Os cientistas descobriram um ciclo de hidrocarbonetos massivo e desconhecido à espreita nos oceanos

Depois de um terrível derramamento de óleo, geralmente são as menores criaturas vivas que fazem a maior parte da limpeza. Surpreendentemente, os cientistas sabem muito pouco sobre as ferramentas que os pequenos kits de limpeza têm à disposição.

Mas agora, graças a um novo estudo, os pesquisadores descobriram um novo ciclo de emissões de hidrocarbonetos naturais e reciclagem facilitado por uma variedade de microorganismos – o que poderia nos ajudar a entender melhor como alguns micróbios têm a capacidade de limpar a sujeira do petróleo. As folhas vazam no oceano.

“Existem apenas duas cianobactérias marinhas que adicionam 500 vezes mais hidrocarbonetos ao oceano anualmente do que a soma de todos os outros tipos de insumos de petróleo no oceano, incluindo derramamentos de óleo natural, derramamento de óleo, despejo de combustível e escoamento de terra” Ele disse O cientista da Terra Connor Love, da Universidade da Califórnia, Santa Bárbara (UCSB).

Mas, ao contrário das contribuições humanas mais familiares de hidrocarbonetos para o nosso oceano, esta não é uma descarga local unilateral.

Esses hidrocarbonetos estão principalmente na forma Pentadecano (nC15), espalha-se por 40% da superfície da Terra e outros micróbios se alimentam dela. Eles são continuamente ciclados de uma forma que Love e colegas estimam que apenas cerca de 2 milhões de toneladas métricas estão na água a qualquer momento.

“A cada dois dias você produz e consome todos os pentadecanos do oceano,” Love explicado.

(Luke Thompson, Laboratório Chisholm / Nikki Watson, Instituto de Tecnologia de Massachusetts)

Acima: Uma cianobactéria marinha distribuída globalmente, Prochlorococcus.

Hoje, pegadas de hidrocarbonetos podem ser encontradas na maioria dos aspectos de nosso oceano. Nós apenas emitimos essas moléculas feitas de átomos de carbono e hidrogênio de várias maneiras – na maior parte por meio da extração e uso de combustíveis fósseis, mas também de plásticos, cozinha, velas e tintas, a lista continua.

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Portanto, talvez não deva ser nenhuma grande surpresa que os impactos de nossas emissões tenham superado nossa capacidade de ver o enorme ciclo de hidrocarbonetos que ocorre naturalmente em nossos oceanos.

Foi necessário algum esforço de Love e seus colegas para definir claramente este ciclo mundial pela primeira vez.

Longe da maioria das fontes humanas de hidrocarbonetos, nas águas subtropicais pobres em nutrientes do Atlântico Norte, a equipe teve que posicionar a embarcação que amostrou para resistir ao vento, para que o óleo diesel que também continha o pentadecano não contaminasse os sete locais de estudo. Ninguém estava autorizado a cozinhar, fumar ou pintar no convés durante a montagem.

“Não sei se você está em um navio há muito tempo, mas você pinta todos os dias,” explicado O cientista da Terra David Valentine, da Universidade da Califórnia. “É como a ponte Golden Gate: você começa de um lado e quando chega ao outro, é hora de recomeçar.”

Voltando à terra, os pesquisadores puderam confirmar que o pentadecano em suas amostras de água do mar era de origem biológica, por meio de cromatografia gasosa.

Ao analisar seus dados, eles descobriram que as concentrações de pentadecanos aumentavam com uma maior abundância de células de cianobactérias, e a distribuição geográfica e vertical do hidrocarboneto era consistente com o ambiente desses micróbios.

Cianobactéria Prochlorococcus E a Aureus concorrente Responsável por cerca de um quarto da conversão do oceano global da energia da luz solar em matéria orgânica (Produção primária) E o Cultivo de laboratório anterior Foi revelado que estava produzindo pentadecano no processo.

Valentine explica cianobactérias É possível usar pentadecano Como um componente mais forte de membranas celulares altamente curvas, como as encontradas nos cloroplastos (a organela que realiza a fotossíntese).

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O ciclo dos pentadecanos no oceano também segue o ciclo dessas cianobactérias – sua migração vertical na água em resposta às mudanças na intensidade da luz ao longo do dia.

Tomados em conjunto, esses resultados indicam que as cianobactérias são de fato a fonte biológica do pentadecano, que é então consumido por outros microrganismos que produzem dióxido de carbono que as cianobactérias usam para continuar o ciclo.

Ciclo natural de hidrocarbonetos da Terra. (David Valentine / UCSB)Ciclo natural de hidrocarbonetos da Terra. (David Valentine / UCSB)

A equipe de Luv identificou dezenas de bactérias e surfactantes Antiguidade Isso prosperou em resposta à adição de pentadecano em suas amostras.

Então, eles testaram para ver se os micróbios consumidores de hidrocarbonetos também poderiam quebrar o petróleo. Os pesquisadores adicionaram hidrocarbonetos de petróleo a amostras cada vez mais próximas de regiões com derramamentos de petróleo ativos no Golfo do México.

Infelizmente, apenas as amostras de mar de áreas já expostas a hidrocarbonetos não biológicos continham micróbios que prosperaram em resposta ao consumo dessas partículas.

Testes de DNA mostraram que os genes que se acredita codificar proteínas que podem degradar esses hidrocarbonetos diferem entre os micróbios, com um claro contraste entre aqueles que ingeriram hidrocarbonetos biológicos e aqueles que devoraram os do petróleo.

“Mostramos que existe um ciclo enorme e rápido de hidrocarbonetos ocorrendo no oceano, e que difere da capacidade do oceano de responder aos insumos de petróleo,” Ele disse Dia de São Valentim.

Os pesquisadores começaram a sequenciar os genomas dos micróbios em sua amostra para compreender a ecologia e a fisiologia das criaturas que participam do ciclo natural dos hidrocarbonetos.

“Pensar [these findings reveal] Até que ponto não sabemos sobre o ambiente de muitos organismos que consomem hidrocarbonetos, Ele disse Ame.

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Esta pesquisa foi publicada em Nature Microbiology.

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