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Vias de degradação da matéria orgânica em sedimentos costeiros marinhos: implicações para o funcionamento do ecossistema (pathways)

Processo: 12/06121-1
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de julho de 2012
Vigência (Término): 31 de março de 2015
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Oceanografia - Oceanografia Biológica
Pesquisador responsável:Paulo Yukio Gomes Sumida
Beneficiário:Cintia Organo Quintana
Instituição-sede: Instituto Oceanográfico (IO). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Assunto(s):Bioturbação

Resumo

Os principais mecanismos que regulam a mineralização da matéria orgânica (MO) nos sedimentos marinhos estão divididos entre a distribuição e concentração de aceptores de elétrons, qualidade/quantidade de matéria orgânica e bioturbação da macrofauna bêntica. Os processos de degradação que ocorrem no sedimento são fundamentais para o funcionamento dos ecossistemas costeiros de sublitoral, como exemplo para o retorno de nutrientes para água, acoplamento bento-pelágico, produção primária pelágica/bêntica e fluxo de energia. No entanto, pouco se sabe sobre os processos biogeoquímicos envolvidos na degradação da MO em sedimentos da costa brasileira. O objetivo da presente proposta de pesquisa é investigar as vias de degradação da MO em um gradiente de sedimentos lodosos à arenosos de Ubatuba, SP, e os principais fatores que podem alterar tais processos, como a participação de diferentes aceptores de elétrons e da fauna bêntica tanto por assimilação quanto por estimulação da mineralização da MO. Um conjunto de experimentos laboratoriais utilizando técnicas e análises inovadoras serão conduzidos para testar tal objetivo. Os fluxos de O2, CO2, carbono orgânico dissolvido e nutrientes na interface sedimento-água serão medidos em cores mantidos em laboratório em condições similares às in situ. Os mesmos solutos serão medidos na água intersticial do sedimento, permitindo assim o cálculo de compostos produzidos, acumulados ou exportados para a coluna de água. Condições óxicas e redutoras do sedimento serão medidas utilizando microeletrodos de O2 e potencial redox. Em outra série experimental, microalgas enriquecidas com 13C, serão adicionadas na superfície do sedimento. A análise isotópica do 13C dos tecidos dos animais no final do experimento revelará quanto da MO é assimilada pela fauna, enquanto que a análise isotópica dos biomarcadores lipídicos de bactéria quantificará a incorporação bacteriana. As análises químicas e de isótopos estáveis serão realizadas em cooperação internacional com o Institute of Biology, University of Southern Denmark e Netherlands Institute of Marine Ecology. Esperamos encontrar maior reatividade e taxas de mineralização em sedimentos arenosos do que lodosos, pois a camada óxica é mais extensa e a degradação via O2 é mais eficiente. A participação da fauna deve também variar de acordo com o tipo do sedimento e com a estrutura da comunidade bêntica.

Publicações científicas (5)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
QUINTANA, CINTIA O.; RAYMOND, CAROLINE; NASCIMENTO, FRANCISCO J. A.; BONAGLIA, STEFANO; FORSTER, STEFAN; GUNNARSSON, JONAS S.; KRISTENSEN, ERIK. Functional Performance of Three Invasive Marenzelleria Species Under Contrasting Ecological Conditions Within the Baltic Sea. ESTUARIES AND COASTS, v. 41, n. 6, p. 1766-1781, SEP 2018. Citações Web of Science: 4.
QUINTANA, CINTIA O.; SHIMABUKURO, MAURCIO; PEREIRA, CAMILA O.; ALVES, BETINA G. R.; MORAES, PAULA C.; VALDEMARSEN, THOMAS; KRISTENSEN, ERIK; SUMIDA, PAULO Y. G. Carbon mineralization pathways and bioturbation in coastal Brazilian sediments. SCIENTIFIC REPORTS, v. 5, NOV 3 2015. Citações Web of Science: 10.
QUINTANA, CINTIA O.; DE MORAES, PAULA C.; YOSHINAGA, MARCOS Y.; WAKEHAM, STUART G.; SUMIDA, PAULO Y. G. Microbial biomass response to different quantities and sources of organic matter in Brazilian coastal sediments. MARINE ECOLOGY-AN EVOLUTIONARY PERSPECTIVE, v. 36, n. 3, p. 766-779, SEP 2015. Citações Web of Science: 2.
QUINTANA, CINTIA O.; BERNARDINO, ANGELO F.; DE MORAES, PAULA C.; VALDEMARSEN, THOMAS; SUMIDA, PAULO Y. G. Effects of coastal upwelling on the structure of macrofaunal communities in SE Brazil. JOURNAL OF MARINE SYSTEMS, v. 143, p. 120-129, MAR 2015. Citações Web of Science: 11.
VALDEMARSEN, T.; QUINTANA, C. O.; FLINDT, M. R.; KRISTENSEN, E. Organic N and P in eutrophic fjord sediments - rates of mineralization and consequences for internal nutrient loading. BIOGEOSCIENCES, v. 12, n. 6, p. 1765-1779, 2015. Citações Web of Science: 13.

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