Conchas revelam que lapa de fonte hidrotermal sobe à superfície no Pacífico ocidental

Cada lapa de fonte hidrotermal coletada por uma equipa de investigadores japoneses em fontes hidrotermais escaldantes no Pacífico ocidental tinha feito, quando ainda era uma larva recém-eclodida, uma viagem completa: subiu até a superfície iluminada pelo sol e depois desceu novamente para as profundezas.

A confirmação dessa rota estava guardada dentro da concha minúscula que cada animal formou muito antes de chegar à fonte hidrotermal onde vive hoje.

A descoberta ajuda a esclarecer como os animais das fontes hidrotermais - isolados em aberturas dispersas e de vida curta no fundo do mar - conseguem ocupar áreas recém-formadas e manter ligação genética ao longo de centenas de quilómetros.

A explicação proposta é que os jovens primeiro se alimentam e crescem em águas superficiais ricas. Em seguida, seguem com as correntes oceânicas até outra região do fundo marinho e, só então, voltam a afundar para se fixar no escuro.

Como ler as conchas das lapas de fontes hidrotermais

A lapa de fonte hidrotermal começa a vida como uma larva nadadora menor do que um grão de areia. Mesmo depois de se fixar e se transformar num adulto preso à rocha, ela mantém aquela primeira concha.

Essas conchas larvais preservadas revelaram conter um registo químico do local onde cada indivíduo passou a fase inicial da vida.

Takuya Yahagi, biólogo marinho do Atmosphere and Ocean Research Institute da Universidade de Tóquio (UTokyo), e os seus colegas interpretaram esse registo ao medir a química da própria concha.

O fator decisivo é a temperatura da água. À medida que a larva constrói a concha com carbonato de cálcio, o mineral “trava” uma assinatura associada ao quão quente ou fria estava a água ao redor.

Para conseguir ler esse registo, foi necessário separar a camada formada no nascimento de tudo o que o animal acrescentou depois de se estabelecer no fundo.

O autor principal do estudo, Yahagi, disse ao Earth.com: “A concha larval tem menos de um milímetro de diâmetro, e a informação de temperatura é preservada apenas dentro dessa estrutura extremamente fina.”

Padrões registados nas conchas das lapas de fontes hidrotermais

Águas quentes e frias deixam marcas diferentes. A superfície do oceano é muito mais quente do que a água quase gelada que envolve uma fonte hidrotermal em mar profundo.

Por isso, um sinal de água quente na parte mais antiga da concha só poderia ter sido gerado próximo da superfície iluminada. Os animais analisados vieram de fontes do Pacífico ocidental e foram recolhidos por navios de pesquisa a grandes profundidades.

Outra linha de investigação, feita com a mesma espécie, já mostrou que metais-traço nas conchas variam de uma fonte hidrotermal para outra. Isso abre a possibilidade de, no futuro, rastrear um animal até o seu local exato de nascimento.

As comunidades de fontes hidrotermais estão entre os raros ecossistemas que dependem de energia química que sobe do fundo do mar, e não da luz solar - o que torna fácil ignorar essa passagem pela superfície.

Num e-mail ao Earth.com, Yahagi afirmou: “Isso nos lembra que até ecossistemas alimentados pelo interior da Terra ainda estão ligados ao oceano acima.”

Subindo até a superfície

O registo nas conchas repetiu-se em todos os casos. Em cada lapa testada pela equipa, apareceu a assinatura de água quente nas fases mais precoces.

Esse padrão indica que, com altíssima probabilidade, cada indivíduo passou o estágio larval bem acima do fundo do mar, em vez de permanecer nas proximidades da fonte.

Nos primeiros centenas de pés da coluna d’água (cerca de algumas centenas de metros), a luz do sol sustenta florações de fitoplâncton. Essas plantas microscópicas flutuantes formam a base da cadeia alimentar marinha, mas não existem ao redor das fontes hidrotermais de grande profundidade.

Na zona iluminada, alimento não falta. As larvas à deriva alimentam-se desse recurso e crescem muitas vezes antes de estarem prontas para se fixar.

Correntes intensas na superfície podem transportar as larvas para longe do ponto onde eclodiram. Quando uma larva finalmente afunda de volta para o escuro e encontra uma fonte adequada, carrega consigo uma concha que já registou a ida à superfície.

Pistas acumuladas ao longo dos anos

Há anos os investigadores suspeitavam desse tipo de dispersão larval, mas apenas de forma indireta.

Um estudo anterior criou larvas de lapa de fonte hidrotermal em laboratório e observou que elas nadavam consistentemente para cima e se desenvolviam melhor em temperaturas que correspondem à superfície aquecida pelo sol, e não ao ambiente frio da fonte abaixo.

Ainda assim, nada disso confirmava que um animal específico tivesse, de facto, feito o percurso.

“Observar diretamente ou rastrear essas larvas microscópicas no oceano aberto é extremamente difícil”, disse Yahagi. As conchas resolveram essa lacuna ao registarem a história de cada larva, em vez de depender de uma expectativa geral.

A genética já apontava para a mesma direção. Numa análise, populações de uma lapa de fonte hidrotermal amostradas ao longo de milhares de quilómetros no Pacífico ocidental quase não mostraram separação genética.

Um resultado assim só é possível se as larvas se misturarem livremente por grandes distâncias entre campos de fontes isolados.

Ampliando o estudo

A equipa analisou lapas que vivem por volta de 6,600 feet (1,830 meters) de profundidade, mas as fontes hidrotermais podem estar muito mais abaixo. Algumas alcançam 16,400 feet (4,800 meters).

Agora, os investigadores pretendem verificar se as larvas dessas profundezas extremas também sobem até a superfície, o que representaria uma viagem ainda mais impressionante.

Por enquanto, cada concha fornece uma única leitura de temperatura. Yasunori Kano, professor associado e coautor, quer extrair esse registo com maior resolução.

A proposta é obter temperaturas de diferentes partes da concha larval para reconstruir não só a subida até a superfície, como também o retorno às profundezas.

A perspectiva da mineração em mar profundo

As implicações vão muito além dessas lapas. As fontes hidrotermais são ricas em cobre, zinco e ouro. Empresas já começaram a considerá-las como alvo de mineração em mar profundo - o que significaria abrir e destruir justamente os habitats que essas larvas precisam recolonizar.

Num e-mail ao Earth.com, Yahagi disse: “O que mais me preocupa é a possibilidade de que as mudanças climáticas e a mineração em mar profundo possam reduzir a troca de larvas entre populações de fontes hidrotermais.”

Ele fez questão de tratar isso como uma possibilidade, e não como um efeito comprovado - algo que ainda terá de ser testado em muitas outras espécies de fontes.

O que antes era uma suposição bem fundamentada agora se apoia em evidência sólida: essas lapas passam a infância na superfície antes de se estabelecerem no fundo.

Isso altera a forma como os cientistas avaliam a resiliência das comunidades de fontes hidrotermais. Um local perdido para a mineração ou para uma erupção só consegue se recuperar se larvas que derivam muito acima acabarem por se fixar ali.