um núcleo de solo, um sistema complexo
O trabalho centrou-se num único núcleo de solo, mas expôs um sistema altamente dinâmico. Os micróbios não actuam como um bloco. Seguem uma sequência moldada por recursos, tempo e interacções.
Alguns respondem de imediato. Outros aguardam. Uns alimentam-se de matéria orgânica; outros alimentam-se uns dos outros. Muitos ficam inactivos, à espera das condições certas.
Compreender esta complexidade é essencial. Estes micróbios influenciam a forma como o carbono circula entre a terra e a atmosfera, e o seu comportamento tem um papel directo nos processos climáticos.
À superfície, o solo gelado pode parecer parado. Mas quando descongela, revela um sistema cheio de movimento, de ritmos e de mudança.
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