Organismos calcificadores: o que são e impactos

Organismos calcificadores são peças-chave para a biodiversidade marinha, mas enfrentam desafios ambientais urgentes

Organismos calcificadores, também chamados de organismos calcificantes, são seres marinhos essenciais para a formação de estruturas de calcárias que contribuem para a biodiversidade e o equilíbrio dos ecossistemas marinhos.

No entanto, esses organismos sofrem impactos negativos diretos das mudanças climáticas, como a acidificação dos oceanos e o aquecimento global.

O que são organismos calcificadores?

Organismos calcificadores são seres vivos que têm a capacidade de produzir estruturas compostas de carbonato de cálcio, geralmente em forma de calcita e aragonita (1). Essas estruturas são chamadas de esqueletos, conchas ou carapaças, dependendo do tipo de organismo.

A calcificação é um processo em que os organismos utilizam íons de cálcio e carbonato na formação de suas próprias estruturas. Essa habilidade é observada em vários seres, como corais, moluscos, crustáceos, equinodermos (como estrelas-do-mar e ouriços-do-mar), e alguns tipos de algas.

Os organismos calcificadores são essenciais para vários ecossistemas marinhos, pois suas estruturas contribuem para a formação de recifes de corais e sedimentos, bem como regulam o ciclo de carbono nos oceanos.

Além disso, o estudo dos organismos calcificadores gera insights importantes sobre as condições do meio ambiente, como a temperatura da água e a acidez, uma vez que esses fatores podem influenciar a calcificação e a saúde desses seres.

Quais são os principais tipos de organismos calcificadores?

Vários grupos de seres marinhos têm a capacidade de realizar o processo de calcificação, produzindo estruturas mineralizadas. Alguns dos principais tipos de organismos calcificadores são:

Corais

Os corais são organismos marinhos que produzem esqueletos calcários. Esses esqueletos, ao se acumularem ao longo do tempo, formam os recifes de corais. Eles são essenciais para a biodiversidade marinha, pois fornecem habitat, berçários e locais de desova para uma variedade de outras espécies (2).

Moluscos

Muitos moluscos, incluindo bivalves como ostras e mexilhões, e gastrópodes como caracóis, produzem conchas calcificadas. Essas conchas oferecem proteção aos animais e podem ser usadas como ferramentas para explorar o ambiente (3, 4).

Equinodermos

Alguns equinodermos, como estrelas-do-mar e ouriços-do-mar, possuem um endoesqueleto calcificado. Esse esqueleto é composto de placas ou ossículos calcários, que fornecem suporte estrutural e proteção para esses invertebrados marinhos (5).

Foraminíferos

Foraminíferos são seres unicelulares, semelhantes a amebas, que produzem conchas minúsculas, geralmente entre meio e um milímetro de comprimento. Essas conchas podem ser compostas de calcita, aragonita, ou uma combinação de matéria orgânica e partículas aglutinadas de areia, silte ou outras substâncias (6).

Esses micro-organismos são cruciais na formação de sedimentos. Devido à sua presença em todos os ambientes marinhos e à sua capacidade de produzir conchas duráveis, os foraminíferos deixaram um extenso registro fóssil que remonta a mais de 500 milhões de anos (7). Por esse motivo, eles são frequentemente usados em estudos que investigam o passado geológico dos oceanos (8).

Algas calcárias

Algumas algas, em particular as algas calcárias que pertencem ao filo Rhodophyta (conhecidas como algas vermelhas), têm a capacidade de formar estruturas calcárias a partir do carbonato de cálcio.

Crustáceos

Certos crustáceos, como os caranguejos eremitas, são exemplos de organismos calcificadores, embora não produzam suas próprias conchas. Em vez disso, esses seres reutilizam conchas vazias de moluscos, como caramujos, para proteger seus corpos moles.

Essas conchas, compostas de carbonato de cálcio, formam uma espécie de exoesqueleto essencial para sua sobrevivência. Além disso, ao longo da vida, os caranguejos eremitas trocam de concha conforme crescem (9). Neste sentido, mesmo que não participem diretamente do processo de calcificação, os caranguejos eremitas dependem do equilíbrio das condições ambientais dos oceanos ao longo do seu ciclo de vida.

Como ocorre o processo de calcificação em organismos marinhos?

A calcificação em organismos marinhos é um processo que ocorre pela captura de íons de cálcio (Ca²⁺) e carbonato (CO3^2-) da água onde o ser vivo se encontra. Esses íons são utilizados na formação do carbonato de cálcio (CaCO3), principal componente das estruturas calcárias (10). Para regular esse processo, os organismos produzem proteínas ricas em ácido, responsáveis pelo processo de nucleação e crescimento dos cristais de carbonato de cálcio.

A nucleação marca o início do processo, onde os íons se combinam para formar pequenos cristais. À medida que os cristais crescem, as estruturas mineralizadas, como conchas ou esqueleto, se formam (11).

Ao longo da vida do organismo, a calcificação continua para manter e reparar as estruturas calcárias. Esse processo envolve a substituição de partes danificadas ou o crescimento da estrutura para acomodar o aumento de tamanho do organismo.

Qual é a importância ecológica dos organismos calcificadores?

Os organismos calcificadores desempenham um papel crucial nos ecossistemas marinhos, principalmente para a formação de recifes de coral. Os corais produzem esqueletos calcários que se acumulam, criando ambientes com rica biodiversidade. Além disso, os recifes oferecem proteção costeira, reduzindo a energia das ondas e evitando a erosão das áreas e comunidades que vivem nas costas litorâneas (12).

Adicionalmente, esses organismos retiram íons de carbono da água durante o processo de calcificação, contribuindo para a fixação do carbono no esqueleto e, consequentemente, para o ciclo do carbono.

Apesar de sua importância, os organismos calcificadores enfrentam desafios devido à acidificação dos oceanos decorrente das mudanças climáticas.

Como as mudanças climáticas afetam os organismos calcificadores?

As mudanças climáticas têm impactos significativos nos processos de formação de estruturas calcárias pelos organismos calcificadores. A acidificação dos oceanos é um dos principais problemas causados pelo excesso de dióxido de carbono (CO2) absorvido pelos oceanos (13).

Segundo o Painel Brasileiro de Mudanças Climáticas (PBMC), a acidificação dos oceanos é um fenômeno que “começou desde a primeira revolução industrial, em meados do século XVIII”, e que pode se agravar até o fim do século XXI. Esse cenário é resultado principalmente dos avanços tecnológicos e do consequente aumento na concentração de CO2 na atmosfera.

O CO2 é um gás do efeito estufa, e quanto maior as emissões, maior a quantidade absorvida pelos oceanos, levando a um aumento na acidez da água pela formação de ácido carbônico. Esse ambiente ácido impacta diversos tipos de mariscos, algas, plânctons e moluscos, dificultando sua capacidade de formar conchas e outras estruturas. Isso ocorre pois os íons de carbonato são mais escassos na água com pH mais baixo, o que compromete a formação de carbonato de cálcio.

Os corais, por exemplo, são especialmente vulneráveis. A acidificação prejudica sua capacidade de construir seus esqueletos calcários, aumentando os riscos de degradação dos recifes. Além disso, os moluscos, carapaças de crustáceos e outros organismos também são impactados pela acidificação, tendo maior dificuldade de formar e recuperar suas estruturas protetoras.

Além da acidificação, as mudanças climáticas trazem outros desafios para os organismos calcificadores. O aumento da temperatura dos oceanos pode levar ao branqueamento de corais, um fenômeno em que os corais perdem suas cores devido à expulsão das microalgas que vivem em seus tecidos. Esse processo enfraquece os corais, tornando-os mais propensos a doenças e menor capacidade de calcificação.

Como os estudos dos organismos calcificadores contribuem para a sustentabilidade?

Os estudos sobre os organismos calcificadores podem beneficiar grandemente o desenvolvimento de estratégias para a conservação de ambientes marinhos. Os corais, moluscos e crustáceos são conhecidos como bioindicadores, ou seja, a variação em suas características pode indicar a ocorrência de problemas ambientais que precisam ser solucionados.

As mudanças nas taxas de calcificação, por exemplo, podem indicar impactos ambientais, como acidificação dos oceanos, aumento da temperatura e poluição. Compreender essas mudanças é de suma importância para que medidas de prevenção sejam aplicadas a tempo e com qualidade.

A preservação dos recifes de corais contribui para a manutenção da biodiversidade marinha, e a criação de áreas marinhas protegidas, a gestão sustentável do turismo e a redução da poluição podem promover a resiliência dos recifes e reduzir os impactos das mudanças climáticas.

Quais são as aplicações da pesquisa em organismos calcificadores?

A pesquisa em organismos calcificadores não apenas oferece insights valiosos para a preservação ambiental, mas também pode contribuir para soluções inovadoras diante dos desafios impostos pelas mudanças climáticas. Uma aplicação prática desses estudos está relacionada à geoengenharia, uma área que busca desenvolver tecnologias de mitigação para lidar com a acidificação dos oceanos (14).

Uma proposta da geoengenharia é usar o ferro para “fertilizar” os oceanos, estimulando o crescimento de plânctons. Essas pequenas criaturas marítimas, ao absorverem o CO2 durante seu ciclo de vida, têm o potencial de transferir o gás carbônico para as profundezas do mar quando morrem. Essa abordagem, embora inovadora, levanta questões sobre seus impactos ecológicos e exige avaliações cuidadosas (15).

Outra alternativa seria a adição de substâncias alcalinas, como pedra calcária esmagada, nas águas dos oceanos para equilibrar o pH. No entanto, essa prática pode ser eficaz apenas em áreas com limitada troca de água com o mar aberto, oferecendo alívio local, mas sendo impraticável em escala global devido ao alto consumo de energia (14).

Assim, a pesquisa em organismos calcificadores não apenas fornece uma base sólida para a compreensão dos impactos das mudanças climáticas, mas também destaca a necessidade de combinar esforços científicos e tecnológicos para enfrentar esse desafio global.