Como o Tufão Maria reorganizou as bactérias no Mar da China Oriental em 2018

O oceano organiza as suas bactérias por camadas: a água quente à superfície abriga um conjunto, a água fria das profundezas acolhe outro, e este arranjo quase nunca se altera. Em 2018, quando o Tufão Maria atravessou o Mar da China Oriental, essa ordem foi virada do avesso em poucos dias.

Por acaso, havia investigadores a recolher amostras. Com colheitas feitas imediatamente antes e logo após a tempestade, conseguiram o primeiro registo em tempo real de um tufão a reorganizar o mundo bacteriano em todas as profundidades do oceano aberto.

Apanhar a tempestade

Em julho de 2018, um navio de investigação trabalhava no sul do Mar da China Oriental quando o Tufão Maria entrou em cena. A equipa tinha acabado de recolher água e, assim que o temporal passou, voltou a amostrar exatamente as mesmas estações.

Este tipo de coincidência é quase impossível de planear. Os tufões formam-se e dissipam-se ao longo de dias, por isso apanhar o oceano aberto mesmo antes e mesmo depois de um evento destes exige uma sorte rara - e, desta vez, aconteceu.

A Dra. Wan-Hsuan Cheng, ecóloga na National Taiwan University, ajudou a liderar o grupo. Em oito estações, recolheram água em várias camadas de profundidade para procurar bacterioplâncton - as bactérias em deriva que enchem a água do mar e sustentam os seus ciclos químicos.

Organizadas pela profundidade

No oceano aberto, a água não é uma mistura uniforme. Está estratificada: uma camada superior, quente e iluminada, assenta sobre água muito mais fria e escura, e cada faixa tende a ter a sua própria comunidade microbiana.

Junto à superfície, onde os nutrientes são escassos, dominam organismos adaptados a viver com pouco alimento, como o SAR11 - um grupo de bactérias feito para sobreviver com quase nada. Estão entre os seres vivos mais comuns do planeta.

À medida que se desce, o elenco muda. Passam a prevalecer bactérias talhadas para a escuridão e a pressão, e uma camada pode ser muito diferente da seguinte.

Nutrientes vindos de baixo

O que um tufão faz a este sistema começa na força bruta. Os ventos promovem a mistura vertical - a agitação que puxa água profunda para cima e empurra água superficial para baixo - levando água fria e rica em nutrientes para zonas com luz.

Há muito que os cientistas sabem o que costuma acontecer a seguir perto da superfície. Com novos nutrientes, surge uma floração: a produção vegetal dispara, a clorofila (o pigmento verde) aumenta e a água arrefece.

O rasto de Maria seguiu esse padrão. Os nutrientes subiram, a clorofila subiu e as próprias bactérias ficaram mais ativas - mas a maior surpresa estava escondida em camadas mais profundas dos resultados.

Bactérias oceânicas baralhadas

Quando a equipa leu os genes das bactérias nas amostras recolhidas após a tempestade, a composição já não era a mesma. Os especialistas de baixo alimento que dominavam a superfície em condições calmas - incluindo o SAR11 - perderam terreno para oportunistas de crescimento rápido.

Estas bactérias mantêm-se discretas quando a comida falta, mas explodem assim que aparece abundância. O pulso de nutrientes trazido por uma tempestade é esse banquete, e multiplicam-se depressa o suficiente para ocupar o espaço que, em geral, pertence aos especialistas frugais.

O detalhe decisivo é este: o número total de bactérias quase não se mexeu e a diversidade global manteve-se estável. O que mudou foi a dominância - a comunidade era semelhante, mas a mistura mais abundante passou a ser outra.

Camadas menos nítidas

A transformação mais profunda não ocorreu numa única camada, mas na relação entre elas. Antes de Maria, as comunidades de diferentes profundidades eram bem distintas; depois do tufão, tornaram-se mais parecidas.

Amostras da superfície e de águas muito mais profundas - que normalmente seriam tão diferentes quanto duas comunidades conseguem ser - passaram a revelar uma semelhança impressionante. As camadas que menos tinham em comum antes de Maria foram as que mais convergiram.

Os investigadores suspeitavam há muito que um tufão pudesse agitar toda a coluna de água, mas ninguém tinha registado, em tempo real, esse redesenho do “mapa” bacteriano ao longo das profundidades do oceano. O facto de as amostras terem sido recolhidas nas mesmas estações, imediatamente antes e imediatamente depois da tempestade, torna este conjunto de dados raro.

A separação habitual entre camadas é real e tende a ser estável. Maria esbateu essa organização em questão de dias.

Perguntas em aberto

Explicar por que razão as camadas convergiram é mais difícil - as amostras mostram que isso aconteceu, mas o mecanismo exato ainda não está totalmente determinado.

O temporal pode ter deslocado fisicamente organismos para cima e para baixo, aproximando bactérias de profundidade da superfície e levando bactérias superficiais para águas mais fundas. Em alternativa, os mesmos nutrientes, distribuídos por todas as camadas, podem ter favorecido os mesmos oportunistas em toda a coluna de água - e é provável que ambos os processos tenham contribuído.

Também não se sabe durante quanto tempo este “mapa” esbatido persiste. As medições captam dias, não semanas, e não permitem concluir se, com o tempo, as camadas se reorganizam lentamente até recuperar a separação anterior.

Tempestades mais fortes no futuro

Isto não é uma curiosidade de um único evento. À medida que o clima aquece, espera-se que os tufões mais intensos se tornem mais frequentes e mais fortes, segundo investigação recente - o que significa mais episódios deste tipo de reordenação.

O que este estudo acrescenta é evidência concreta. Um tufão de passagem não alimenta apenas a superfície: aproxima entre si as bactérias do oceano que normalmente estão separadas por profundidade e troca especialistas frugais por oportunistas de crescimento rápido, tudo em poucos dias.

Estes organismos de crescimento rápido processam carbono e nutrientes de forma diferente dos especialistas que afastaram. Com uma linha de base real de antes e depois, os investigadores podem agora incorporar esta resposta nas previsões de como o oceano muda perante tempestades mais intensas.