Pequenos cabelos que ajudam os corais a respirar podem funcionar mal no aquecimento dos oceanos

Cada colónia de coral é amortecida por uma fina camada limite de água cujo movimento é retardado pela fricção na superfície do coral. Os investigadores assumiram que os corais eram passivos em relação à camada limite de movimento lento, simplesmente contando com a difusão natural através dela para fornecer nutrientes e oxigénio.

Então, em 2014, uma equipe do Instituto de Tecnologia de Massachusetts e do Instituto de Ciência Weizmann publicou um estudo inovador mostrando que os cílios dos corais interagem com a camada limite girando rapidamente para gerar redemoinhos de água do mar fresca e oxigenada. Até há uma década, os cientistas consideravam estes cílios apenas como vassouras que movem o muco e varrem partículas de resíduos e outros detritos. A pesquisa não apenas modelou pela primeira vez os minúsculos vórtices criados pelos cílios, mas também revelou a importância dos cílios para a sobrevivência e o metabolismo.

No início, o microbiologista e engenheiro ambiental Orr Shapiro, que liderou o trabalho de pós-doutorado no MIT em 2014, estava interessado em saber como os micróbios que infectam os corais e causam doenças seguem gradientes de concentração, um processo chamado quimiotaxia. Sob o microscópio, ele notou algo estranho: na camada limite, as partículas giravam e se misturavam – nada parecido com a difusão passiva que ele esperava.

“Isso foi para mim, e acho que mais tarde para todo o campo, uma espécie de mudança de paradigma”, disse Shapiro, hoje pesquisador do Instituto Volcani em Israel. Ficou claro que a camada limite não era estática, mas sim uma zona dinâmica, onde os cílios criavam a sua própria turbulência. A constatação inspirou a equipe de Shapiro a sair pela tangente, mapeando o fluxo de oxigênio para os tecidos dos corais através dos cílios. “Isso realmente transformou a forma como entendemos esse (micro)ambiente, porque de repente a difusão não é mais realmente importante”, disse Shapiro.

A difusão é a rota padrão para os nutrientes que viajam pela água, mas é dolorosamente lenta. Pode levar até quatro minutos para que o oxigênio percorra apenas 1 milímetro. É por isso que os fluxos rápidos criados pelos cílios são tão importantes: porque a água que flui naturalmente abranda perto da superfície do coral e os corais consomem oxigénio mais rapidamente do que a difusão pode fornecê-lo.

É um sistema que fornece oxigênio suficiente, apesar do consumo de energia dos cílios. Mas há uma desvantagem: o oxigênio diminui à medida que a temperatura sobe. É aí que os corais enfrentam problemas.

Os cientistas têm uma compreensão clara de uma coisa que acontece aos corais quando a água fica muito quente: branqueamento. À medida que a temperatura da água aumenta, os corais algas simbióticas ficam estressados ​​e liberam moléculas que são tóxicas para os corais em grandes quantidades. Para se proteger, o coral expele suas próprias algas – fonte primária de alimento, energia e oxigênio – e logo perde a cor. É uma morte lenta e uma ocorrência cada vez mais comum à medida que ondas de calor varrer os recifes do mundo.

Mas por vezes, alguns corais num recife branqueiam enquanto outros não, e noutros casos os corais sob stress térmico morrem sem expelir as suas algas. Uma equipe internacional de microbiologistas, engenheiros e fisiologistas estava ansiosa para entender como o calor afeta os cílios e se isso poderia explicar os diferentes tipos de morte de corais.

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