Avaliação de comunidades procarióticas nas profundezas do Sudoeste do Atlântico

Jul 09, 2023

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 12782 (2023) Citar este artigo

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As encostas continentais podem contribuir significativamente para a produtividade marinha e para a ciclagem do carbono. Essas regiões podem abrigar características geológicas distintas, como diapiros salinos e marcas de pústulas, nas quais suas depressões podem servir como armadilhas naturais de sedimentos onde diferentes compostos podem se acumular. Nós investigamos as comunidades procarióticas em sedimentos superficiais (0–2 cm) e subsuperficiais (18–20 ou 22–24 cm) de um campo de sal diapir e pockmark na Bacia de Santos, sudoeste do Oceano Atlântico. O metabarcoding de 16 amostras revelou que os sedimentos superficiais eram dominados pela classe archaeal Nitrososphaeria, enquanto a classe bacteriana Dehalococcoidia era a mais prevalente em amostras subterrâneas. Descobriu-se que os estratos sedimentares são um factor significativo que explica 27% da variabilidade na composição da comunidade. No entanto, nenhuma diferença significativa foi observada entre as feições geomorfológicas. Também realizamos uma análise metagenômica de três amostras de superfície e analisamos o genoma recuperado do metagenoma da mais alta qualidade, que pertencia à família CSP1-5, filo Methylomirababilota. Este metilotrófico não metanotrófico contém genes que codificam a oxidação do metanol e as vias do Ciclo de Calvin, juntamente com diversas funções que podem contribuir para a sua adaptação aos habitats do fundo do mar e às condições ambientais oscilantes. Ao integrar abordagens metabarcoding e metagenômica, relatamos que CSP1–5 é predominante nas amostras de sedimentos da encosta da Bacia de Santos, indicando a importância potencial do metabolismo do metanol nesta região. Finalmente, usando uma abordagem filogenética integrando sequências de 16S rRNA atribuídas a Methylomirabilota neste estudo com aquelas de um banco de dados público, argumentamos que as sequências públicas CSP1-5 podem ser classificadas erroneamente como Methylomirabilaceae (o clado metanotrófico) e, portanto, o papel desses organismos e a ciclagem do metanol também poderia ser negligenciada em outros ambientes.

As margens continentais são ambientes complexos e únicos que interligam os processos terrestres e marinhos, desempenhando um papel significativo nos ciclos biogeoquímicos do carbono e do nitrogênio1. Embora as plataformas e encostas continentais representem apenas 20% da área oceânica, estas regiões podem ser responsáveis ​​por até 50% da produtividade marinha2,3. A mineralização da matéria orgânica nessas áreas ocorre em um ritmo muito mais rápido quando comparado ao que ocorre nos sedimentos de mar aberto, permitindo que os nutrientes regenerados retornem rapidamente aos seus ciclos naturais4,5. As encostas continentais compreendem frequentemente uma vasta gama de características físicas e geológicas que podem afectar a distribuição de nutrientes e, consequentemente, a biodiversidade6. Esta variabilidade é particularmente importante para as comunidades microbianas bentônicas, que são conhecidas por responderem a mudanças na disponibilidade de nutrientes e no tipo de substrato de carbono7. Como os processos microbianos são essenciais para a biogeoquímica dos oceanos e para a mineralização da matéria orgânica5, é crucial compreender o seu papel nos ciclos locais e regionais do carbono.

A Bacia de Santos (SB) é uma bacia marginal localizada na margem sudoeste do Atlântico. Nesta região, o talude continental superior a médio apresenta declividade elevada e é marcado por numerosas feições do fundo do mar à escala quilómetro, incluindo marcas e diapiros de sal exumados8,9. Pockmarks são depressões semelhantes a crateras formadas pela liberação repentina de fluido (predominantemente metano) na forma de gás ou líquido para a superfície10,11. Na Bacia de Santos, a expulsão de fluidos é facilitada pela movimentação de grandes volumes de sal, enfraquecendo as camadas sedimentares superiores9. Devido às forças gravitacionais, essas massas de sal apresentam movimento vertical (diapir), que pode ou não ficar exposto na superfície sedimentar marinha8,12. Foi relatado que o campo pockmark na encosta continental SB contém mais de novecentas depressões relacionadas a esta feição geológica e diápiros salinos. Embora se acredite que a maioria das marcas nesta área não esteja vazando ativamente gás, dados acústicos e substitutos de metal sugeriram a presença de atividades de infiltração recentes a sub-recentes em algumas das marcas9,13,14,15,16. Além disso, as características únicas do fundo do mar nesta área podem fornecer uma miríade de habitats para comunidades microbianas diversas, mas ainda pouco exploradas17.