Condições extremas são favoráveis à biodiversidade de aquíferos

A microbiota em aquíferos sob condições extremas é 60% mais diversa e apresenta mais do que o dobro (>150%) de funções metabólicas do que a microbiota de aquíferos porosos comuns. É o que mostra uma pesquisa liderada por Pedro Milet Meirelles, Felipe Alexandre Santana Barbosa e Leonardo Brait Azevedo Soares da Universidade Federal da Bahia publicada na revista Science of the Total Environment.

O estudo utilizou dados de 109 aquíferos da América, Europa, Ásia e África disponíveis em bases internacionais e avaliou como as características dos solos, fatores climáticos, a estrutura das paisagens e o tipo de aquífero são determinantes da diversidade microbiana presente na água. Para isso, os pesquisadores utilizaram o Supercomputador Santos Dumont e um serviço de computação em nuvem da Microsoft para analisar os metagenomas destas amostras de água.

Metagenomas são amostras completas do DNA presente em um ambiente, cujo sequenciamento permite o estudo de comunidades inteiras de microrganismos sem a necessidade do cultivo em laboratório. Além disso, essa abordagem genômica possibilita a identificação e a análise das funções metabólicas e uma caracterização funcional da microbiota. Para isso são empregadas técnicas bioinformáticas para filtrar sequências de bases, montar genomas, e realizar anotações taxonômicas e funcionais dos genes identificados. Por meio da metagenômica, os cientistas podem decifrar a diversidade genética, descobrir novos genes e microrganismos, e entender os processos ecológicos e bioquímicos que ocorrem nos aquíferos. Foram estudados diferentes tipos de aquíferos, incluído os porosos e cársicos, que são os mais comuns a aqueles com condições mais extremas como os salinos, os gêiseres com altíssima temperatura e acidez, e os contaminados com rejeitos químicos industriais e de mineração.

Os resultados mostram que as condições ecológicas dos diferentes tipos de aquíferos, bem como o nível de contaminação por rejeitos da agricultura, indústria e mineração são os principais preditores da estrutura da diversidade microbiana. Em condições adversas a microbiota também apresenta mais funções metabólicas em condições restritivas para a maioria dos macroorganismos (animais e plantas). Essa diversidade pode estar relacionada à capacidade adaptativa dos microrganismos em ambientes adversos. Por exemplo, em áreas de mineração, com fluidos salinos, pouco carbono e privado de energia para os micro-organismos encontra-se maior diversidade de genes ligados a codificação de proteínas da membrana externa em bactérias. Essas proteínas estão relacionadas com a capacidade adaptativa desses organismos às condições ambientais, a capacidade infecciosa e a resistência a antibióticos.

Embora não possamos testemunhar a olho nu, os microorganismos são continuamente necessários à salvaguarda da qualidade das águas subterrâneas para nosso consumo, para a agricultura, para as indústrias e para a manutenção do equilíbrio ambiental. Esses microrganismos decompõem a matéria orgânica e disponibilizam nutrientes, transformam poluentes nocivos em formas menos tóxicas e eliminam os causadores de doenças.

Além disso, grupos recentemente descritos e de baixa abundância, como o gênero Candidatus Altiarcheum e o filo Candidatus Parcubacteria, são os principais contribuintes para as diferenças nas comunidades microbianas entre os diversos tipos de aquíferos. Entretanto, conhecemos apenas 0,00001% dessa diversidade. Portanto, compreender e preservar a diversidade microbiana nos aquíferos é vital para garantir o acesso a água de alta qualidade.

*Eduardo Freitas Moreira é Biólogo, Mestre em Ecologia e Biomonitoramento e Doutor em Ecologia pela Universidade Federal da Bahia. Atualmente atua como pesquisador no Instituto de Estudos Avançados da Universidade de São Paulo, associado ao Biota Síntese com apoio da FAPESP.

com a colaboração de Pedro A. Duarte. Formado em Jornalismo pela FAAP, está cursando a pós-graduação em Jornalismo Científico pelo Labjor Unicamp. Faz estágio no Biota Síntese por meio da bolsa Mídia Ciência de Jornalismo Científico concedida pela FAPESP.