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Um estudo recente descobriu que as algas marinhas estão a ficar mais fracas com a acidificação dos oceanos, ameaçando estas espécies costeiras fundamentais.


Nova pesquisa publicada na Current Biology mostra que a acidificação dos oceanos enfraquece a resistência estrutural das algas marinhas comuns, fucus vesiculosus, também conhecido como Bladderwrack. Experimentos liderados por Alexandra Kinnby e colegas descobriram que algas cultivadas sob condições elevadas de dióxido de carbono, simulando a futura acidificação dos oceanos, desenvolveram tecidos mais fracos e correram maior risco de ruptura. Os ensaios de campo mostraram que as plantas enfraquecidas foram mais facilmente desalojadas e perdidas dos habitats costeiros em comparação com aquelas cultivadas sob níveis normais de dióxido de carbono. Os resultados indicam que, à medida que os oceanos continuam a absorver as emissões humanas de carbono, a integridade dos tecidos de algas marinhas como fucus vesiculosus pode diminuir, ameaçando estas importantes espécies formadoras de habitat.

Bladderwrack segurado na mão para dar uma sensação de escala. As bexigas parecem muito poppáveis
fucus vesiculosus. Imagem: Voctir/Wikimedia Commons.

A acidificação altera a composição e estrutura do tecido

O estudo descobriu que CO elevado2 realmente aumentou a taxa de crescimento e a fotossíntese de fucus vesiculosus. No entanto, apesar do tamanho maior, as algas desenvolveram tecidos significativamente mais fracos quando cultivadas sob condições elevadas de CO.2 condições. As medições mostraram que a força necessária para quebrar as folhas das algas foi reduzida em mais de 25% em comparação com aquelas cultivadas em condições normais. Os resultados revelam uma compensação – algas marinhas maiores, mas mais frágeis. Mesmo o tecido basal espesso mostrou alguma redução na resistência quando cultivado sob simulação de acidificação oceânica. As descobertas contradizem a noção de que o aumento do crescimento a partir do CO2 produz necessariamente plantas marinhas.

Curiosamente, o estudo descobriu que as algas originárias de águas calmas e protegidas apresentaram um maior declínio na resistência dos tecidos sob condições elevadas de CO.2 em comparação com aqueles de costas expostas às ondas. A força necessária para perfurar ou quebrar amostras de habitats protegidos caiu mais acentuadamente quando cultivadas em condições acidificadas. Os pesquisadores sugerem que as algas marinhas de áreas mais acidentadas podem ser pré-adaptadas para resistir ao estresse físico, tornando-as menos sensíveis ao CO.2- enfraquecimento induzido. No entanto, para algas marinhas frágeis adaptadas a águas tranquilas, a acidificação dos oceanos poderia reduzir substancialmente a sua integridade estrutural, mesmo com um aumento do crescimento.

Os pesquisadores atribuíram a perda de força sob alto CO2 alterações na composição e estrutura dos tecidos. A análise mostrou que amostras de algas cultivadas em condições acidificadas tinham conteúdo tecidual significativamente menor dos minerais cálcio e magnésio em comparação com aquelas de CO normal.2. Esses minerais são cruciais para fortalecer as matrizes polissacarídicas fibrosas que conferem às folhas das algas sua resistência mecânica. Imagens de microscópio também revelaram uma estrutura interna mais porosa e menos densa em amostras de alto CO2 tratamentos. O enfraquecimento da resistência dos tecidos parece estar diretamente ligado à perda de minerais de reforço e ao desenvolvimento de uma matriz interna mais frágil e pouco compactada sob a acidificação simulada do oceano.

Experimentos dão aos cientistas a chance de testar o futuro

A pesquisadores conduziram experimentos de laboratório controlados cultivando Fucus vesiculosus sob as condições atuais de CO2 de 400 partes por milhão (ppm), bem como um nível elevado de 1100 ppm, projetado para o ano 2100. Isto permitiu-lhes simular cenários realistas de acidificação dos oceanos atuais e futuros.

As algas cresceram durante 90 dias sob estes diferentes CO2 níveis. A equipe então comparou diversas variáveis-chave de resposta entre os dois tratamentos, incluindo taxa de crescimento, resistência à ruptura de tecidos, composição e taxas de sobrevivência quando transplantados de volta para habitats costeiros.

É importante ressaltar que o estudo incluiu fucus vesiculosus provenientes de habitats protegidos e de águas calmas e de costas expostas às ondas e de alta energia. Esta diferença permitiu-lhes determinar se a exposição prévia às forças hidrodinâmicas afeta a sensibilidade das algas às condições de pH reduzido.

Respostas de algas marinhas avaliadas ao longo de um experimento de 90 dias

Os pesquisadores cresceram fucus vesiculosus amostras sob diferentes CO2 concentrações por 90 dias para permitir que os efeitos se manifestem. Eles mediram diversas variáveis-chave de resposta após o período de exposição.

A taxa de crescimento foi analisada medindo o aumento da área total do talo. Um talo é o corpo vegetativo ou folhas de uma alga marinha. A eficiência fotossintética foi rastreada avaliando fluorescência da clorofila. A equipe também quantificou as forças de arrasto nas algas marinhas para determinar se a maior área de superfície projetada sob alto CO2 criou aumento da carga hidrodinâmica.

Uma resposta chave foi a força necessária para quebrar as folhas das algas e perfurar o seu tecido. Isso permitiu uma comparação direta da resistência estrutural entre o CO2 tratamentos. A composição do tecido também foi analisada para detectar quaisquer alterações no conteúdo mineral que pudessem estar subjacentes às alterações na estrutura e resistência da parede celular das algas marinhas.

Finalmente, os investigadores testaram as implicações no mundo real transplantando amostras de volta para habitats costeiros após o CO2 exposição. Eles mediram as taxas de sobrevivência para ver se as folhas enfraquecidas pela acidificação eram mais propensas a quebrar sob condições naturais. forças das ondas.

As descobertas ressaltam os riscos da acidificação dos oceanos

As descobertas têm implicações importantes para a acidificação dos oceanos impulsionada pelas emissões humanas de carbono. Os oceanos do mundo absorvem cerca de 30% do CO2 liberado atividades humanas, fazendo com que o pH da água do mar caia. Embora já tenham sido observados impactos negativos em espécies calcificadas, como corais e mariscos, as consequências para os formadores de habitats fundamentais, como as algas marinhas, têm sido menos estudadas até agora.

Este trabalho mostra que as algas marinhas comuns entremarés, fucus vesiculosus, exibe tecido significativamente mais fraco quando cultivado sob CO futuro realista2 níveis. Os resultados de campo demonstram ainda que estes indivíduos enfraquecidos pela acidificação são mais propensos a separar-se e a perder-se em ecossistemas costeiros dominados por algas marinhas. Essa degradação do habitat teria efeitos em cascata nas muitas espécies que dependem das algas marinhas para alimentação e abrigo.

Em conjunto, as descobertas acrescentam provas crescentes de que a acidificação dos oceanos pode representar uma ameaça substancial às algas marinhas fundamentais em todo o mundo. Mais pesquisas ainda são necessárias para confirmar se os mecanismos descobertos em fucus vesiculosus também enfraquecem outras espécies de macroalgas à medida que as emissões de carbono continuam a alterar a química dos oceanos. No entanto, este estudo destaca uma necessidade urgente de reduzir as emissões de CO2 para ajudar a manter a estrutura e funcionamento de ecossistemas costeiros vulneráveis.

LEIA O ARTIGO
Kinnby, A., Cervin, G., Larsson, A., Edlund, U., Toth, G. e Pavia, H. (2023) “Ocean acidification reduces thallus strength in a non-calcifying foundation seaweed" Current Biology, 33(18), pág. 941-942. Disponível em: https://doi.org/10.1016/j.cub.2023.07.056.


Cobrir fucus vesiculosus. Imagem: canva.

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