Esponjas do Ártico sobrevivem a condições sombrias e hostis comendo seres extintos

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Um ecossistema próspero no fundo do mar Ártico dominado por esponjas. Créditos: Alfred-Wegener-Institut / PS101 AWI OFOS System / Antje Boetius.

Por Michelle Starr
Publicado na ScienceAlert

O fundo do Oceano Ártico, abaixo do gelo marinho permanente, não é um lugar amigável para a vida.

Lá embaixo, na escuridão fria, os nutrientes e a vegetação são escassos; espera-se que qualquer vida que consiga sobreviver nessas condições também seja escassa por lá.

Os cientistas ficaram muito surpresos ao descobrir, portanto, uma próspera e densa população de esponjas ocupando montes submarinos vulcânicos inativos nas profundezas mesopelágicas do Oceano Ártico Central.

“Prosperando no topo de montes submarinos vulcânicos inativos da cordilheira de Langseth, encontramos enormes jardins de esponjas, mas não sabíamos do que eles estavam se alimentando”, disse a bióloga marinha Antje Boetius, do Centro Helmholtz de Pesquisa Polar e Marinha do Instituto Alfred Wegener, na Alemanha.

Os jardins de esponjas, como são conhecidas essas comunidades, são muito importantes para os ecossistemas marinhos. Eles fornecem nichos de habitat para outros organismos, além de contribuir para a ciclagem de nutrientes nas águas em que habitam. Como filtradores, eles têm uma dieta diversificada, com comunidades aptas a explorar o que estiver disponível em seu próprio habitat.

Na cordilheira de Langseth, no entanto, não parece haver muito a explorar. Obviamente, uma investigação foi planejada. Uma equipe de pesquisadores começou a realizar mapeamento do fundo do mar sob o gelo e amostragem de biomassa, para identificar as espécies de esponjas e descobrir o que elas estavam comendo.

A resposta foi outra surpresa.

“Nossa análise revelou que as esponjas têm simbiontes microbianos capazes de usar matéria orgânica antiga”, explicou Teresa Morganti, do Instituto Max Planck de Microbiologia Marinha, na Alemanha. “Isso permite que eles se alimentem dos restos de antigos e, agora extintos, habitantes dos montes submarinos, como os anelídeos tubulares e vermiformes compostos de proteína e quitina e outros detritos presos”.

As esponjas são formas de vida muito simples, mas bem-sucedidas. Elas não têm músculos, nem nervos, nem órgãos. Elas, no entanto, têm uma característica que as ajuda a se adaptar e sobreviver em uma ampla gama de ambientes: assim como nós, elas contam com a ajuda de seus microbiomas, mas em uma extensão ainda maior.

Em seus corpos porosos, elas hospedam diversas comunidades de micróbios, como bactérias, microalgas e arqueas. Até 40 por cento do volume de uma esponja pode ser micróbios simbiontes.

Esses micróbios podem contribuir significativamente para o metabolismo de seus hospedeiros, por meio de mecanismos como fotossíntese e fixação de nitrogênio, eliminação de excreção ou produção de antibióticos, que o hospedeiro não seria capaz de fazer sozinho. Este acabou por ser o caso das esponjas árticas também.

A maioria das esponjas no jardim da Cordilheira de Langseth são conhecidas como bacterioesponjas, onde uma porcentagem significativa da população microbiana consiste em bactérias.

A maioria deles pertence ao gênero Geodia, com idade média de cerca de 300 anos (não incomum para esponjas). E descobriu-se que as bactérias que habitam essas esponjas são a chave para sua estranha dieta.

Era uma vez, milhares de anos atrás, quando esses montes submarinos vulcânicos estavam ativos. Essas regiões hidrotermais facilitam ecossistemas prósperos, mesmo em águas escuras e frias.

A infusão de produtos químicos vulcânicos na água, bem como o calor, sustentam as teias alimentares baseadas na quimiossíntese – aproveitando as reações químicas para obter energia, em vez da luz solar usada na fotossíntese.

Quando os montes submarinos ficaram inativos e esfriaram, o mesmo aconteceu com os ecossistemas que dependiam deles, deixando para trás seus restos. Muito pouco no oceano, no entanto, é desperdiçado, mesmo os restos de organismos extintos. Onde há um recurso, geralmente surge um nicho.

“Os micróbios têm a caixa de ferramentas certa para este habitat”, disse o microbiologista marinho Ute Hentschel do Centro GEOMAR Helmholtz para Pesquisa Oceânica na Alemanha. “Os micróbios têm os genes para digerir partículas refratárias e matéria orgânica dissolvida e usá-la como fonte de carbono e nitrogênio, bem como várias fontes de energia química disponíveis lá”.

É um ecossistema maravilhoso e peculiar, demonstrando mais uma maneira pela qual a vida pode esculpir um lugar para si mesma, mesmo nos lugares mais difíceis para isso.

“Este é um ecossistema único. Nunca vimos nada parecido antes no alto Ártico Central”, disse Boetius. “Na área de estudo, a produtividade primária na água sobrejacente fornece menos de um por cento da demanda de carbono das esponjas. Assim, este jardim de esponjas pode ser um ecossistema transitório, mas é rico em espécies, incluindo corais moles”.

Mas, observaram os pesquisadores, a descoberta também destaca quanta biodiversidade pode ser desconhecida para nós em habitats inóspitos para humanos.

Em lugares como o Ártico, sob a terrível ameaça das mudanças climáticas, entender a biodiversidade será essencial para tentar protegê-la, disse a equipe.

A pesquisa foi publicada na Nature Communications.