Estrutura de comunidades diazotróficas na costa brasileira e zona oceânica adjacente

Resumo

O Nitrogênio é um elemento essencial à vida, sendo responsável por até 10% do peso seco da maior parte das células microbianas nos oceanos. Cianobactérias do gênero Trichodesmium são amplamente reconhecidas como um dos mais importantes fixadores de nitrogênio nos oceanos. Cianobactérias podem afetar o acoplamento dos ciclos do carbono-nitrogênio-fósforo, contribuindo consideravelmente para o seqüestro do dióxido de carbono atmosférico, através da exportação biologicamente mediada da matéria orgânica particulada, a partir da superfície oceânica. A ampla lacuna no conhecimento acerca da importância de colônias de Trichodesmium na costa brasileira representa uma considerável perda de uma visão acurada sobre o fluxo de nutrientes como o nitrogênio e o carbono em nossa costa. A presente pesquisa tem como objetivos: a) avaliar temporal e espacialmente as taxas de fixação de nitrogênio da cianobactéria Trichodesmium, assim como o fluxo de carbono associado, abrangendo dois transectos (SE e NE) na plataforma continental brasileira e zona oceânica adjacente; b) identificar fatores ambientais passíveis de causar modificações nas taxas de incorporação de carbono e fixação de nitrogênio apresentadas pelo gênero Trichodesmium, e c) traçar algoritmos correlacionando-se dados de sensoriamento remoto sobre florações de Trichodesmium e taxas de fixação de carbono e nitrogênio na coluna d'água. Serão realizadas coletas em transectos no NE e SE do Brasil, assim como respectivas zonas oceânicas adjacentes, compreendendo até o Arquipélago de São Pedro e São Paulo (Lat 0_ 56'N; Long 29_ 22'W), no NE, e a Elevação do Rio Grande (Lat 3031_S; Long 3638_W). As coletas serão realizadas a bordo do N. Oc. Alpha Crucis, do IO-USP, sendo realizados cruzeiros na Plataforma Continental Sudeste e na Plataforma Continental Nordeste. Serão coletadas cianobactérias do gênero Trichodesmium e realizadas análises ambientais (Produtividade Primária, Carbono Orgânico Dissolvido, Carbono Orgânico Total, Sólidos Totais em Suspensão, Nitrogênio Total, Fósforo Total, Matéria Orgânica Dissolvida, Clorofila a, entre outras), concomitantemente. Após coletas e análises in situ, os organismos serão transportados para caixas experimentais, onde as taxas de incorporação de carbono e as taxas de fixação de nitrogênio serão monitoradas em relação a parâmetros variáveis, como diferentes concentrações de ferro, fósforo, assim como diferentes graus de pH. Do mesmo modo, os organismos cultivados nas caixas experimentais serão monitorados em relação à expressão da nitrogenase (nifH). Os dados gerados através da monitoração da densidade de Trichodesmium e das análises ambientais realizadas in situ serão correlacionados, para averiguação de diferenças significativas em relação às áreas coletadas. O conjunto dos dados obtidos in situ será avaliado através de regressão linear múltipla e da Análise dos Componentes Principais (PCA), com intuito de identificação das maiores fontes de variabilidade nas comunidades bacterianas em relação aos parâmetros ambientais. As taxas de incorporação de carbono e fixação de nitrogênio obtidas através das caixas experimentais serão avaliadas em razão dos diferentes tratamentos através de regressão linear simples. Desse modo, poderão ser traçados algoritmos para correlação de dados sobre a presença e extensão de florações de Trichodesmium obtidos através de sensoriamento remoto e a importância dos mesmos para os fluxos de carbono e nitrogênio na coluna d'água.Os dados obtidos através da biologia molecular, com a utilização de genes funcionais, serão comparados aos resultados obtidos experimentalmente, de maneira a traçarem-se correlações entre a expressão da nitrogenase e a fixação real de nitrogênio observada.