Novas ferramentas estão ajudando os cientistas a restaurar ecossistemas oceânicos saudáveis
É maré baixa em Half Moon Bay. As poças de maré estão surgindo. Logo, estrelas do mar, caranguejos eremitas, polvos, lapas e mexilhões tornam-se visíveis no habitat rochoso entremarés. E em todo lugar há algas marinhas. Emily Miller se lembra das poças de maré aqui com sua mãe quando ela era pequena e adorava isso. Ela nunca soube quanta informação iria desbloquear das algas marinhas quando ficasse mais velha.
Atualmente técnico de pesquisa no Instituto de Pesquisa do Aquário da Baía de Monterey (MBARI), na Califórnia, Miller é o principal autor de um estudo publicado em junho que mostra como a mineração de informações de tecidos de algas ou macroalgas prensadas, às vezes com séculos de idade, pode aprimorar a compreensão dos cientistas sobre condições oceânicas históricas, que remontam à década de 1870. “As algas marinhas sempre me atraíram como sistema de estudo porque são muito acessíveis”, disse Miller Serra. “Você não precisa sair de barco ou mergulhar para coletá-lo; está bem ali na costa do oceano. Você só precisa esperar a maré baixa e tudo será revelado a você.” Em 2017, pesquisadores do Aquário da Baía de Monterey formaram o Laboratório de Memória Oceânica do Aquário. Foi quando eles começaram a ver suas coleções de herbário de algas marinhas prensadas e secas como “instantâneos ao longo do tempo, voltando na história”.
Isto porque o objectivo do Laboratório de Memória Oceânica era alargar as linhas de base dos biólogos marinhos – esta é uma medição inicial de uma condição que os cientistas utilizam como pontos de comparação para avaliar as mudanças. E as linhas de base que recuam no tempo equipam melhor os conservacionistas marinhos para compreenderem as mudanças a longo prazo na saúde dos oceanos e, assim, podem informar melhor as práticas de gestão dos oceanos.
Hoje, os biólogos marinhos estudam o oceano e registam as suas observações utilizando ferramentas sofisticadas que vão desde satélites e drones a bóias e até veículos subaquáticos autónomos. No entanto, estas são todas adições recentes ao seu arsenal de registos e, de acordo com Kyle Van Houtan, cientista-chefe do Aquário da Baía de Monterey, a maioria dos dados oceânicos existentes remontam, no mínimo, à década de 1950. “Simplesmente não são dados suficientes para termos uma linha de base informada sobre o que é normal no oceano, sobre como deveria ser a saúde dos oceanos”, diz ele. “Mas a vida marinha como tartarugas, corais, aves marinhas e macroalgas são essencialmente drones biológicos que registam a sua própria experiência ecossistémica nos seus tecidos.”
Estudos semelhantes descobriram que os anéis das árvores armazenam informações sobre as chuvas ao longo de milénios, que os corais podem registar a história do aumento da acidificação dos oceanos ao longo do tempo nas suas estruturas, e que o tecido muscular e o sangue dos animais documentam tanto o que esses animais comeram como a sua comunidade de presas nos seus habitats. área naquela época.
Para este estudo específico de macroalgas, os pesquisadores do MBA analisaram amostras de algas marinhas prensadas de coleções de herbário que datam de 1878. Antes de analisarem esses espécimes, no entanto, os pesquisadores tiveram que garantir que o papel do herbário no qual as algas foram preservadas não tivesse impacto em sua composição. Para esse fim, Miller e colegas recolheram e preservaram primeiro espécimes frescos dos três principais grupos de algas – vermelhas, castanhas e verdes – que estiveram bem representados na área da Baía de Monterey ao longo do tempo. Eles então os analisaram repetidamente ao longo de um ano para ter certeza de que poderiam interpretar os espécimes históricos da mesma forma que fariam se fossem coletados nos dias atuais. Eles também descobriram que algumas espécies eram mais consistentes de acordo com certas métricas (como presença de metais pesados e composição de aminoácidos). Com esse conhecimento, eles finalmente selecionaram um gênero chamado Gelídio—as algas vermelhas ramificadas—e, quando começaram a analisar espécimes de herbários, usaram várias espécies diferentes desse gênero como medidas de base.
Durante anos antes deste estudo, os cientistas usaram o Índice de Ressurgência de Bakun para medir a força da ressurgência – que é o movimento da água fria do oceano, rica em nutrientes, para a superfície, devido aos ventos – na Baía de Monterey. Mas o índice mediu apenas a atividade recente. Graças ao estudo do MBARI, no entanto, os cientistas podem agora prever o Índice de Ressurgência de Bakun durante sete décadas, de modo a medir a ressurgência dos oceanos entre 1878 e 1945.
“Quando esperamos que haja uma forte ressurgência, também esperamos que haja uma elevada taxa de crescimento de algas marinhas nesse período”, explica Miller. Isto é significativo porque as ressurgências – que fornecem às algas os nutrientes de que necessitam para crescer – estabelecem o regime de produtividade para o ecossistema da Baía de Monterey e para toda a costa da Califórnia. Uma ressurgência forte ou fraca tem repercussões em toda a cadeia alimentar, até às baleias gigantes, e, claro, também tem impacto nas actividades de pesca.
As novas habilidades de hindcasting também aumentaram a compreensão dos pesquisadores sobre as flutuações entre os ecossistemas oceânicos dominados pela sardinha e pela anchova. Por exemplo, uma diminuição na ressurgência na década de 1940 causou o pico na captura de sardinha nas fábricas de conservas de Monterey. Depois, no final da década de 1940 e na década de 50, quando a ressurgência começou a aumentar, a baía tornou-se dominada pela anchova, provocando uma quebra na pesca da sardinha. Embora o fenómeno esteja bem documentado, os dados adicionais sobre a ressurgência mostram até que ponto as condições ambientais desempenharam um grande papel na mudança.
Uma melhor compreensão de tais mudanças no ecossistema pode informar melhor as práticas de gestão da pesca, na medida em que os cientistas podem encorajar práticas que respondam a estes ciclos de aumento. “Alguns destes ciclos, como as mudanças de regime da sardinha e da anchova, são ciclos de várias décadas, pelo que um conjunto de dados mais longo pode mostrar-nos alguns destes padrões que não podíamos ver antes”, diz Miller. “Pode haver ciclos ainda mais longos no ecossistema oceânico que seriam revelados por um conjunto de dados mais longo e uma linha de base anterior.”
Miller acredita que diferentes tipos de macroalgas poderiam ser usados para documentar vários aspectos das condições oceânicas. As algas marrons, por exemplo, podem apresentar alterações no nível de metais pesados (como o arsênico) na água. Rockweeds, que crescem muito lentamente, podem ser capazes de registrar mudanças oceânicas de longo prazo em apenas um indivíduo. A ulva, uma alface marinha, cresce quando as condições são adequadas e morre com as tempestades de inverno, mas pode registrar o período da primavera ao outono em qualquer ano. Examinar a composição de aminoácidos nas algas marinhas pode fornecer um meio de rastrear o aumento da população humana ao longo do tempo, com base na quantidade de águas residuais que elas liberam no sistema.
De acordo com Van Houtan, os cientistas estão apenas arranhando a superfície das possibilidades com este estudo. Ele diz que outros sistemas impulsionados pela ressurgência ao longo da Costa Oeste, do México ao Canadá, podem agora ser estudados na mesma linha. Ele acrescenta que as suas descobertas também podem proporcionar oportunidades significativas para os cientistas determinarem os regimes nutricionais ideais para os recifes de coral – que estão ameaçados por mudanças ambientais como a acidificação dos oceanos, o aquecimento e a poluição por nutrientes – e os ecossistemas estuarinos em todo o planeta. Eles também poderiam informar como gerimos as águas residuais que são tratadas e bombeadas para os oceanos – uma vez que os produtos químicos das águas residuais adicionam nutrientes à água, o que pode sufocar o crescimento das algas (causando a proliferação de algas) e impactar significativamente os corais.
Em última análise, tudo se resume a: se mais cientistas pudessem olhar para as coleções de herbários para determinar os níveis historicamente ótimos de nutrientes em um determinado sistema, eles poderiam trabalhar novamente para atingir esses níveis. Um estudo de 2015 relacionou o escoamento de nutrientes ao declínio de algumas populações de peixes na Baía de Monterey, e especialmente em Elkhorn Slough, um estuário de marés com 11 quilómetros de extensão a norte de Monterey. Embora a vizinha Baía de São Francisco ainda não tenha experimentado efeitos semelhantes de excesso de nutrientes, como a proliferação de algas e a morte de peixes (resultantes de baixas concentrações de oxigénio dissolvido na água), as evidências sugerem que a sua capacidade de absorver estes nutrientes sem impactos negativos pode estar a diminuir. “Se conseguirmos descobrir como eram os níveis saudáveis de fósforo e azoto nestes sistemas antes da intervenção humana, poderemos geri-los e construir rumo a essa meta ao longo do tempo”, diz Van Houtan. Estudos para esse fim são urgentes, visto que a Baía de São Francisco abriga mais de 1.000 espécies de animais e sustenta mais de 130 espécies de peixes.
E muitas das informações de que precisamos para esse fim estão prontamente disponíveis nas algas. Os museus de história natural em todo o mundo existem como repositórios de informações que podem assumir muitas outras formas. Arquivos de peixes, corais, penas de aves marinhas, cascos de tartarugas, ossos de baleia e até peles de lontra armazenam informações de vital importância em seus tecidos. Contanto que você saiba o que está procurando, os dados armazenados nesses espécimes históricos estão apenas esperando para serem desbloqueados.
