Organismos complexos, milhares de vezes menores que um grão de areia, podem moldar ecossistemas enormes e influenciar o destino do clima da Terra, de acordo com um novo estudo.

Pesquisadores da Universidade Estadual do Arizona, juntamente com seus colegas da Universidade Nacional da Amazônia Peruana, identificaram uma família desconhecida de micróbios especialmente adaptados às condições de alagamento e baixo oxigênio das turfeiras tropicais da floresta amazônica do noroeste do Peru.

A nova pesquisa mostra que esses micróbios têm um papel duplo no ciclo do carbono e o potencial de moderar ou intensificar as mudanças climáticas. Esse processo pode estabilizar o carbono para armazenamento de longo prazo ou liberá-lo na atmosfera como gases de efeito estufa, particularmente CO 2 e metano.

Em condições estáveis, esses micróbios permitem que as turfeiras atuem como vastos reservatórios de carbono, sequestrando carbono e reduzindo riscos climáticos. No entanto, mudanças ambientais, incluindo seca e aquecimento, podem desencadear sua atividade, acelerando a mudança climática global.

E a contínua perturbação do ecossistema natural das turfeiras causada pelo homem pode liberar 500 milhões de toneladas de carbono até o final do século — aproximadamente o equivalente a 5% das emissões anuais de combustíveis fósseis do mundo.

"O universo microbiano das turfeiras amazônicas é vasto no espaço e no tempo, ficou oculto por suas localizações remotas e foi severamente subestudado em suas contribuições locais e globais, mas graças às parcerias locais, agora podemos visitar e estudar esses ecossistemas importantes", diz Hinsby Cadillo Quiroz, autor correspondente do novo estudo e pesquisador do Centro Biodesign Swette de Biotecnologia Ambiental da ASU.

"Nosso trabalho é encontrar organismos incríveis adaptados a esse ambiente, e vários deles fornecem serviços únicos e importantes — desde estabilização ou reciclagem de carbono até desintoxicação de monóxido de carbono e outros."

Cadillo-Quiroz também é pesquisador do Biodesign Center for Fundamental and Applied Microbiomics e da ASU School of Life Sciences. O colega da ASU Michael J. Pavia é o autor principal da investigação.

O estudo , publicado no periódico Microbiology Spectrum da Sociedade Americana de Microbiologia , enfatiza a importância de proteger as turfeiras tropicais para estabilizar um dos sistemas de armazenamento de carbono mais significativos do planeta e ressalta a interação sutil entre a vida microbiana e a regulação climática global.

As turfeiras amazônicas estão entre os maiores cofres de carbono do planeta, armazenando cerca de 3,1 bilhões de toneladas de carbono em seus solos densos e saturados — aproximadamente o dobro do carbono armazenado em todas as florestas do mundo. As turfeiras são essenciais para o armazenamento global de carbono porque suas condições de alagamento retardam a decomposição, permitindo que o material orgânico se acumule ao longo de milhares de anos. Esses ecossistemas desempenham um papel crucial na regulação das emissões de gases de efeito estufa e influenciam os padrões climáticos globais.

Com base em pesquisas anteriores , o estudo atual descreve micróbios recentemente identificados — parte do antigo grupo Bathyarchaeia que forma uma rede complexa essencial para o funcionamento deste ecossistema. O estudo destaca as habilidades notáveis desses microrganismos para regular o ciclo de carbono em turfeiras. Ao contrário da maioria dos organismos, esses micróbios podem prosperar em condições extremas, incluindo ambientes com pouco ou nenhum oxigênio, graças à sua flexibilidade metabólica.

Os micróbios são encontrados na Bacia de Pastaza-Marañón Foreland — uma turfeira vital na floresta amazônica noroeste do Peru. Abrangendo aproximadamente 100.000 quilômetros quadrados, a bacia inclui vastas extensões de floresta tropical inundada e pântanos cobertos por turfa antiga.

Esses micróbios de turfeiras consomem monóxido de carbono — metabolizando um gás tóxico para muitos organismos — e o convertem em energia, reduzindo simultaneamente a toxicidade do carbono no ambiente. Ao quebrar compostos de carbono, eles produzem hidrogênio e CO 2 que outros micróbios usam para gerar metano. Sua capacidade de sobreviver tanto em condições ricas em oxigênio quanto em condições pobres em oxigênio os torna bem adequados para ambientes amazônicos, onde os níveis de água e a disponibilidade de oxigênio flutuam ao longo do ano.

No entanto, mudanças na precipitação, na temperatura e nas atividades humanas, incluindo desmatamento e mineração, estão interrompendo esse delicado equilíbrio, fazendo com que as turfeiras liberem gases de efeito estufa, como dióxido de carbono e metano.

Embora as turfeiras tropicais atuem atualmente como sumidouros de carbono, absorvendo mais carbono do que liberam, elas estão cada vez mais vulneráveis às mudanças climáticas. O aumento das temperaturas e os padrões de precipitação alterados podem secar essas turfeiras, transformando-as em fontes de carbono.

A liberação de bilhões de toneladas de dióxido de carbono e metano de turfeiras amplificaria significativamente o aquecimento global. As descobertas enfatizam a necessidade urgente de proteger turfeiras tropicais de atividades humanas e estresse induzido pelo clima.

Os pesquisadores defendem o gerenciamento sustentável da terra, incluindo a redução do desmatamento, drenagem e atividades de mineração em turfeiras para evitar interrupções. Mais investigação das comunidades microbianas é necessária para entender melhor seus papéis no ciclo de carbono e nutrientes.

Monitorar mudanças na temperatura, precipitação e dinâmica do ecossistema também é necessário para prever impactos futuros nas turfeiras.

A descoberta de micróbios de turfeiras altamente adaptáveis avança nossa compreensão da diversidade microbiana e ressalta a resiliência da vida em ambientes extremos. Esses micróbios representam uma peça-chave do quebra-cabeça para abordar os desafios climáticos globais, mostrando como os menores organismos podem ter um impacto descomunal nos sistemas da Terra.

Esta pesquisa, apoiada pela National Science Foundation, marca um passo significativo para a compreensão do papel crítico das turfeiras tropicais e seus habitantes microbianos no ciclo global de carbono. À medida que as mudanças climáticas continuam a remodelar nosso planeta, esses ecossistemas ocultos guardam lições que podem ajudar a proteger nosso futuro.

Cadillo-Quiroz e sua equipe planejam usar esse conhecimento microbiano e ecológico para o manejo e restauração de turfeiras tropicais em seu trabalho futuro, que pode ser acompanhado aqui .

"Trabalhar para entender micróbios e ecossistemas na exuberante e magnífica floresta amazônica é a honra da minha vida, que pretendo usar na proteção desta região na luta contra as mudanças climáticas", diz Cadillo-Quiroz.