A contribuição da quimiossíntese no ciclo do carbono em zonas abissais da elevação do Rio Grande (Oceano Atlântico Sul ocidental)

• Processo: 16/16183-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Vigência (Início): 01 de outubro de 2016
• Vigência (Término): 12 de junho de 2018
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Oceanografia - Oceanografia Biológica
• Acordo de Cooperação: NERC, UKRI
• Pesquisador responsável: Frederico Pereira Brandini
• Beneficiário: Camila Negrão Signori
• Instituição Sede: Instituto Oceanográfico (IO). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 14/50820-7 - Marine ferromanganese deposits: a major resource of E-tech elements, AP.TEM
• Assunto(s): Biogeoquímica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: biogeoquímica | diversidade microbiana | Fatores oceanográficos | nódulos polimetálicos | Processos do ciclo do carbono | quimiossíntese | Geomicrobiologia, Ecologia de Microrganismos Marinhos

Resumo

O oceano profundo (>200 m) compreende cerca de 75% do volume do oceano global, contem mais de 98% do depósito de carbono inorgânico dissolvido (DIC), abriga em torno de 65% de todas os microrganismos pelágicos e é onde ocorre grande parte da remineralização da matéria orgânica. Enquanto medições geoquímicas trazem grandes insights sobre o ciclo do carbono no oceano em escalas geológicas, nosso entendimento sobre o mecanismo do ciclo C em escalas de curta duração (100-1000 anos) no oceano profundo e o papel das comunidades microbianas nas transformações do carbono, tanto de incorporação como de produção e exportação, permanece incipiente.Estudos genômicos das comunidades microbianas de oceano profundo identificaram novos genes e vias metabólicas que tornaram possível sua sobrevivência através de processos quimioautótrofos em substratos inorgânicos, possibilitando e sustentando a vida de outros organismos da cadeia trófica e auxiliando no funcionamento do ecossistema como um todo. Considera-se que o crescimento microbiano no oceano profundo é suportado principalmente pela matéria orgânica exportada da zona eufótica, cujas partículas e a matéria orgânica dissolvida são remineralizadas na zona mesopelágica.Acredita-se que nódulos de ferromanganês (FeMn) possam desempenhar um papel importante na degradação de compostos orgânicos aprisionados no ciclo global do carbono. Esses nódulos são responsáveis por uma série de processos abióticos, incluindo a degradação de compostos orgânicos refratários em compostos orgânicos lábeis de baixo peso molecular. Quando metabolicamente disponíveis, podem estimular a respiração microbiana devido a seu potencial redox. Nódulos também atuam como concentradores de dicátions metálicos e formas aniônicas de fósforo, vanádio, molibdénio e tungsténio, muitos dos quais são importantes co-fatores para processos biogeoquímicos chave. Nesse contexto, vê-se a necessidade de estudos que mostrem a contribuição desses nódulos para o ciclo do carbono do oceano profundo.Portanto, quantificar a incorporação e produção de carbono pelos microrganismos é fundamental para a compreensão do funcionamento dos ecossistemas de mar profundo, e representa uma das grandes lacunas da Oceanografia Biológica. Para isso, faz-se necessária uma pesquisa multidisciplinar que envolva os fluxos verticais, a matéria orgânica em suspensão, a dinâmica planctônica, e a regulação por fatores ambientais.Nódulos metálicos também estão presentes em montes submarinos e planícies abissais do Oceano Atlântico, que são inclusive de grande interesse geopolítico e industrial para exploração mineral no futuro. Esse projeto representa uma oportunidade única para um estudo inédito e completo sobre o ciclo do carbono no oceano profundo e sua interação com águas superficiais, mostrando a influência das feições oceanográficos adjacentes (como a Elevação de Rio Grande - ERG, seus montes submarinos e nódulos polimetálicos, cânions) e comparando dados obtidos com os do Atlântico Norte e Pacífico. (AU)

Publicações científicas

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(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)

BENDIA, AMANDA G.; SIGNORI, CAMILA N.; FRANCO, DIEGO C.; DUARTE, RUBENS T. D.; BOHANNAN, BRENDAN J. M.; PELLIZARI, VIVIAN H.. A Mosaic of Geothermal and Marine Features Shapes Microbial Community Structure on Deception Island Volcano, Antarctica. FRONTIERS IN MICROBIOLOGY, v. 9, MAY 7 2018. (12/11037-0, 12/23241-0, 16/16183-5)

BERGO, NATASCHA MENEZES; TORRES-BALLESTEROS, ADRIANA; SIGNORI, CAMILA NEGRAO; BENITES, MARIANA; JOVANE, LUIGI; MURTON, BRAMLEY J.; DA ROCHA, ULISSES NUNES; PELLIZARI, VIVIAN HELENA. Spatial patterns of microbial diversity in Fe-Mn deposits and associated sediments in the Atlantic and Pacific oceans. Science of The Total Environment, v. 837, p. 9-pg., 2022-05-18. (14/50820-7, 16/16183-5)

MONTSERRAT, FRANCESC; GUILHON, MAILA; FERRAZ CORREA, PAULO VINICIUS; BERGO, NATASCHA MENEZES; SIGNORI, CAMILA NEGRAO; TURA, PEDRO MARONE; MALY, MASCIMILIANO DE LOS SANTOS; MOURA, DENISE; JOVANE, LUIGI; PELLIZARI, VIVIAN; et al. Deep-sea mining on the Rio Grande Rise (Southwestern Atlantic): A review on environmental baseline, ecosystem services and potential impacts. DEEP-SEA RESEARCH PART I-OCEANOGRAPHIC RESEARCH PAPERS, v. 145, p. 31-58, MAR 2019. (16/24677-8, 17/11884-8, 16/10091-1, 16/16183-5, 14/50820-7)

SIGNORI, CAMILA N.; PELLIZARI, VIVIAN H.; ENRICH-PRAST, ALEX; SIEVERT, STEFAN M.. Spatiotemporal dynamics of marine bacterial and archaeal communities in surface waters off the northern Antarctic Peninsula. DEEP-SEA RESEARCH PART II-TOPICAL STUDIES IN OCEANOGRAPHY, v. 149, p. 11-pg., 2018-03-01. (16/16183-5)

SIGNORI, CAMILA N.; PELLIZARI, VIVIAN H.; ENRICH-PRAST, ALEX; SIEVERT, STEFAN M.. Spatiotemporal dynamics of marine bacterial and archaeal communities in surface waters off the northern Antarctic Peninsula. DEEP-SEA RESEARCH PART II-TOPICAL STUDIES IN OCEANOGRAPHY, v. 149, n. SI, p. 150-160, MAR 2018. (16/16183-5)

SIGNORI, CAMILA N.; VALENTIN, JEAN L.; POLLERY, RICARDO C. G.; ENRICH-PRAST, ALEX. Temporal Variability of Dark Carbon Fixation and Bacterial Production and Their Relation with Environmental Factors in a Tropical Estuarine System. ESTUARIES AND COASTS, v. 41, n. 4, p. 1089-1101, JUN 2018. (16/16183-5)