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Microbiologia Marinha (ver código-fonte)

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A microbiologia marinha é uma área de estudo que se concentra na investigação dos microrganismos presentes nos ecossistemas marinhos. Ela abrange uma ampla gama de organismos microscópicos, incluindo bactérias, arqueias, algas microscópicas, vírus e outros microrganismos. É um campo em constante evolução, com avanços contínuos na compreensão dos microrganismos e sua importância nos ecossistemas oceânicos. Os pesquisadores utilizam uma variedade de métodos para estudar a microbiologia marinha, incluindo técnicas de sequenciamento de DNA e RNA, microscopia, cultivo de microrganismos em laboratório, observações em ambientes naturais e estudos experimentais em mesocosmos e laboratórios marinhos.
<ref>1 Morsink, K. With Every Breath You Take, Thank the Ocean. Smithsonian. <nowiki>https://ocean.si.edu/ocean-life/plankton/every-breath-you-take-thank-ocean</nowiki> Accessed on May 15, 2023.
 
2 NOAA. How much oxygen comes from the ocean? <nowiki>https://oceanservice.noaa.gov/facts/ocean-oxygen.html</nowiki>. Accessed on May 15, 2023.
 
3 Riser, S.C. & K.S. Johnson. Net production of oxygen in the subtropical ocean. Nature, vol. 451. January 17, 2008. doi: 10.1038/nature06441.
 
4 Partensky, F., W.R. Hess, and D. Vaulot. Prochlorococcus, a marine photosynthetic prokaryote of global significance. Microbiology and Molecular Biology Reviews. Vol. 63. March 1999. <nowiki>https://mmbr.asm.org/content/63/1/106</nowiki>
 
5 Pennisi, E. Meet the obscure microbe that influences climate, ocean ecosystems, and perhaps even evolution. Science. March 9, 2017. <nowiki>https://www.sciencemag.org/news/2017/03/meet-obscure-microbe-influences-climate-ocean-ecosystems-and-perhaps-even-evolution</nowiki></ref>A microbiologia marinha é uma área de estudo que se concentra na investigação dos microrganismos presentes nos ecossistemas marinhos. Ela abrange uma ampla gama de organismos microscópicos, incluindo bactérias, arqueias, algas microscópicas, vírus e outros microrganismos. É um campo em constante evolução, com avanços contínuos na compreensão dos microrganismos e sua importância nos ecossistemas oceânicos. Os pesquisadores utilizam uma variedade de métodos para estudar a microbiologia marinha, incluindo técnicas de sequenciamento de DNA e RNA, microscopia, cultivo de microrganismos em laboratório, observações em ambientes naturais e estudos experimentais em <span style="color:blue" title="Ambientes ou sistemas experimentais em escala reduzida que tentam replicar condições semelhantes às encontradas em ecossistemas naturais. Eles são usados em estudos científicos para investigar e compreender os efeitos de diferentes variáveis ou perturbações em um ecossistema específico.">mesocosmos</span>. e laboratórios marinhos.


Propriedades gerais e diversidade microbiana
Propriedades gerais e diversidade microbiana
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Certas formas de agregação bacteriana, como agregados ou colônias, podem resultar em estruturas visíveis a olho nu, embora sejam compostas por células bacterianas individuais. Essas agregações podem ter dimensões maiores que as células bacterianas individuais. Algumas bactérias também podem formar biofilmes, comunidades complexas de células bacterianas aderidas a superfícies.
Certas formas de agregação bacteriana, como agregados ou colônias, podem resultar em estruturas visíveis a olho nu, embora sejam compostas por células bacterianas individuais. Essas agregações podem ter dimensões maiores que as células bacterianas individuais. Algumas bactérias também podem formar biofilmes, comunidades complexas de células bacterianas aderidas a superfícies.


As bactérias marinhas podem ter formas diferentes, como esféricas (cocos), alongadas (bacilos) ou espiraladas (espirilos). Podem ser aeróbicas (requerem oxigênio) ou anaeróbicas (não requerem oxigênio). Elas possuem uma ampla diversidade metabólica, podendo ser fotossintetizantes*, quimiossintetizantes* ou heterotróficas* (obtendo energia a partir da matéria orgânica).
As bactérias marinhas podem ter formas diferentes, como esféricas (cocos), alongadas (bacilos) ou espiraladas (espirilos). Podem ser aeróbicas (requerem oxigênio) ou anaeróbicas (não requerem oxigênio). Elas possuem uma ampla diversidade metabólica, podendo ser <span style="color:blue" title="Seres vivos que possuem a capacidade de converter a energia da luz solar em energia química, por meio do processo de fotossíntese. Eles são capazes de produzir seu próprio alimento, utilizando dióxido de carbono, água e luz solar para produzir açúcares e oxigênio. Esses organismos incluem plantas, algas, cianobactérias e algumas bactérias fotossintéticas.">fotossintetizantes</span>, <span style="color:blue" title="seres vivos que obtêm energia para a produção de alimentos a partir de reações químicas, em vez de utilizar a energia da luz solar como os organismos fotossintetizantes. Eles são capazes de utilizar compostos inorgânicos como fonte de energia, convertendo-os em compostos orgânicos. A quimiossíntese é realizada por certas bactérias e arqueias que habitam ambientes onde a luz solar não está disponível, como regiões profundas do oceano, fontes termais, cavernas subterrâneas e vulcões. ">quimiossintetizantes</span> ou <span style="color:blue" title="seres vivos que não são capazes de produzir seu próprio alimento e dependem da ingestão de matéria orgânica preexistente para obter energia e nutrientes. Os organismos heterotróficos incluem a maioria dos animais, fungos e muitas espécies de bactérias.">heterotróficas</span> (obtendo energia a partir da matéria orgânica).


As bactérias são extremamente diversas e desempenham um papel fundamental nos ciclos biogeoquímicos dos oceanos, realizando processos como fixação de nitrogênio, degradação de matéria orgânica, produção de oxigênio e ciclagem de nutrientes. Elas podem ser encontradas em uma variedade de habitats, incluindo a superfície do oceano, as profundezas oceânicas, os sedimentos marinhos e até mesmo em associação com organismos marinhos como esponjas e corais.
As bactérias são extremamente diversas e desempenham um papel fundamental nos ciclos biogeoquímicos dos oceanos, realizando processos como fixação de nitrogênio, degradação de matéria orgânica, produção de oxigênio e ciclagem de nutrientes. Elas podem ser encontradas em uma variedade de habitats, incluindo a superfície do oceano, as profundezas oceânicas, os sedimentos marinhos e até mesmo em associação com organismos marinhos como esponjas e corais.
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Apesar de semelhanças, existem diferenças significativas que as distinguem das bactérias, como a composição de suas paredes celulares, presença de lipídios de membrana e de sistemas bioquímicos únicos. Por exemplo, as arqueias possuem lipídios de cadeia ramificada, enquanto as bactérias têm lipídios de membrana diferentes. A composição química das paredes celulares das arqueias é constituída por glicoproteínas ou polissacarídeos, enquanto as das bactérias é formada por peptidoglicano. Outra diferença significativa é que as arqueias têm um sistema de transcrição e tradução genética mais semelhante aos eucariotos do que às bactérias.  
Apesar de semelhanças, existem diferenças significativas que as distinguem das bactérias, como a composição de suas paredes celulares, presença de lipídios de membrana e de sistemas bioquímicos únicos. Por exemplo, as arqueias possuem lipídios de cadeia ramificada, enquanto as bactérias têm lipídios de membrana diferentes. A composição química das paredes celulares das arqueias é constituída por glicoproteínas ou polissacarídeos, enquanto as das bactérias é formada por peptidoglicano. Outra diferença significativa é que as arqueias têm um sistema de transcrição e tradução genética mais semelhante aos eucariotos do que às bactérias.  


Muitas arqueias são organismos extremófilos*, o que significa que elas são capazes de sobreviver e prosperar em condições ambientais extremas que seriam inabitáveis para a maioria dos outros organismos. Por exemplo, algumas arqueias são encontradas em fontes hidrotermais e  áreas vulcânicas submarinas, lagos salgados, ambientes ácidos ou alcalinos, e até mesmo em sedimentos marinhos profundos. Essas arqueias extremófilas têm adaptações bioquímicas e estruturais que lhes permitem lidar com altas temperaturas, salinidade, acidez ou pressões extremas.
Muitas arqueias são organismos <span style="color:blue" title="Organismos que são capazes de sobreviver e prosperar em ambientes extremos que seriam hostis ou inabitáveis para a maioria das formas de vida. Esses ambientes extremos podem incluir condições de temperatura, pressão, salinidade, acidez, falta de luz ou nutrientes, entre outros.">extremófilos.</span> Por exemplo, algumas arqueias são encontradas em fontes hidrotermais e  áreas vulcânicas submarinas, lagos salgados, ambientes ácidos ou alcalinos, e até mesmo em sedimentos marinhos profundos. Essas arqueias extremófilas têm adaptações bioquímicas e estruturais que lhes permitem lidar com altas temperaturas, salinidade, acidez ou pressões extremas.


Assim como as bactérias, arqueias marinhas são capazes de realizar a quimiossíntese, produzindo energia a partir de compostos químicos em vez de luz solar. Elas, também desempenham um papel importante nos ciclos biogeoquímicos dos oceanos. Por exemplo, algumas espécies são capazes de fixar nitrogênio, convertendo o nitrogênio atmosférico em formas utilizáveis por outros organismos. Isso contribui para o fornecimento de nutrientes essenciais para a vida marinha. Além disso, as arqueias estão envolvidas na degradação de matéria orgânica e na ciclagem de compostos sulfurados, entre outros processos ecológicos cruciais.
Assim como as bactérias, arqueias marinhas são capazes de realizar a quimiossíntese, produzindo energia a partir de compostos químicos em vez de luz solar. Elas, também desempenham um papel importante nos ciclos biogeoquímicos dos oceanos. Por exemplo, algumas espécies são capazes de fixar nitrogênio, convertendo o nitrogênio atmosférico em formas utilizáveis por outros organismos. Isso contribui para o fornecimento de nutrientes essenciais para a vida marinha. Além disso, as arqueias estão envolvidas na degradação de matéria orgânica e na ciclagem de compostos sulfurados, entre outros processos ecológicos cruciais.
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A simbiose quimioautotrófica é um tipo especial de associação simbiótica que ocorre em ambientes de oceano profundo, onde a luz solar é ausente. Nesse tipo de simbiose, os microrganismos envolvidos utilizam a energia química proveniente da oxidação de compostos inorgânicos para produzir matéria orgânica, servindo como fonte de energia para os organismos hospedeiros.
A simbiose quimioautotrófica é um tipo especial de associação simbiótica que ocorre em ambientes de oceano profundo, onde a luz solar é ausente. Nesse tipo de simbiose, os microrganismos envolvidos utilizam a energia química proveniente da oxidação de compostos inorgânicos para produzir matéria orgânica, servindo como fonte de energia para os organismos hospedeiros.


A simbiose quimioautotrófica é comumente encontrada em habitats de oceano profundo, como fontes hidrotermais (hot seeps), fendas frias (cold seeps) e áreas de surgência de metano (hidrato de gás). Esses ambientes são caracterizados pela presença de fluidos ricos em compostos químicos, como sulfetos, metano e amônia, que servem como fonte de energia para os microrganismos (ver texto mar profundo).
A simbiose quimioautotrófica é comumente encontrada em habitats de oceano profundo, como fontes hidrotermais (hot seeps), fendas frias (cold seeps) e áreas de surgência de metano (hidrato de gás). Esses ambientes são caracterizados pela presença de fluidos ricos em compostos químicos, como sulfetos, metano e amônia, que servem como fonte de energia para os microrganismos.


Os microrganismos quimioautotróficos envolvidos na simbiose podem ser bactérias ou arqueias. Eles possuem enzimas especiais que lhes permitem oxidar os compostos inorgânicos presentes no ambiente e converter essa energia em energia química utilizável para a síntese de compostos orgânicos. Alguns exemplos de microrganismos quimioautotróficos são as bactérias sulfuro-oxidantes, metano-oxidantes e nitrificantes.
Os microrganismos quimioautotróficos envolvidos na simbiose podem ser bactérias ou arqueias. Eles possuem enzimas especiais que lhes permitem oxidar os compostos inorgânicos presentes no ambiente e converter essa energia em energia química utilizável para a síntese de compostos orgânicos. Alguns exemplos de microrganismos quimioautotróficos são as bactérias sulfuro-oxidantes, metano-oxidantes e nitrificantes.
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Em áreas de surgência de metano, o metano é oxidado por microrganismos metano-oxidantes. Além disso, a oxidação da amônia também pode ser uma fonte de energia em certos ambientes.
Em áreas de surgência de metano, o metano é oxidado por microrganismos metano-oxidantes. Além disso, a oxidação da amônia também pode ser uma fonte de energia em certos ambientes.


HINTs
Mesocosmos são ambientes ou sistemas experimentais em escala reduzida que tentam replicar condições semelhantes às encontradas em ecossistemas naturais. Eles são usados em estudos científicos para investigar e compreender os efeitos de diferentes variáveis ou perturbações em um ecossistema específico.
Espécies extremófilas são organismos que são capazes de sobreviver e prosperar em ambientes extremos que seriam hostis ou inabitáveis para a maioria das formas de vida. Esses ambientes extremos podem incluir condições de temperatura, pressão, salinidade, acidez, falta de luz ou nutrientes, entre outros.
Organismos fotossintetizantes são seres vivos que possuem a capacidade de converter a energia da luz solar em energia química, por meio do processo de fotossíntese. Eles são capazes de produzir seu próprio alimento, utilizando dióxido de carbono, água e luz solar para produzir açúcares e oxigênio. Esses organismos incluem plantas, algas, cianobactérias e algumas bactérias fotossintéticas. A fotossíntese é um processo fundamental para a manutenção da vida na Terra, pois fornece a base energética para toda a cadeia alimentar.


Organismos quimiossintetizantes são seres vivos que obtêm energia para a produção de alimentos a partir de reações químicas, em vez de utilizar a energia da luz solar como os organismos fotossintetizantes. Eles são capazes de utilizar compostos inorgânicos como fonte de energia, convertendo-os em compostos orgânicos. A quimiossíntese é realizada por certas bactérias e arqueas que habitam ambientes onde a luz solar não está disponível, como regiões profundas do oceano, fontes termais, cavernas subterrâneas e vulcões. Esses organismos obtêm energia oxidando compostos químicos, como sulfetos, amônia, metano ou ferro, e utilizam essa energia para produzir adenosina trifosfato (ATP), que é a moeda energética utilizada por todos os seres vivos. Além disso, eles podem fixar o dióxido de carbono atmosférico ou usar compostos orgânicos como fonte de carbono para produzir matéria orgânica.


Organismos heterotróficos são seres vivos que não são capazes de produzir seu próprio alimento e dependem da ingestão de matéria orgânica preexistente para obter energia e nutrientes. Ao contrário dos organismos autotróficos, que são capazes de realizar fotossíntese ou quimiossíntese, os heterotróficos precisam obter seus alimentos de outras fontes. Os organismos heterotróficos incluem a maioria dos animais, fungos e muitas espécies de bactérias. Eles podem obter sua matéria orgânica alimentando-se de outros organismos vivos (carnívoros), alimentando-se de matéria orgânica morta e em decomposição (detritívoros e decompositores) ou obtendo nutrientes de uma relação simbiótica com outros organismos. Os heterotróficos obtêm energia por meio de processos de digestão, absorção e metabolismo de moléculas orgânicas complexas, como carboidratos, lipídios e proteínas, presentes nos alimentos que consomem. Esses nutrientes são quebrados e transformados em energia utilizável na forma de adenosina trifosfato (ATP), que é a principal fonte de energia para as atividades celulares.
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