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

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.