Spatial and temporal dynamics of taxonomic and functional diversity of microorganisms in the Southern Ocean with an emphasis on the carbon cycle (2025)
- Authors:
- Autor USP: FARIA, LAIZA CABRAL DE - IO
- Unidade: IO
- Sigla do Departamento: IOB
- DOI: 10.11606/T.21.2025.tde-11082025-160812
- Assunto: OCEANOGRAFIA BIOLÓGICA
- Language: Inglês
- Abstract: As comunidades microbianas desempenham um papel fundamental nos ciclos biogeoquímicos do Oceano Austral. No entanto, sua diversidade, estrutura e funcionalidade ainda são pouco compreendidas, especialmente diante das mudanças climáticas. Este estudo investiga como as condições oceanográficas influenciam as comunidades microbianas (bactérias, arqueias e microeucariontes) em diferentes escalas espaciais e temporais na Península Antártica Noroeste. Para isso, foram coletadas 162 amostras de água do mar em profundidades entre 5 e 1.525 m, distribuídas em 10 estações de monitoramento (M01 a M10) ao longo da Península Antártica (Drake Sul, Estreitos de Bransfield e Gerlache), durante as campanhas realizadas entre 2013 e 2019 (primavera, verão e final de verão), a bordo do navio Almirante Maximiano, no âmbito do Programa Antártico Brasileiro. As amostras foram analisadas por meio de sequenciamento de amplicons (primers 515Y/926R) e metagenômica. Os dados de composição taxonômica e potencial funcional da comunidade microbiana pelágica foram integrados a variáveis ambientais, como temperatura, salinidade, fluorescência e concentração de carbono orgânico dissolvido. De modo geral, a diversidade de procariotos foi maior do que a de microeucariontes. As análises interanuais e sazonais revelaram que, enquanto as comunidades procarióticas permaneceram relativamente estáveis - possivelmente devido à sua diversidade metabólica e ao alto potencial de dispersão -, os microeucariontes apresentaram flutuações acentuadas, impulsionadas por fatores ambientais. Entre eles, destacam-se a redução da temperatura da superfície do mar, provavelmente resultante do aumento da temperatura atmosférica e do consequente maior degelo associado a eventos climáticos extremos, como o El Niño de 2016. (Continua)(Continuação) A análise vertical mostrou que as comunidades microbianas de superfície - dominadas por diatomáceas, Alphaproteobacteria, Bacteroidia e Gammaproteobacteria - responderam rapidamente a mudanças ambientais de curto prazo, especialmente variações térmicas impulsionadas por fenômenos como o El Niño. Já as comunidades de águas profundas - compostas predominantemente por arqueias e bactérias dos grupos Flavobacteriales e Pseudomonadales - mostraram-se mais estáveis, influenciadas provavelmente por fatores físicos e interações biológicas, como a competição por nutrientes. As comunidades mesopelágicas, por sua vez, não apresentaram um padrão claro: em algumas áreas, assemelharam-se às comunidades de superfície; em outras, às comunidades de fundo. As análises integradas de amplicons e metagenômica realizadas nos anos de 2015 e 2016 destacaram diferenças taxonômicas e metabólicas entre as comunidades de superfície e de águas profundas. Enquanto as comunidades superficiais - ricas em diatomáceas, Polaribacter, Rhodobacteraceae e Sulfitobacter - responderam à atividade sazonal do fitoplâncton, as comunidades de fundo - dominadas por SAR11, Thioglobaceae e Nitrosopumilaceae - desempenharam um papel essencial na remineralização de carbono a longo prazo. Esses resultados ressaltam a importância dos processos microbianos na regulação do ciclo do carbono e indicam potenciais impactos das mudanças climáticas na funcionalidade dessas comunidades. Compreender esses padrões espaciais e temporais é essencial para prever futuras alterações nos ecossistemas marinhos polares e para desenvolver estratégias de conservação da biodiversidade, além de medidas para mitigar os impactos das mudanças climáticas no Oceano Austral.
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- Data da defesa: 29.04.2025
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Status: Artigo publicado em periódico de acesso aberto (Gold Open Access) -
ABNT
FARIA, Laiza Cabral de. Spatial and temporal dynamics of taxonomic and functional diversity of microorganisms in the Southern Ocean with an emphasis on the carbon cycle. 2025. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2025. Disponível em: https://doi.org/10.11606/T.21.2025.tde-11082025-160812. Acesso em: 12 mar. 2026. -
APA
Faria, L. C. de. (2025). Spatial and temporal dynamics of taxonomic and functional diversity of microorganisms in the Southern Ocean with an emphasis on the carbon cycle (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de https://doi.org/10.11606/T.21.2025.tde-11082025-160812 -
NLM
Faria LC de. Spatial and temporal dynamics of taxonomic and functional diversity of microorganisms in the Southern Ocean with an emphasis on the carbon cycle [Internet]. 2025 ;[citado 2026 mar. 12 ] Available from: https://doi.org/10.11606/T.21.2025.tde-11082025-160812 -
Vancouver
Faria LC de. Spatial and temporal dynamics of taxonomic and functional diversity of microorganisms in the Southern Ocean with an emphasis on the carbon cycle [Internet]. 2025 ;[citado 2026 mar. 12 ] Available from: https://doi.org/10.11606/T.21.2025.tde-11082025-160812
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