A floresta amazônica exerce um papel importante na ciclagem hidrológica global. É muito provável que aerossóis biogênicos, como pólen, fungos e esporos influenciem a formação de nuvens e precipitação. No entanto, existem muitos tipos diferentes de bioaerossóis. As partículas variam de forma considerável em tamanho, morfologia, estado de mistura, bem como comportamento como higroscopicidade (quantas partículas atraem água) e atividade metabólica. Portanto, é provável que não apenas a quantidade de bioaerossóis afete o ciclo hidrológico, mas também os tipos de aerossóis presentes.
Coleta de dados de FISH
Maria Prass, Christopher Pöhlker e seus colegas agora queriam descobrir quais tipos de bioaerossóis estão presentes na atmosfera acima da Floresta Amazônica e em quais quantidades. Para seu novo estudo, a equipe amostrou o ar na estação das chuvas de 2018. Os pesquisadores utilizaram a infraestrutura do ATTO para amostrar em três alturas: perto do solo a 5 m, acima do dossel a 60 m e no topo da torre alta a 325 m. Depois disso, filtraram o ar para aerossóis transportados pelo ar.
Eles queriam distingui-los em termos de domínio. Para especificar mais, analisaram três grupos: bactérias, arquea (organismos unicelulares sem núcleo celular) e células eucarióticas, como fungos e algas. Para tal, usaram o método FISH. FISH (hibridização fluorescente in situ) é uma técnica de genética molecular que permite a identificação de células por sequências de RNA ou DNA características combinadas à coloração de fluorescência. Maria então se voltou para as partículas manchadas ao microscópio e as contou de forma manual.
Os autores descobriram que mais de 70% dos aerossóis no grupo analisado eram de fato células intactas. Apenas os 30% restantes eram com considerável probabilidade material biológico fragmentado ou degenerado. Dos 70% intactos, as células eucarióticas dominaram os números de bioaerossóis, representando mais da metade de todas as partículas. As bactérias também eram abundantes, representando um quarto de todas as células presentes. As arqueas, por outro lado, eram muito escassas. (As partículas restantes não puderam ser identificadas.) Além disso, eles notaram uma clara variabilidade diária nas concentrações. Por exemplo, as bactérias são relativamente mais abundantes em 3 dos 7 dias após um evento de chuva forte.
Além da variabilidade ao longo do tempo, os cientistas também analisaram as mudanças na distribuição do bioaerossol com a altura. Foi observada uma diminuição geral da abundância de aerossóis com a altura e uma diminuição no tamanho das partículas. Há fortes indícios de que isto se dá devido à alta abundância de fontes dentro e sob o dossel em combinação com maior tendência de sedimentação e menor tempo de residência atmosférica de partículas grandes. Esta tendência é menos pronunciada para células bacterianas que costumam ser menores do que os esporos que eram mais abundantes perto do solo.
Potencial para estudos futuros
Os números específicos de bioaerossóis gerados por Maria e seus colegas são os primeiros desse tipo para um ambiente de floresta tropical. Eles representam a estação das chuvas quando a atmosfera naquela região fica quase intocada e em grande parte livre de poluição antropogênica. Eles agora podem servir como referência para futuros estudos de modelagem e processos. Aqui, eles serão úteis para estudos de interações floresta-atmosfera relevantes para o clima, como ciclos de precipitação e o impacto específico de bioaerossóis. Em especial os dados coletados a 325 m podem servir como uma estimativa para células que estão sendo levantadas por convecção para a base da nuvem, onde potencialmente geram impacto sobre os processos de formação e evolução de nuvens.
Além disso, a equipe pôde demonstrar o potencial do método FISH para atingir classes de organismos em diferentes níveis taxonômicos. Em teoria, isso é possível até o nível da espécie. Os pesquisadores esperam realizar estudos futuros com FISH em estreita relação com estudos de processos microfísicos de nuvens. As caracterizações direcionadas de bioaerossóis durante períodos de extremos climáticos, como secas relacionadas ao El-Niño na Amazônia, são de grande importância para estudar a reação e a resiliência da população de bioaerossóis na Amazônia sob condições climáticas mais quentes e por suposto mais secas no futuro.
Pras et. al. publicaram o estudo “Bioaerosols in the Amazon rain forest: temporal variations and vertical profiles of Eukarya, Bacteria, and Archaea” Open Access em Biogeochemistry.
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