Como cliques de bolhas de oxigênio revelam a saúde dos recifes de coral

Os recifes de coral não parecem apenas cheios de vida - eles também soam vivos. Só que, no meio desse ruído constante, existe um sinal que os cientistas só recentemente começaram a decifrar.

Sempre que um recife produz mais oxigênio do que a água ao redor consegue reter, formam-se bolhas minúsculas que sobem lentamente. No momento em que se desprendem, elas geram cliques discretos, perceptíveis em gravações subaquáticas.

Pesquisadores demonstraram agora que esses cliques seguem padrões diários e sazonais bem definidos, fortemente relacionados ao quanto um recife está produzindo em cada período.

Ao “sintonizar” esses sinais sutis, pode ser possível acompanhar a saúde dos recifes por um caminho totalmente novo - ouvindo mudanças muito antes de elas ficarem visíveis.

Cliques escondidos nos recifes de coral

Em um recife na costa sudeste da China, cada bolha de oxigênio que escapava produzia um clique seco, que se destacava do som ambiente subaquático.

Ao combinar esses cliques com observações diretas, pesquisadores da Universidade de Xiamen (XMU) mostraram que o som marca de forma confiável a liberação de oxigênio gerado pela fotossíntese de organismos do recife.

A mesma “assinatura” acústica apareceu de maneira consistente em diferentes horários do dia e também entre estações, mesmo quando a taxa total do sinal aumentava ou diminuía.

Essa estabilidade torna os cliques úteis como um indicador indireto do metabolismo do recife, embora ainda permaneça em aberto o quanto outras fontes de bolhas podem influenciar o que é registrado.

Como as bolhas moldam a saúde dos recifes de coral

Quando as algas do recife e as que vivem dentro dos corais produzem mais oxigênio do que a água do mar consegue manter dissolvido, esse gás se acumula em forma de bolhas.

Uma parte vira oxigênio dissolvido - o oxigênio disponível na água do mar -, mas outra parte se separa e sobe para longe.

Pesquisas em pradarias de fanerógamas marinhas indicam que o borbulhamento pode levar embora oxigênio que medições padrão na água não captam, distorcendo estimativas de produtividade.

Águas mais quentes ou mais ácidas podem desorganizar essas parcerias e diminuir a produtividade dos organismos construtores do recife, um padrão associado ao branqueamento.

Separando os sons do recife de coral do ruído

Em vez de “pingar” o recife com sonar ativo, a equipe recorreu ao monitoramento acústico passivo (PAM), que registra o ambiente sem emitir som na água.

Um programa treinado separou os cliques mais prováveis de bolhas do restante do ruído do recife, alcançando 99.75 percent de acurácia de classificação nos testes.

Isso foi importante porque recifes são ambientes barulhentos, com ondas, estalos de camarões, chuva e outras bolhas que podem enganar sensores. A triagem confiável deu ao projeto uma chance real de transformar ruído bruto em um sinal biológico útil.

Padrões sazonais nos recifes de coral

Ao longo da primavera, do verão e do inverno, a contagem de cliques subiu e desceu seguindo um ritmo sazonal claro no recife. Os sons foram mais frequentes no verão, menos comuns na primavera e atingiram o menor nível no inverno.

“Em particular, a taxa do sinal foi mais alta no verão e mais baixa no inverno, refletindo mudanças na produtividade biológica”, disse o coautor do estudo Zhongchang Song, professor associado na XMU.

Essas variações são coerentes porque mais luz e água mais quente podem intensificar a fotossíntese, enquanto o inverno costuma desacelerar o processo.

A virada noturna do recife

De início, o recife de coral pareceu mais “ativo” à noite do que de dia, sobretudo no verão. Isso chamou atenção, já que a fotossíntese - que produz oxigênio - costuma ser mais forte perto do meio-dia.

A explicação está no tempo de resposta. As bolhas de oxigênio nem sempre sobem imediatamente. Elas podem ficar presas a superfícies por horas antes de se soltarem.

Quando peixes, caranguejos, correntes ou até pequenas mudanças químicas as perturbam, essas bolhas armazenadas se desprendem de uma vez - muitas vezes mais tarde, ao longo do dia, ou já durante a noite.

Mesmo assim, modelos indicaram que cerca de 69 percent do pico de atividade ocorreu entre 11 a.m. e 4 p.m. Essa divisão sugere que os recifes não apenas produzem oxigênio “em tempo real”, mas também o armazenam e o liberam com atraso.

Quando os sons ficam confusos

Recifes estão longe de ser silenciosos. Chuva, ondas e os estalos de camarões produzem sons que se sobrepõem aos cliques das bolhas, tornando o sinal fácil de interpretar errado.

Essa dificuldade ficou evidente no outono, quando o ruído de um instrumento próximo atrapalhou as gravações. Os pesquisadores excluíram essa estação da análise.

Trabalhos anteriores em recifes do Havaí observaram que algas também podem elevar os níveis de som durante o dia. Este estudo avança ao relacionar mudanças no som total do recife de coral a variações de produtividade sazonal, e não apenas à presença de algas.

Medindo a saúde do recife por meio do som

Para verificar se os cliques acompanhavam atividade biológica real, os pesquisadores compararam os padrões de som das bolhas com a química da água.

Em 87.5 percent dos dias analisados, os padrões sonoros subiram e desceram no mesmo ritmo dos níveis de oxigênio dissolvido na água.

A correspondência não foi perfeita, mas indicou que os sons carregam informação relevante sobre quanto oxigênio o recife está gerando.

Por enquanto, os cientistas afirmam que essas gravações devem ser usadas junto de outros dados - como níveis de luz, nutrientes e levantamentos de espécies - antes de se tirar conclusões firmes sobre a saúde do recife.

Ouvir oferece um retrato mais nítido

A escuta permite acompanhar um recife por meses sem mergulhos repetidos, sem equipamentos pesados de imagem e sem perturbação direta.

“Essa abordagem poderia fornecer uma ferramenta rápida, escalável e não invasiva para o monitoramento de longo prazo e a gestão da conservação de recifes”, disse o coautor do estudo Fei Zhang, da XMU.

Essa vantagem é especialmente importante onde os recifes são remotos, tempestades limitam o trabalho de campo ou estresses sutis surgem antes de animais ou corais morrerem.

Um gravador fixo no fundo do mar pode continuar reunindo evidências enquanto as equipes estão em terra e os orçamentos seguem apertados.

O que vem a seguir para a escuta dos recifes

Sozinhos, os sons das bolhas ainda não permitem dizer exatamente quanto oxigênio um recife produz ou qual organismo é o responsável.

Bolhas diferentes podem surgir de algas, corais, sedimentos ou da simples agitação física - e muitas delas soam quase iguais.

Essa incerteza mostra por que os pesquisadores ainda não estão prontos para depender apenas do som. Estudos futuros precisarão juntar essas gravações com dados de luz, nutrientes e comunidades do recife em uma variedade maior de habitats e regiões.

Ainda assim, a proposta é promissora. O estudo transforma um subproduto pouco notado da fotossíntese em um possível “termômetro” do funcionamento do recife, conectando luz do dia, variações sazonais e liberação de oxigênio em um único sinal.

Se esses padrões se confirmarem em mais recifes, cientistas poderão, no futuro, ouvir sinais precoces de mudança - dando aos recifes uma forma de “se manifestar” muito antes de o dano visível aparecer.