As massas de água dão forma ao pico

Oct 16, 2023

Biologia da Comunicação volume 6, Número do artigo: 64 (2023) Cite este artigo

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Os oceanos polares pertencem aos ambientes mais produtivos e em rápida mudança, mas nossa compreensão desse frágil ecossistema permanece limitada. Aqui apresentamos uma análise de um conjunto único de amostras de metabarcoding de DNA do Mar de Weddell ocidental amostradas em toda a coluna de água e em cinco massas de água com características e origens diferentes. Nós nos concentramos em fatores que afetam a distribuição de pico-nano eucariotos planctônicos e observamos uma sucessão ecológica de comunidades eucarióticas à medida que as massas de água se afastam da superfície e o oxigênio se esgota com o tempo. No início dessa sucessão, na zona fótica, algas, bacterióvoros e predadores de pequenos eucariotos dominam a comunidade, enquanto outra comunidade se desenvolve à medida que a água afunda, composta principalmente por parasitóides (sindínios), predadores do mesoplâncton (radiolários) e diplonemidas. A distribuição fortemente correlacionada de syndinians e diplonemids ao longo dos gradientes de profundidade e oxigênio sugere sua estreita ligação ecológica e nos aproxima da compreensão do papel biológico do último grupo no ecossistema oceânico.

Os protistas heterotróficos são um componente vital do plâncton oceânico em toda a coluna de água1,2,3. Mesmo na camada fótica, eles são mais diversos e abundantes que os produtores eucarióticos primários4. Sua distribuição é influenciada principalmente por uma combinação de fatores abióticos (sendo a temperatura e a concentração de oxigênio os mais importantes) e interações bióticas5. As comunidades protistas marinhas são agora ativamente mapeadas por grandes projetos de metabarcoding4,5,6,7,8,9,10,11,12, mas esses são focados principalmente nas regiões tropicais e temperadas e no oceano iluminado pelo sol, onde a maior parte da ocorre a produtividade do oceano. Embora os oceanos polares pertençam a um dos ecossistemas mais produtivos e em rápida mudança da Terra13, o Oceano Antártico continua mal representado nesses grandes levantamentos de protistas marinhos. Com exceção de um único estudo de pequena escala que examinou protistas em várias massas de água do oceano profundo14, a maioria dos estudos de protistas no Oceano Antártico enfocou a camada fótica15,16,17,18,19,20,21. Dadas as condições únicas durante o inverno polar, é razoável assumir que o estilo de vida heterotrófico é de particular importância no ambiente polar. O oceano escuro, ou seja, as camadas mesopelágicas (200 a 1.000 m) e batipelágicas (1.000 a 4.000 m), que formam de longe o bioma mais volumoso da Terra, geralmente são escassamente cobertos por pesquisas de metabarcoding6,7,9,11. Até onde sabemos, estudos que investigam a estratificação de profundidade detalhada de comunidades em todos os grupos protistas relevantes são raros, e tais estudos relatando amostras do Oceano Antártico são inexistentes. Assim, buscamos preencher essa lacuna.

O Mar de Weddell abriga uma característica oceanográfica bem conhecida, o Giro de Weddell. A formação/derretimento do gelo marinho e o derretimento da plataforma de gelo criam condições específicas que tornam esta região o local mais importante para a formação de águas profundas e profundas em todo o Hemisfério Sul, e um dos poucos locais desse tipo em todo o mundo. Esta é também uma região crucial do oceano onde ocorre a troca gasosa entre o oceano e a atmosfera, afetando os níveis de oxigênio e dióxido de carbono no oceano profundo (abaixo de 200 m) muito mais ao norte22.

Abaixo, fornecemos uma visão geral das massas de água do Mar de Weddell relevantes para o nosso trabalho, com base em informações publicadas em outros lugares22,23,24,25. A água de superfície (SuW) de profundidades inferiores a 100 m é influenciada pelo derretimento do gelo marinho nas regiões de águas abertas no verão e, portanto, tem baixa salinidade, temperatura fria abaixo de 0 °C e alta concentração de oxigênio devido às trocas gasosas entre o oceano e a atmosfera. A profundidades entre os 400 me os 1600 m encontra-se a Warm Deep Water (WDW), caracterizada por uma temperatura superior a 0 °C e uma salinidade superior a 34,6. O WDW circula no sentido horário dentro do Giro de Weddell e se origina nas Águas Profundas Circumpolares (CDW) da Corrente Circumpolar Antártica que entra no Giro de Weddell em sua borda leste. O CDW tem temperatura e salinidade mais altas em comparação com o WDW e, por sua vez, tem origem nas águas profundas do Atlântico Norte (NADW). Portanto, o WDW tem uma longa história de estar no fundo do oceano sem contato com a atmosfera e, como resultado, tem uma baixa concentração de oxigênio. Ensanduichado entre SuW e WDW está Modified Warm Deep Water (MWDW), que resulta da ressurgência de WDW e mistura com SuW, de modo que a temperatura, salinidade e concentração de oxigênio do MWDW são intermediários entre os de WDW e SuW.