O Papel Essencial das Diatomáceas nos Ecossistemas Aquáticos
As diatomáceas são super importantes para os ecossistemas marinhos e para a produção global de oxigênio.
Juan J Pierella Karlusich, K. Cosnier, L. Zinger, N. Henry, C. Nef, G. Bernard, E. Scalco, E. Dvorak, Tara Oceans Coordinators, F. R. Jimenez Vieira, E. Delage, S. Chaffron, S. Ovchinnikov, A. Zingone, C. Bowler
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Índice
- Onde as Diatomáceas Vivem
- O Tamanho e a Diversidade das Diatomáceas
- Impacto Ecológico Mais Amplo das Diatomáceas
- Comunidades de Diatomáceas e Fatores Ambientais
- O Papel do Tamanho na Distribuição das Diatomáceas
- Tipos de Classes de Diatomáceas
- Gêneros Comuns de Diatomáceas
- Importância das Diatomáceas para Ecossistemas Marinhos
- Coleta de Dados e Técnicas de Pesquisa
- Conclusão
- Fonte original
- Ligações de referência
As diatomáceas são um tipo de organismo pequeno que parece planta, encontrado em oceanos, rios e lagos. Elas são super importantes porque formam uma boa parte das plantinhas minúsculas na água, chamadas Fitoplâncton. Existem muitos tipos de diatomáceas, com várias Espécies pelo mundo afora. Elas variam bastante de tamanho, algumas são bem pequenas, enquanto outras formam cadeias que podem ser muito maiores.
As diatomáceas têm um papel crucial no meio ambiente. Elas são responsáveis por cerca de 20% do oxigênio produzido na Terra, ajudando a sustentar a vida nos oceanos e em outros corpos d'água. Servem de comida para várias criaturas marinhas, formando a base da cadeia alimentar em Ecossistemas aquáticos. Além disso, as diatomáceas ajudam a exportar carbono da superfície do oceano para camadas mais profundas, o que é importante pra manter o ciclo global do carbono.
Elas têm uma camada externa única feita de sílica, que dá uma estrutura dura e ajuda na sobrevivência em ambientes diversos. As diatomáceas também ajudam a reciclar Nitrogênio, um nutriente essencial pra plantas e outros organismos, usando técnicas específicas pra capturá-lo e utilizá-lo. Algumas diatomáceas até têm parcerias especiais que ajudam na fixação do nitrogênio.
Entender as diatomáceas e como elas prosperam em diferentes condições é essencial pra prever como os ecossistemas marinhos vão reagir a mudanças, sejam por eventos naturais ou ações humanas.
Onde as Diatomáceas Vivem
As diatomáceas marinhas costumam ser encontradas em áreas costeiras, onde a água é misturada e rica em nutrientes. Elas também são comuns em regiões frias, como o Ártico e Antártico. Mas ainda tem muito que aprender sobre como diferentes tipos de diatomáceas se espalham pelos oceanos e onde elas preferem viver.
Os cientistas estudam as diatomáceas usando vários métodos. Eles usam satélites pra rastrear a distribuição baseado na luz que refletem na água. Também contam com estudos de longo prazo, como a pesquisa Continuous Plankton Recorder, que coleta dados sobre plâncton desde a década de 1930. Mais recentemente, novas técnicas genéticas têm permitido que os cientistas reúnam informações mais detalhadas sobre diatomáceas, analisando seu DNA.
Comparando os resultados de diferentes estudos, os pesquisadores conseguem começar a preencher as lacunas sobre onde as diatomáceas vivem e quantos tipos diferentes existem.
O Tamanho e a Diversidade das Diatomáceas
As diatomáceas têm uma grande variedade de tamanhos. Algumas são bem pequenas, enquanto outras podem ser maiores, especialmente quando formam longas cadeias. Essa variação de tamanho é significativa pra como elas interagem dentro dos ecossistemas.
Em pesquisas recentes, os cientistas coletaram amostras de vários oceanos e analisaram usando técnicas de DNA. Eles encontraram milhares de tipos diferentes de diatomáceas, demonstrando uma riqueza de diversidade. Os resultados mostraram que as diatomáceas formam uma parte majoritária da comunidade de fitoplâncton.
Neste estudo, os pesquisadores focaram nas duas principais regiões do DNA que são úteis pra identificar diferentes tipos de diatomáceas. Ao examinar essas regiões, eles conseguiram revelar uma imagem mais precisa da diversidade de diatomáceas nos oceanos do mundo.
Impacto Ecológico Mais Amplo das Diatomáceas
A presença e abundância das diatomáceas podem ser influenciadas por muitos fatores no meio ambiente. Por exemplo, elas prosperam em áreas com muitos nutrientes, como nitratos. Em contrapartida, quando competem com outros organismos, como as cianobactérias, as diatomáceas podem ter dificuldades em condições limitadas de nutrientes.
As diatomáceas também são afetadas pela temperatura. Geralmente, elas tendem a ser mais abundantes em áreas mais frias. Porém, elas também apresentam padrões de diversidade de espécies diferentes. Por exemplo, enquanto podem ser abundantes em regiões polares, o número de espécies tende a diminuir conforme você se afasta do equador, indo mais pro norte ou pro sul.
Pesquisas mostraram que as diatomáceas podem servir como indicadores de saúde ambiental. Ao monitorar sua abundância e diversidade, os cientistas conseguem avaliar mudanças na qualidade da água e na saúde geral do ecossistema.
Comunidades de Diatomáceas e Fatores Ambientais
Os cientistas usaram análise de rede pra estudar como diferentes espécies de diatomáceas costumam coexistir em vários locais. Estas análises revelam que certas comunidades de diatomáceas estão ligadas a condições ambientais específicas. Por exemplo, alguns grupos prosperam em águas mais frias e ricas em nutrientes, enquanto outros são encontrados em águas mais quentes.
Diferentes espécies de diatomáceas tendem a formar comunidades distintas, influenciadas por fatores como disponibilidade de nutrientes e a presença de outros organismos. Por exemplo, alguns gêneros de diatomáceas são comuns tanto em regiões polares quanto temperadas, mas podem ter relacionamentos diferentes com outras formas de vida marinha dependendo do ambiente.
O Papel do Tamanho na Distribuição das Diatomáceas
As diatomáceas podem ser classificadas por tamanho, e essa classificação tem implicações importantes para sua distribuição e funções ecológicas. Diatomáceas menores costumam ser mais abundantes, enquanto as maiores são menos comuns, mas desempenham papéis únicos em seus ambientes.
No estudo recente, os pesquisadores descobriram que as diatomáceas estavam presentes em várias categorias de tamanho, variando de pico-nanoplâncton a mesoplâncton maior. A abundância das diatomáceas menores é frequentemente subestimada devido a dificuldades na detecção, mas os avanços recentes na análise de DNA ajudaram a esclarecer sua presença em diferentes regiões marinhas.
Diatomáceas maiores são tipicamente mais comuns em regiões frias, onde os níveis de nutrientes são relativamente altos. Em contraste, diatomáceas menores costumam dominar em regiões que são pobres em nutrientes, mostrando que o tamanho pode ser um fator significativo que influencia onde as diatomáceas prosperam.
Tipos de Classes de Diatomáceas
As diatomáceas podem ser agrupadas em três classes principais com base em suas formas: Coscinodiscophyceae, Mediophyceae e Bacillariophyceae. Cada classe tem características únicas e níveis variados de presença em diferentes regiões oceânicas.
Estudos recentes descobriram que as Mediophyceae são super abundantes em áreas com muita clorofila e em águas mais frias. As Coscinodiscophyceae também são comuns em regiões frias, enquanto as diatomáceas pennatas raphid tendem a ser encontradas em ambientes temperados mais estáveis.
A composição das classes de diatomáceas pode mudar com base em fatores ambientais, mostrando que elas se adaptaram pra prosperar em habitats diversos ao redor do mundo.
Gêneros Comuns de Diatomáceas
A pesquisa identificou muitos gêneros de diatomáceas, com alguns sendo mais prevalentes que outros em diferentes regiões. Gêneros notáveis incluem Chaetoceros, Thalassiosira e Pseudo-nitzschia, que são encontrados em vários ambientes marinhos.
A diversidade dentro desses gêneros pode variar, com alguns tendo muitas espécies enquanto outros têm só algumas. A abundância de cada gênero é influenciada por fatores como temperatura da água e disponibilidade de nutrientes.
Curiosamente, alguns gêneros são mais comuns em regiões específicas, como o Ártico ou Oceano Antártico, enquanto outros aparecem de forma mais global. Essa variação pode fornecer insights sobre tendências biogeográficas e os papéis ecológicos das diatomáceas em diferentes ambientes.
Importância das Diatomáceas para Ecossistemas Marinhos
As diatomáceas são essenciais pra manter a saúde dos ecossistemas marinhos. Elas participam ativamente do ciclo do carbono, ajudando na produção de oxigênio e formando a base da teia alimentar marinha. Ao entender como as diatomáceas funcionam e onde elas prosperam, os pesquisadores podem prever melhor os impactos das mudanças climáticas na vida marinha.
As diatomáceas também podem servir como indicadores para monitorar a saúde do oceano e as mudanças trazidas por atividades humanas. À medida que as condições ambientais mudam, acompanhar as populações de diatomáceas pode revelar tendências mais amplas que afetam o ecossistema marinho.
Coleta de Dados e Técnicas de Pesquisa
Na hora de conduzir estudos sobre diatomáceas, os pesquisadores usam uma combinação de amostragem de campo, técnicas moleculares e modelagem pra reunir dados abrangentes. Essa abordagem inclui coletar amostras de água de várias regiões oceânicas, extrair DNA e sequenciar regiões específicas do material genético.
A pesquisa também incorpora dados de bancos de dados existentes e estudos pra construir uma compreensão mais completa das distribuições de espécies e relações ambientais.
Ferramentas científicas como microscopia e análises genéticas avançadas permitem avaliações mais precisas da diversidade, abundância e papéis ecológicos das diatomáceas. Além disso, esses métodos fornecem insights valiosos sobre as conexões entre as diatomáceas e seus ambientes.
Conclusão
Resumindo, as diatomáceas são um componente vital dos ecossistemas marinhos devido ao seu papel na produção primária e sua influência no ciclo de nutrientes. Suas formas diversas e ampla distribuição geográfica sublinham sua importância em ambientes aquáticos.
Os esforços de pesquisa atuais estão aprimorando nossa compreensão da diversidade, padrões de distribuição e adaptações ecológicas das diatomáceas, o que é crítico pra prever como esses organismos vão responder às mudanças globais. À medida que ganhamos insights mais profundos sobre as populações de diatomáceas, podemos proteger melhor os ecossistemas marinhos e monitorar sua saúde num mundo em mudança.
Fonte original
Título: Patterns and drivers of diatom diversity and abundance in the global ocean
Resumo: Diatoms constitute one of the most diverse and ecologically important phytoplankton groups, yet their large-scale diversity patterns and drivers of abundance are unclear due to limited observations. Here, we utilize Tara Oceans molecular and morphological data, spanning pole to pole, to describe marine diatom diversity, abundance, and environmental adaptation and acclimation strategies. The dominance of diatoms among phytoplankton in terms of relative abundance and diversity was confirmed, and the most prevalent genera were Chaetoceros, Thalassiosira, Actinocyclus and Pseudo-nitzschia. We defined 25 distinct diatom communities with varying environmental preferences illustrative of different life strategies. The Arctic Ocean stands out as a diatom hotspot with 6 of the diatom communities being exclusive to it. Light harvesting and photoprotection were among the cellular functions in which natural diatom populations invested the bulk of their transcriptional efforts. This comprehensive study sheds light on marine diatom distributions, offering insights to assess impacts of global change and oceanic anthropogenic impacts.
Autores: Juan J Pierella Karlusich, K. Cosnier, L. Zinger, N. Henry, C. Nef, G. Bernard, E. Scalco, E. Dvorak, Tara Oceans Coordinators, F. R. Jimenez Vieira, E. Delage, S. Chaffron, S. Ovchinnikov, A. Zingone, C. Bowler
Última atualização: 2024-12-11 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.08.598090
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.08.598090.full.pdf
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.
Obrigado ao biorxiv pela utilização da sua interoperabilidade de acesso aberto.
Ligações de referência
- https://zenodo.org/record/3768951#.YM4odnUzbuE
- https://gitlab.univ-nantes.fr/combi-ls2n/taradada
- https://gitlab.sb-roscoff.fr/nhenry/abims-metabarcoding-taxonomic-assignment/-/tree/v1.0.1
- https://zenodo.org/doi/10.5281/zenodo.3768950
- https://www.genoscope.cns.fr/tara/#SMAGs
- https://doi.org/10.1594/PANGAEA.875582
- https://hmmer.org/
- https://www.r-project.org/