Poderemos ter subestimado consideravelmente a biodiversidade nos solos da Antárctida

Dois conceitos importantes na biologia evolutiva, o mutualismo e o altruísmo, foram pela primeira vez tornados famosos pelo príncipe anarquista Peter Kropotkin. Ele argumentou que a cooperação poderia ser um motor de evolução tão poderoso como a competição. Kropotkin inspirou-se na sua juventude como geógrafo no Extremo Oriente russo, onde observou como o clima rigoroso favorecia a cooperação, tanto no interior das espécies como entre elas.

Agora, os investigadores demonstraram que os mutualismos aparentes, anteriormente desconhecidos, permitem que a biodiversidade floresça a um nível inesperado num habitat ainda mais extremo: detritos desgastados em frente a um glaciar na Antártida. O estudo foi publicado na revista Frontiers in Microbiology.

“Aqui revelamos uma comunidade microbiana inesperadamente abundante e diversificada, mesmo nestes solos mais secos, frios e pobres em nutrientes, o que sugere que as estimativas de biodiversidade nos solos antárticos podem estar muito subestimadas”, afirma Dirk Wagner, professor no Centro Helmholtz GFZ para as Geociências e na Universidade de Potsdam, na Alemanha, e autor correspondente.

“Além disso, fornece informações iniciais importantes sobre o leque de interações entre bactérias e eucariotas nestes ambientes adversos”, acrescenta.

Ambiente hostil

Alguns dos membros da equipa de autores participaram na expedição “ANT-XXIII/9” do navio de investigação alemão “Polarstern” à Antártida. Recolheram 26 amostras de solo – a cinco distâncias entre zero e 80 metros e a três profundidades entre zero e 30 cm – em frente a um glaciar que recuava lentamente nas colinas de Larsemann, na margem sul da baía de Prydz. Utilizaram códigos de barras de ADN de alto rendimento para medir a biodiversidade bacteriana e eucariótica. Quanto maior a distância do glaciar, maior o tempo para a sucessão ecológica, uma vez que o solo ficou exposto.

“Ao distinguir entre o iDNA intracelular de organismos vivos e o eDNA extracelular de organismos mortos, pudemos revelar colonizadores e espécies localmente extintas preservadas nos solos. Isto permitiu-nos compreender as relações entre microrganismos procarióticos e eucarióticos e obter informações sobre as suas interações ao longo do tempo”, explica Wagner.

Os investigadores encontraram um total de 2829 espécies geneticamente definidas, 40% das quais sob a forma de ADN eletrónico, enquanto a riqueza global de espécies era 10,3 vezes maior para as bactérias do que para os eucariotas. Cada distância do glaciar tinha a sua própria gama de espécies. Normalmente, a diversidade de iDNA era maior na camada superior.

Mais perto do glaciar, encontravam-se os chamados fungos “criófilos” (amantes do frio). Pensa-se que estes são os pioneiros que contribuem para a primeira fase de formação do solo, permitindo depois que outras espécies se instalem.

Os autores utilizaram a análise de rede para determinar quais as espécies que apresentavam o mesmo padrão de presença local versus ausência nas amostras. A coexistência consistente pode implicar a partilha de nichos entre espécies, dependências metabólicas ou novos mutualismos.

Força na união

“Detetámos associações anteriormente não reconhecidas entre bactérias e eucariotas, por exemplo, entre certas algas verdes e bactérias, que podem promover a troca de nutrientes. Também encontrámos uma coocorrência consistente de certos fungos e actinobactérias, o que sugere que estes fungos podem fornecer carbono às bactérias através da degradação da matéria orgânica”, diz Wagner.

“Os nossos resultados indicam que a sobrevivência microbiana em habitats antárticos extremos pode ser possível graças a consórcios de espécies fortemente ligados que otimizam a utilização dos recursos”, conclui.

Estes resultados significam que as estimativas atuais da riqueza de espécies na Antártida têm de ser revistas em alta. Sugerem também potenciais novos mutualismos entre bactérias e eucariotas que têm de ser confirmados experimentalmente, por exemplo, através de experiências em microcosmos sob condições ambientais definidas.

“Ao centrarmo-nos em linhagens atuais e passadas de micróbios, o nosso estudo mostra como a colonização e a alteração do ambiente através da sucessão ecológica ajudaram a mudar o habitat extremo das colinas Larsemann da Antártida, tornando-as gradualmente mais hospitaleiras para a atual diversidade considerável de vida”, afirmou Wagner.