Em setembro de 2017, a bolsista de pa³s-doutorado da Woods Hole Oceanographic Institution, Maggie Johnson, estava conduzindo um experimento com um colega em Bocas del Toro, na costa caribenha do Panama¡. Depois de se sentarem em um oceano aberto e quieto, eles mergulharam para encontrar uma camada peculiar de águaturva e malcheirosa a cerca de 3 metros abaixo dasuperfÍcie, com estrelas quebradia§as e ouria§os-do-mar, que geralmente estãoescondidos, empoleirados nos coral.

Esta observação única levou a um estudo colaborativo explicado em um novo artigo publicado hoje na Nature Communications, analisando o que esta camada de águanebulosa écausada e o impacto que ela tem na vida no fundo do mar.

"O que estamos vendo são a¡guas hipa³xicas do oceano, o que significa que hápouco ou nenhum oxigaªnio nessa área. Todos os macrorganismos estãotentando escapar dessa águadesoxigenada, e aqueles que não conseguem escapar essencialmente sufocam. Eu nunca vi qualquer coisa assim em um recife de coral ", disse Johnson.

O estudo analisa de perto asmudanças que ocorrem nos recifes de coral e nas comunidades microbianas perto de Bocas del Toro durante eventos de hipa³xia repentinos. Quando a águacai abaixo de 2,8 mg de oxigaªnio por litro, torna-se hipa³xica. Mais de 10% dos recifes de coral em todo o mundo estãosob alto risco de hipa³xia ( Altieri et al. 2017, Zonas mortas tropicais e mortalidade em massa em recifes de coral ).

“Ha¡ uma combinação de águaestagnada devido a  baixa atividade do vento, temperaturas quentes da águae poluição de nutrientes das plantações próximas, o que contribui para uma estratificação da coluna d'a¡gua. A partir disso, vemos essas condições de hipa³xia que comea§am a se expandir e a interferir perto de habitats rasos ", explicou Johnson.

Os investigadores sugerem que a perda de oxigaªnio no oceano global estãose acelerando devido a  mudança climática e ao excesso de nutrientes, mas como os eventos de desoxigenação repentina afetam os ecossistemas marinhos tropicais épouco compreendido. Pesquisas anteriores mostram que o aumento das temperaturas pode levar a alterações físicas nos corais, como o branqueamento, que ocorre quando os corais estãoestressados ​​e expelem as algas que vivem em seus tecidos. Se as condições não melhorarem, os corais branqueados morrem. No entanto, asmudanças em tempo real causadas pela diminuição dos na­veis de oxigaªnio nos tra³picos raramente foram observadas.

Em uma escala local, os eventos de hipa³xia podem representar uma ameaça mais grave para os recifes de coral do que os eventos de aquecimento que causam o branqueamento em massa. Esses eventos repentinos afetam toda a vida marinha que requer oxigaªnio e podem matar ecossistemas de recife rapidamente.

Os investigadores relataram o branqueamento do coral e a mortalidade em massa devido a esta ocorraªncia, causando uma perda de 50% dos corais vivos, que não mostraram sinais de recuperação atéum ano após o evento, e uma mudança dra¡stica na comunidade do fundo do mar. A medição mais rasa com a¡guas hipa³xicas foi de cerca de 9 panãs de profundidade e cerca de 30 panãs da costa de Bocas del Toro.

E os 50% dos corais que sobreviveram? Johnson e seus colegas pesquisadores descobriram que a comunidade de coral que observaram em Bocas del Toro édina¢mica, e alguns corais tem o potencial de resistir a essas condições. Esta descoberta prepara o terreno para pesquisas futuras para identificar quais gena³tipos ou espanãcies de coral se adaptaram a ambientes em rápida mudança e as caracteri­sticas que os ajudam a prosperar.

Os investigadores também observaram que os microrganismos que viviam nos recifes voltaram ao estado normal em um maªs, ao contra¡rio dos macrorganismos, como as estrelas quebradia§as, que pereceram nestas condições. Ao coletar amostras de águado mar e analisar o DNA microbiano, eles puderam concluir que esses micróbios não se ajustavam necessariamente ao ambiente, mas sim "esperando" sua hora de brilhar nessas condições de baixo oxigaªnio.

"A mensagem para levar para casa aqui éque vocêtem uma comunidade de micróbios; ela tem uma composição especa­fica e se conecta, então, de repente, todo o oxigaªnio éremovido e vocêrecebe uma substituição de membros da comunidade. Eles florescem por um tempo, e eventualmente a hipa³xia vai embora, o oxigaªnio volta e essa comunidade rapidamente volta ao que era antes devido a  mudança nos recursos. Isso émuito diferente do que vocêvaª com os macrorganismos ", disse Jarrod Scott, co- autor e pa³s-doutorado no Smithsonian Tropical Research Institute da República do Panama¡.

Scott e Johnson concordam que a atividade humana pode contribuir para a poluição de nutrientes e aquecimento das a¡guas, o que pode levar a condições hipa³xicas do oceano. Atividades como desenvolvimento de terras costeiras e agricultura podem ser melhor gerenciadas e melhoradas, o que reduzira¡ a probabilidade de ocorraªncia de eventos de desoxigenação.

O estudo fornece informações sobre o destino das comunidades de micróbios em um recife de coral durante um evento de desoxigenação aguda. Os micróbios do recife respondem rapidamente a smudanças nas condições fa­sico-químicas, fornecendo indicações confia¡veis ​​dos processos fa­sicos e biola³gicos da natureza.

A mudança que a equipe detectou da comunidade microbiana hipa³xica para uma comunidade de condição normal depois que o evento diminuiu sugere que a rota de recuperação dos micróbios do recife éindependente e desacoplada dos macrorganismos benta´nicos. Isso pode facilitar o reini­cio dos principais processos microbianos que influenciam a recuperação de outros aspectos da comunidade do recife.