Parceria inesperada: diatomáceas e bactérias desvendam mistério do nitrogênio marinho

São PauloCientistas descobrem cooperação inesperada no oceano

Pesquisadores do Instituto Max Planck, do Instituto Alfred Wegener e da Universidade de Viena explicaram como as diatomáceas marinhas obtêm o nitrogênio necessário para crescer. Essa parceria entre uma diatomácea marinha e uma bactéria desempenha um papel crucial na adição de nitrogênio aos oceanos, impactando a vida marinha em todo o mundo.

Importância da Fixação de Nitrogênio

Isso é significativo por vários motivos:

• O nitrogênio é um elemento essencial para o crescimento das plantas, tanto em terra quanto no oceano.
• O nitrogênio atmosférico precisa ser convertido em uma forma utilizável chamada amônio, o que é realizado por bactérias fixadoras de nitrogênio.
• Embora algumas plantas cultivadas tenham parceria com bactérias Rhizobium para fixação de nitrogênio, como as diatomáceas marinhas obtinham seu nitrogênio era um mistério até agora.

Estudo revela que Rhizobia, normalmente associados a plantas como a soja, também convivem com diatomáceas marinhas. Essa descoberta responde uma antiga questão e pode contribuir para avanços na agricultura.

Antigamente, cientistas acreditavam que as cianobactérias eram os principais organismos responsáveis pela fixação de nitrogênio no oceano. No entanto, os níveis de nitrogênio observados em várias regiões não condiziam com essa ideia. Pesquisadores posteriormente encontraram fragmentos de genes relacionados à fixação de nitrogênio em outros microrganismos, mas não conseguiram identificar qual organismo era o responsável.

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Em 2020, cientistas de Bremen e do Atlântico Norte tropical coletaram amostras de água do mar. Ao longo dos três anos seguintes, eles montaram cuidadosamente o código genético de uma misteriosa bactéria fixadora de nitrogênio. Essa bactéria, semelhante aos Rizóbios, pode viver em parceria com outros organismos.

A equipe desenvolveu uma ferramenta para observar os Rhizobia em seu ambiente natural. Eles descobriram que a bactéria vive dentro de diatomáceas e a nomearam de Candidatus Tectiglobus diatomicola. Utilizando a tecnologia nanoSIMS, identificaram que os Rhizobia trocam nitrogênio fixado com as diatomáceas em troca de carbono. A bactéria produz mais nitrogênio do que necessita, o que ajuda no crescimento das diatomáceas.

Pesquisadores descobriram que a parceria entre diatomáceas e bactérias é comum no oceano, especialmente onde há poucas cianobactérias. Isso indica que elas são importantes para a fixação de nitrogênio e a produtividade marinha. Essas descobertas nos ajudam a compreender melhor os ecossistemas marinhos e como os oceanos capturam carbono.

Sob uma perspectiva evolutiva, essa relação é fascinante. Lembra a formação precoce de organelas em cianobactérias, sugerindo um processo evolutivo similar. As características e o tamanho reduzido dos Rhizobiales marinhos indicam que eles poderiam ser utilizados na engenharia para criar plantas fixadoras de nitrogênio.

A descoberta da parceria entre diatomáceas e Rhizobia resolve um grande mistério oceânico e pode ajudar na agricultura. Os cientistas continuarão estudando essa parceria e procurando mais exemplos no oceano. O Instituto Max Planck de Microbiologia Marinha, o Instituto Alfred Wegener e a Universidade de Viena são as instituições envolvidas nesta pesquisa.