1. Introdução
Os oceanos e as sociedades humanas estão intimamente ligados e a nossa saúde está intrinsecamente ligada à saúde do oceano (1). Na verdade, os ecossistemas oceânicos são os mais extensos do planeta Terra, cobrindo 72% da superfície, pelo que não pode haver dúvidas quanto à importância dos seus efeitos no bem-estar da sociedade, incluindo a saúde, o lazer e a economia (2). Para uma compreensão abrangente da importância dos oceanos, considere a área terrestre num raio de 100 km da costa e até 100 m de altitude como zona costeira; pelo menos ~37,6% da população mundial vive nesta zona, que inclui uma população de 2,15 a 2,90 mil milhões (por distância), mais 0,898 a 1,2 mil milhões (por elevação) que vivem em 9% da área terrestre global (3).
As zonas costeiras têm experimentado as mudanças de crescimento mais rápido devido às pressões da população humana derivadas do crescimento do desenvolvimento económico e tecnológico e das interacções mar-terra-ar, juntamente com vários processos físicos oceânicos, tudo num quadro de alterações climáticas (2,4). Este contexto ambiental e socioeconómico aumenta os riscos costeiros, ameaçando os ecossistemas que proporcionam esses benefícios económicos através da conversão de habitats, da mudança da cobertura do solo, das cargas poluentes e da introdução de espécies invasoras (4,5). No primeiro caso, com uma das maiores costas do mundo, o sistema marinho chileno (cobrindo 161.338 km2 da plataforma continental oceânica) enfrenta ameaças biológicas novas e/ou desconhecidas, tais como a introdução de novas espécies através de invasões ou expansões de distribuição (5).
Este tipo de ameaça socioeconómica emergente aplica-se a várias espécies de microalgas responsáveis pela proliferação de algas nocivas (HABs) e pela proliferação de elevada biomassa (HB-HABs), incluindo ficotoxinas e eventos de esgotamento de oxigénio. Por exemplo, Carênia spp., G. Hansen e Moestrup (anteriormente Ginodínio), uma espécie de dinoflagelados que forma cistos em repouso e que no passado foi associada à morte de peixes em águas offshore, formou recentemente uma intensa floração na Área Marinha Protegida Pitipalena-Añihue, localizada nas águas costeiras dos fiordes do noroeste da Patagônia, em algum lugar onde flores desta espécie nunca haviam sido registradas anteriormente (6). Além disso, extensões de alcance de espécies neurotóxicas mediadas pelo homem, como Alexandrium catenelaresponsáveis pela intoxicação paralítica de moluscos (PSP), têm sido associados aos movimentos inter-regionais de unidades populacionais de moluscos e equipamentos de aquicultura (7). Este problema de propagação é um dos vários factores necessários para que uma espécie seja um colonizador bem sucedido, uma vez que só pode sobreviver e prosperar onde as condições são adequadas e permanece ausente em áreas onde faltam um ou mais recursos essenciais ou condições necessárias (8). Como resultado, cada espécie precisa adaptar o seu crescimento e reprodução (sexualmente) no novo ambiente para poder persistir ali, de modo que o ambiente seleciona se os indivíduos em expansão podem sobreviver neste novo ambiente (9,10).
Uma forma de avaliar se uma espécie de dinoflagelados pode ser considerada um colonizador bem-sucedido de novas áreas e potencialmente se tornar um problema emergente é através do estudo de registros recentes de sedimentos nos quais se acumulam espécies formadoras de cistos em repouso. Frequentemente, como no caso de A. catenelaos cistos em repouso são produto da reprodução sexuada (11,12,13). Estes registos de sedimentos constituem também um alerta precoce de potenciais surtos tóxicos de espécies que não são detetadas na coluna de água e/ou permitem a identificação de espécies tóxicas numa nova área (14). Este é o caso Alexandrium catenelaonde sua progressão para o norte foi descrita com base apenas na abundância de cistos em repouso nas regiões de Magalhães (55,5° S) e Los Lagos (41,5° S) na Patagônia Chilena (15,16). No entanto, o progresso desta espécie para norte não parou desde a intensa floração de A. catenela em 2016. Sua presença foi registrada ao longo da costa valdiviana (39,4° S) e, mais recentemente, foi detectada em Bahía Coliumo (36° S) na região administrativa de Biobio com escassa densidade de células vegetativas (17,18) . A principal preocupação é se a espécie está presente apenas na fase vegetativa ou se a espécie se estabeleceu nesta nova área geográfica, com compatibilidade sexual entre linhagens (heterotalismo complexo), questão essencial no processo de encistamento (13,19). Se estes estágios de cisto de repouso sexual de coortes viáveis distintas se acumulassem nos sedimentos, isso forneceria evidências de que a espécie se estabeleceu com sucesso nesta nova área geográfica.
Uma vez detectados cistos de dinoflagelados tóxicos no sedimento, é necessário determinar sua viabilidade usando um teste de excistamento sob condições controladas. Isto fornece uma estimativa de qual proporção da população de cistos pode iniciar uma proliferação prejudicial na área. No entanto, uma vez completado o período de dormência, é necessário um mecanismo (natural e/ou antropogénico) para perturbar os sedimentos do fundo e ressuspender os cistos aí acumulados, expondo-os a uma mudança nas condições de luz, oxigénio e temperatura (15, 16), o que permite que o processo de excistamento ocorra na coluna d’água ou na superfície do sedimento. Bioturbação de sedimentos (20,21), fluxos advectivos, mistura de turbulência vertical da coluna de água impulsionada pelos ventos, um processo de ressurgência que favorece a advecção vertical, transporte/bombeamento de Ekman (22) e dragagem (23,24) foram propostos como naturais/ mecanismos antropogênicos para ressuspensão de cistos em repouso. No entanto, a ligação entre estes mecanismos naturais/antropogénicos com a ressuspensão e excistamento do cisto em repouso é muito difícil de demonstrar.
Os cânions submarinos são um ecossistema ideal para explorar áreas de afundamento de cistos e para testar se espécies tóxicas, como Alexandrium catenela (entre outras espécies tóxicas) estabeleceram-se com sucesso em termos ecológicos (conforme descrito acima). Nesse sentido, o cânion submarino Biobio (doravante denominado BbC) abriga um ecossistema interessante para estudar. O BbC está localizado na margem norte da distribuição de A. catenela. Fornece entre 30 a 60% dos nitratos disponíveis na zona eufótica das águas costeiras da região (25) devido ao intenso transporte terrestre e vertical (26), suporte para zonas biologicamente ativas com alta produtividade primária e densas agregações de peixes de interesse comercial, favorecendo a economia azul na região (27). Além disso, a presença de um desfiladeiro também proporciona um habitat protegido para peixes e vida selvagem durante períodos de baixa produtividade oceânica (28). Nas profundezas do cânion, o oxigênio dissolvido tende a diminuir, levando a zonas hipóxicas (29), que são um ambiente ideal para a preservação de cistos de dinoflagelados em repouso (20,30,31). Além disso, a atual assimetria nas encostas do cânion pode influenciar as zonas de acumulação de matéria orgânica e poluentes como metais pesados, além da abundância de cistos em repouso. Nesse sentido, este cânion recebe diversos contaminantes de origem industrial e municipal. Além disso, houve vários derramamentos de óleo desde 2000 e efluentes descarregados de siderúrgicas e fábricas de celulose e papel que entraram no Golfo de Arauco ((32) e referências nele contidas). Esses tipos de poluentes podem afetar negativamente as atividades metabólicas das células vegetativas do fitoplâncton, inibindo as taxas de crescimento e sobrevivência em determinadas concentrações (33). Apesar disso, foram encontradas algumas associações entre o grau de poluição por metais pesados e a abundância de cistos em repouso de dinoflagelados, sugerindo que a produção de cistos em repouso pode ser uma resposta à contaminação por metais pesados ((33) e referências nele contidas).
No presente estudo, avaliamos um fator novo e pouco compreendido para a ressuspensão de cistos em repouso a partir de sedimentos usando um cânion submarino como estudo de caso. Aqui, propomos a turbulência em águas profundas como um mecanismo físico que impulsiona a ressuspensão do cisto em repouso de três espécies tóxicas (Alexandrium catenelaprodutor de saxitoxina (STX), Protoceratium reticulatume Lingulaulax poliedraprodutor de simsotoxinas (YTXs), que também diferiram em suas respostas em testes controlados de excistamento. A mistura turbulenta pode tornar-se elevada em cânions submarinos como resultado de condições de ressurgência ou ressurgência devido a correntes de densidade, fluxos oscilatórios de quebra de plataforma e como resultado da geração de ondas internas ou interação com gradientes batimétricos acentuados ((34) e referências nele). Isto torna o BbC um excelente local de estudo de caso para investigar a potencial ressuspensão de cistos em repouso. Os resultados aumentam a conscientização sobre a probabilidade de um evento HAB multiespecífico nesta área.
