PROCESSOS ALTERNATIVOS DE PRODUÇÃO PRIMÁRIA

Diana Pereira, nº24982Jéssica Masip, nº32654

João C. da Silva, nº24991

Gambelas, 10 Janeiro 2007

Respiração vs Produção

Respiração vs Produção

processo inverso

RespiraçãoMaior sumidouro de matéria orgânica na biosfera.

(PERDA)

Produção PrimáriaPonto de partida para vida nos ecossistemas marinhos.

(GANHO)

FOTOSSÍNTESE: Principal processo responsável.

Respiração vs Produção

PressupostoRespiração acoplada e directamente dependente da Produção Primária.

CONSEQUENTEMENTE…

Respiração: dado determinado através da produção.

Em oceano aberto, é simplesmente determinada através da fotossíntese.

Respiração vs Produção

Razão Produção/Respiração

O OCEANO GLOBAL…

…parece ser heterotrófico!

PROBLEMA

RESPIRAÇÃO > PRODUÇÃO

???

Alternativas à Fotossíntese e à Clorofila

Alternativas à Fotossíntese e Clorofila

ClorofilaOcorre, universalmente, no reino das plantas e em protistas fotossintéticos.

Várias: a, b, c e d

Mais abundante

Máximos de absorção:430 nm e 660 nm.

c.d.o. (nm)Fig. 1 – Espectro de luz visível (adaptado de Purves et al. (2001))

Alternativas à Fotossíntese e Clorofila

RodopsinasEm organismos halófilos extremos.

Tipo II(Reino Animal)

Tipo I – Archaeal rhodopsins

Bacteriorodopsinas

Halorodopsinas

Rodopsinas sensoriais

•Bombas de protões, accionadas por luz

•Bombas de iões cloro

•Receptores fotosensoriais

Máximos de absorção:entre 560 nm e 590 nm.

c.d.o. (nm)Fig. 2 – Espectro de luz visível (adaptado de Purves et al. (2001))

Alternativas à Fotossíntese e Clorofila

HOMÓLOGA À BACTERIORODOPSINA SURGE A…

ProteorodopsinaPapel importante no balanço energético da biosfera;

Permite a fototrofia em bactérias marinhas.

Máximo de absorção:520 nm.

c.d.o. (nm)Fig. 3 – Espectro de luz visível (adaptado de Purves et al. (2001))

Alternativas à Fotossíntese e Clorofila

BacterioclorofilasPigmentos de bactérias fotossintéticas.

Fotossíntese anoxigénica

Várias: a, b, c, d, e

Bactérias verdes e purpúreas

Máximo de absorção:Região final do vermelho

c.d.o. (nm)Fig. 4 – Espectro de luz visível (adaptado de Purves et al. (2001))

…960 nm

Rhodopseudomonas viridis

Alternativas à Fotossíntese e Clorofila

Caso particular (Beatty et al., 2005)

GSB1(Bactéria verde sulfúrea)

Absorve aos 750 nm● Bacterioclorofila c

● Fonte hidrotermal black smoker;● Ausência de luz solar.

FENÓMENO!!!

ALTERNATIVA… LUZ GEOTÉRMICA!

Alternativas à Fotossíntese e Clorofila

ComplementoTem sido proposto que a clorofila precedeu a bacterioclorofila, em termos evolutivos.

CONTUDO

Análises nucleotídicas

Suportam hipótese contrária

Bactérias púrpureas pertencem às linhagens mais primitivas de organismos fotossintéticos

Alternativas à Luz Solar

Alternativas à Luz Solar

Fontes luminosasTal como a luz geotérmica existem outras.

Estudo recente (Raven & Cockell, 2005)

Hipóteses: Possibilidade de PAR a partir de outras fontes luminosas.

Luz das estrelas

Luz lunar

Poluição luminosa

Mínimo PAR:

Aeróbios marinhos: 10 nmol fot m-2 s-1

Anaeróbios marinhos: 4 nmol fot m-2 s-1Luz do planeta-mãe na lua

Alternativas à Luz Solar

Luz das EstrelasFotossíntese não é possível.

PORQUE

● Noite sem lua;

● Zona sem poluição luminosa. PAR entre 1 e 0,1 fmol fot m-2 s-1

Inferior ao mínimo absoluto necessário

Luz Lunar

Alternativas à Luz Solar

Fotossíntese não é possível.

PORQUE

● Noite lua cheia;

● Céu limpo. Inferior ao mínimo absoluto necessário

Alternativas à Luz Solar

Poluição LuminosaMáximo de PAR proveniente da Lua

Poluição luminosa antropogénica

+

Fluxo total próximo do mínimo PAR necessário

Possibilidade de fotossíntese

Alternativas à Luz Solar

Luz Planetas● Lua hipotética (Earth-like Planet);

● Planeta com tamanho semelhante a Júpiter;

● Distância entre ambos semelhante a Terra-Sol;

● Intensidade luminosa máxima.

PAR na superfície da lua, seria de 8,4µmol m-2 s-1

Superior ao mínimo de PAR necessário

POSSIBILIDADE DE VIDA NA LUA DE JÚPITER, EUROPA

● Fotossíntese é pouco provável

MAS

● Actividade hidrotermal;● Actividade orgânica;

● Actividade oxidante.

Conclusões

Conclusões

Oceano HeterotróficoRespiração > Produção: Não é, biologicamente, possível.

Respiração é determinada através da fotossíntese

Há um conjunto de outras moléculas produtoras de energia

Absorvem a c.d.o. não muito distintos que os máximos de absorção da clorofila.

Conclusões

Rodopsinas e Proteorodopsinas

COMPROVA O SEU ESTATUTO DE MOLÉCULAS ALTERNATIVAS

BacterioclorofilasAbsorvem no extremo do vermelho e até no I.V.

REFLECTE ADAPTAÇÃO A POUCA LUZ OU COM ENERGIA GEOTÉRMICA COMO FONTE DE ENERGIA.

Conclusões

Fontes alternativas de luz• Algumas podem ter impactos na produção primária;

• Pouca informação / poucos estudos;

• Estudos futuros acerca da influência de outras fontes luminosas nos ecossistemas - IMPACTO DA POLUIÇÃO LUMINOSA

Vida extraterrestre• Vários estudos;

• Comparação de ambientes extraterrestres com ambientes terrestres.

Conclusões

Clorofila a não é sinónimo de fotossíntese, e fotossíntese não é sinónimo de produção

primária.

…Obrigado!