Microrganismos como proxies de mudanças climáticas em ecossistemas aquáticos tropicais: uma abordagem molecular

• Processo: 22/13597-4
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2023
• Data de Término da vigência: 28 de fevereiro de 2027
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Ecologia - Ecologia de Ecossistemas
• Pesquisador responsável: Valeria Maia Merzel
• Beneficiário: Daniel di Pace Penna Soares
• Instituição Sede: Centro Pluridisciplinar de Pesquisas Químicas, Biológicas e Agrícolas (CPQBA). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Paulínia , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 19/08474-8 - Ecossistemas aquáticos continentais sob mudanças climáticas: impactos em múltiplos níveis de organização, AP.PFPMCG.TEM
• Bolsa(s) vinculada(s): 24/17327-7 - Comunidades bacterianas como bioindicadores de mudanças climáticas para ambientes tropicais dulcícolas: uma abordagem de aprendizado de máquinas, BE.EP.DD
• Assunto(s): Ecologia microbiana Aquecimento global Indicadores biológicos Mudança climática Ecossistemas aquáticos Ecossistema tropical Metagenômica Microbiota
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: aquecimento global | Bioindicadores | Ecologia microbiana | Metagenômica Microbiana | Microbiomas | Mudanças Climáticas | Ecologia Microbiana

Resumo

Os efeitos das mudanças climáticas em escala de comunidades microbianas e que envolvam diferentes níveis tróficos têm sido pouco explorados no contexto de ecossistemas aquáticos. Essas limitações são causadas principalmente pela dificuldade em (i) experimentação in situ em ecossistemas naturais, (ii) dificuldades em obter dados em uma escala na qual os efeitos das mudanças do clima poderiam ser observados (grande extensão geográfica) e (iii) uso de métodos analíticos e integrativos em termos de processamento e tratamento de dados genômicos em escala de Big Data e no âmbito dos estudos de microbiomas. Com baseneste contexto, buscaremos analisar quais os efeitos das variações de componentes climáticos, como temperatura, precipitação e ondas de calor, sobre o microbioma de ecossistemas aquáticos tropicais, usando bromélias (microcosmos naturais) e caixas d'água (mesocosmos artificiais) simulando pequenos lagos ou poçastemporárias. Também utilizaremos experimentos naturais de substituição espaço-por-tempo para prever os efeitos das mudanças climáticas nos microbiomas de sistemas aquáticos usando gradientes espaciais (latitudinal, latitudinal, termal, i.e., riachos de origem geotermal) para simular as mudanças climáticasprojetadas ao longo do tempo. Será realizada a extração de DNA do microbioma aquático para subsequente análise das alterações nos perfis taxonômicos entre os tratamentos através do sequenciamento em larga escala dos amplicons de genes RNAr 16S (metataxonômica). Análises de bioinformática para tratamento dos dados de sequenciamento, seguidas de análises de diversidade alfa e beta, permitirão detectar as respostas das comunidades microbianas frente ao às variações climáticas. Em um segundo momento, o uso de ferramentas como SIMPER ou LEfSe permitirão identificar os grupos taxonômicos responsáveis pelasdiferenças significativas observadas nos padrões de diversidade e composição da comunidade microbiana entre os tratamentos, de maneira a eleger potenciais bioindicadores dos efeitos das mudanças ambientais sobre o sistema aquático em estudo. Espera-se, com base na integração das informações sobre as variações nos padrões de diversidade dos microbiomas e dos organismos de outros níveis tróficos (que serão obtidas noâmbito dos sub-projetos do Projeto Temático), a criação de um índice de comunidade para inferir e monitorar a saúde dos ecossistemas aquáticos tropicais (classificação dos ambientes). (AU)