Micróbios na água subterrânea: dois mundos nos aquíferos

A água subterrânea costuma ser tratada como algo simples, apesar de estar repleta de micróbios que determinam como ela se comporta. Ela circula por fraturas, abastece poços e, no fim, pode parar num copo sobre a mesa da cozinha.

Por baixo dessa aparência tranquila existe um ambiente lotado de vida microscópica, trabalhando de forma silenciosa, mas com consequências importantes.

Durante anos, a maior parte das pesquisas concentrou-se nos micróbios que ficam à deriva na água subterrânea, sobretudo porque eram fáceis de coletar. Bastava recolher a água, analisar o que estava em suspensão e seguir adiante. A estratégia parecia lógica, porém deixava de fora uma parte essencial da história.

A maioria dos micróbios do subsolo não está flutuando. Eles se fixam nas superfícies das rochas e formam biofilmes densos. Essas comunidades aderidas podem ser até mil vezes mais abundantes do que as que nadam livremente. Desconsiderá-las é, na prática, ignorar onde ocorre grande parte do processo.

Mundos microbianos compartilham os aquíferos

Para enxergar melhor essa realidade, pesquisadores analisaram um aquífero natural na região de Hainich, na Turíngia. O foco foi em rochas carbonáticas, um tipo comum de rocha subterrânea por onde a água subterrânea se desloca.

Usando ferramentas modernas de análise genómica, as comunidades microbianas que viviam aderidas à rocha foram comparadas com as que viviam na água ao redor.

Os resultados chamaram a atenção. Os micróbios presos à rocha e os que estavam em suspensão formavam dois ecossistemas muito diferentes. Embora coexistissem lado a lado, apresentavam funções e capacidades bastante distintas.

Alisha Sharma conduziu o estudo como parte de sua tese de doutorado na Universidade Friedrich Schiller de Jena.

“ O modo de vida dos microrganismos – aderidos à rocha ou flutuando livremente na água – exerce uma influência mais forte na estrutura da comunidade do que fatores ambientais, como a disponibilidade de oxigênio”, disse Sharma.

O que os micróbios das rochas realmente fazem

Os micróbios que vivem fixos nas rochas não estão ali apenas por estabilidade. Eles atuam como trabalhadores altamente especializados.

Em vez de dependerem de material orgânico, muitos obtêm energia a partir de substâncias inorgânicas, como ferro ou enxofre. Ao realizar esse processo, também fixam dióxido de carbono.

Isso significa que eles armazenam carbono no subsolo de forma ativa - um mecanismo que pode ser muito mais relevante do que os cientistas imaginavam anteriormente.

A fixação de carbono em profundidade altera a maneira como o carbono circula pelo planeta, o que torna esses micróbios importantes não só para a química da água subterrânea, mas também para modelos climáticos e estudos sobre sumidouros naturais de carbono.

Quando o assunto é equilíbrio climático de longo prazo, o que ocorre no subsolo não fica restrito ao subsolo.

“Se ignorarmos a comunidade aderida à rocha, deixamos de considerar um agente funcional importante no sistema de água subterrânea”, disse o Dr. Martin Taubert, líder de um grupo de pesquisa na Universidade de Jena.

“Esses microrganismos contribuem de forma importante para processos químicos centrais, como o ciclo do carbono.”

Micróbios ajudam a proteger a água subterrânea

A água subterrânea é uma das fontes mais importantes de água potável na Terra. Quase metade da população mundial depende dela para o uso diário em casa, e protegê-la também envolve proteger a vida microbiana que existe nela.

A composição química dessa água não depende apenas das rochas e das velocidades de fluxo. Ela também é determinada por micróbios que transformam substâncias à medida que a água se move sob o solo.

Compreender as comunidades microbianas aderidas ajuda os cientistas a avaliar melhor como a água subterrânea se depura naturalmente.

Além disso, contribui para explicar como certos compostos se degradam ou ficam retidos antes de chegar a poços e nascentes. Esse conhecimento é relevante tanto para a segurança da água quanto para o planeamento e a gestão de recursos hídricos no longo prazo.

Micróbios ativos no subsolo

Essa pesquisa integra objetivos mais amplos do Cluster de Excelência “Equilíbrio do Microverso”.

A equipa investiga como comunidades microbianas moldam os seus ambientes e como mudanças ambientais, por sua vez, afetam essas comunidades.

“Microrganismos mantêm muitos sistemas naturais em equilíbrio sem que percebamos”, disse a professora Kirsten Küsel. “Ao revelar seus habitats ocultos, entendemos melhor o quão estáveis – ou vulneráveis – esses sistemas realmente são.”

A mensagem central é simples, embora seja fácil deixá-la passar. Os micróbios do subsolo não são um ruído de fundo passivo. Eles atuam ativamente na qualidade da água, no armazenamento de carbono e nos ciclos químicos.

E a maior parte deles não está apenas passando uns pelos outros na água. Eles permanecem ancorados na pedra, fazendo seu trabalho no mesmo lugar, hora após hora, todos os dias.

O estudo completo foi publicado na revista científica Microbioma.