A mudança na atividade metabólica de um grande foraminífero bentônico em função do suprimento de luz

Scientific Reports volume 13, Número do artigo: 8240 (2023) Citar este artigo

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Uma correção do autor para este artigo foi publicada em 06 de junho de 2023

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Nós estudamos a atividade metabólica do grande foraminífero bentônico portador de simbionte Heterostegina depressa sob diferentes condições de luz. Além do desempenho fotossintético geral dos fotossimbiontes estimado por meio de fluorescência variável, foi medida a absorção isotópica (13C e 15N) dos espécimes (= holobiontes). A Heterostegina depressa foi incubada no escuro durante um período de 15 dias ou exposta a um ciclo de luz:escuro de 16:8 h, imitando as condições de luz natural. Descobrimos que o desempenho fotossintético está altamente relacionado ao suprimento de luz. Os fotossimbiontes, no entanto, sobreviveram à escuridão prolongada e puderam ser reativados após 15 dias de escuridão. O mesmo padrão foi encontrado na captação de isótopos dos holobiontes. Com base nesses resultados, propomos que a assimilação de 13C-carbonato e 15N-nitrato é controlada principalmente pelos fotossimbiontes, enquanto a utilização de 15N-amônia e 13C-glicose é regulada por ambos, o simbionte e as células hospedeiras.

Grandes foraminíferos bentônicos (LBF) são componentes essenciais de ecossistemas marinhos rasos, como recifes de corais e prados de ervas marinhas. Os LBFs são sensíveis às mudanças climáticas e reagem quase imediatamente à mudança de parâmetros físicos como temperatura ou salinidade1. Recentemente, numerosos estudos mostraram que comunidades de foraminíferos são bioindicadores sensíveis para monitorar parâmetros ambientais e suas mudanças: Schmidt et al. concentrações de CO2 dissolvido. Este impacto é, no entanto, dependente dos táxons examinados3,4,5. Especialmente aquelas espécies que incorporam mais Mg2+ nos testes de carbonato são importantes para o equilíbrio químico nos recifes, pois possuem (post mortem) uma alta capacidade tampão contra as flutuações diárias do pH causadas pelo metabolismo da comunidade6. Geralmente, os conjuntos de LBFs vivos são altamente dependentes de parâmetros físicos como profundidade do habitat, suprimento de luz e movimento da água7. A observação da atividade dos LBFs é adequada para detectar contaminantes químicos na água do mar8. Assim, o monitoramento regular de LBFs pode ser usado como uma ferramenta importante para caracterizar o estado de saúde dos recifes de corais. Essa abordagem foi estabelecida pela primeira vez por Hallock et al.9 como o índice FORAM (Foraminifera in Reef Assessment and Monitoring) e é baseada nas mudanças nas assembleias de foraminíferos associadas a mudanças ambientais. A partir disso, é possível classificar o estado de saúde dos recifes de corais simplesmente investigando a composição da fauna de foraminíferos9,10.

Os LBFs contribuem com uma quantidade significativa para os sedimentos carbonáticos em todo o mundo devido à sua alta abundância11. Eles também desempenham um papel fundamental na ciclagem global de carbono e na produção de sedimentos nos recifes11. Geralmente, os LBFs contêm fotossimbiontes que desempenham um papel fundamental no desenvolvimento de grandes tamanhos até vários mm12. Espécies que hospedam fotossimbiontes têm um tamanho de teste aumentado, um arranjo de câmara especial e modificações ultraestruturais para otimizar o suprimento de luz dentro dos organismos foraminíferos13. Especialmente em ambientes com fornecimento elevado de luz emparelhado com conteúdo de matéria orgânica dissolvida empobrecido, os simbiontes de algas são vantajosos14. Curiosamente, embora a maioria dos LBFs sejam mixotróficos, eles não são capazes de sobreviver por períodos mais longos sem seus endossimbiontes15. Não apenas uma alta diversidade de simbiontes de algas eucarióticas é conhecida para LBFs, mas também se supõe que cianobactérias e bactérias contribuam significativamente para o metabolismo de LBFs16. Os endossimbiontes são controlados por diversos fatores como disponibilidade de alimento do hospedeiro, temperatura da água, suprimento de luz e salinidade17.