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Abundância, diversidade e alimentação da fauna no Oceano Profundo
 Rafaela Cerejo de Mello[1: Graduanda em Bacharelado em Ciências Biológicas no Centro Universitário Augusto Motta (UNISUAM).]
Thayane Rezende Gerhard da Silva1
Thais Alexandrino de Lima1
Laís Pazeto Câmara1
Bernardo Miguel de Oliveira Pascarelli[2: Graduação em Licenciatura em Ciências Biológicas na Universidade Federal do Rio de Janeiro (2005) e mestrado em Ciências Morfológicas na Universidade Federal do Rio de Janeiro (2009). Atualmente Tecnologista Pleno no Laboratório de Hanseníase da Fundação Oswaldo Cruz (FIOCRUZ), Professor e Coordenador do Curso de Ciências Biológicas do Centro Universitário Augusto Motta (UNISUAM).]
RESUMO
Este trabalho visa abordar os principais padrões e processos da fauna de mar profundo, entre eles a abundância e a mudança da diversidade dos organismos bentônicos de acordo com o aumento de profundidade. Uma breve descrição dos aspectos físicos é feita, mostrando como o conhecimento do mar profundo cresceu passo a passo com o desenvolvimento tecnológico. O trabalho ainda mostra como antigos conceitos sobre a biologia das espécies caíram por terra, mostrando um ambiente altamente dinâmico. São apresentados, ainda, os principais ambientes redutores existentes em regiões profundas, entre eles fontes hidrotermais e carcaças de baleias, e sua peculiar biologia. Por fim, aspectos da biologia e dinâmica do ambiente profundo são revelados.
Palavras chave: Planícies abissais, Zona Azoica, Ambientes redutores.
ABSTRACT
The great part of the surface of the earth is covered by Oceans and Seas, which makes up around 70% of the all earth's surface. Of these, about 90% has depths greater than 1000 meters, and the averages depth is 3800m.  That makes the deep oceanic regions more extensive, and common of the planet. In the 19th century, there was an idea that the deeperareas of the oceans were azoic. This general agreement was disseminated by English Sir Edwards Forbes (1815-1854).  Later, this idea of azoic area was overturned, with the journey of English ship HMS Challenger (1872-1876), what it was a Historic mark in oceanographic science because that has made collections of many organisms in the deep ocean. The fauna that was found in this environment has a great diversity of organisms, as well the benthic marine invertebrates of the abyssal slopes.  However, much these environments do not have so much structural heterogeneity, these organisms present high diversity, has little differentiation, or endemism, and has high dispersal power. The abyssal plains may be, in fact, very heterogeneous, due to the biogenic processes (BROWN, JAMES H. 1942). These discoveries, and those all that will come to, have a huge impact in the way that we see the deep oceans and how we treat it.
INTRODUÇÃO
A grande parte da superfície terrestre é coberta por Oceanos e Mares, que compõe 70% da superfície da terra. Destes, cerca de 90% possui profundidades superiores a 1000 metros, e possui uma profundidade media de 3800m. Isto faz com que as regiões oceânicas profundas sejam os ambientes mais extensos e comuns do planeta (CRESPO ESOARES 2009). No século XIX, havia uma ideia de que as zonas mais profundas dos Oceanos eram azoicas. Este consenso geral foi disseminado pelo cientista inglês Sir Edwards Forbes (1815-1854). Posteriormente, esta ideia de zona azoica foi derrubada, com a viagem do navio inglês HMS Challenger (1872-1876), que foi um marco na ciência oceanográfica que fez diversas coletas de organismos no oceano profundo. A fauna encontrada nesses ambientes possui grande diversidade de organismos, assim como os invertebrados marinhos bentônicos dos taludes abissais. Por mais que estes ambientes não possuam muita heterogeneidade estrutural, esses organismos apresentam alta diversidade, pouca diferenciação, ou endemismo, e alto poder de dispersão. As planícies abissais podem ser, na verdade, muito heterogêneas, devido aos processos biogênicos (BROWN, JAMES H. 1942). Essas descobertas, e as que ainda virão, possuem um enorme impacto na forma como vemos os Oceanos profundos e também como o tratamos.
CONHECENDO AS ZONAS ABISSAIS
A Zona abissal é a faixa do oceano que se situa logo abaixo da zona pelágica (zona situada entre a superfície da água e a profundidade de 200m e logo acima da planície abissal), possui uma profundidade média de 200 a 5000 metros de profundidade (M.SZPILMAN, 2000). É uma região onde a pressão da água é enorme, podendo ir de 200atm a 1000atm, e onde a falta de nutrientes e a baixa temperatura só permitem poucas formas de vida. Representa 42% dos fundos oceânicos. Estes locais atingem temperaturas em torno de 4oC (maior densidade de água), são profundidades não atingidas pela luz solar e, portanto, sem fotossíntese. Os seres abissais são dotados de adaptações especiais, pela total falta de luz e a elevada pressão, sendo exemplos os peixes cegos e polvos gigantes. As zonas abissais são áreas extensas e profundas, como dito anteriormente, que possuem um relevo relativamente plano, e se estende da base das elevações continentais até os relevos íngremes e abruptos das cordilheiras oceânicas (W.TEIXEIRA, DECIFRANDO A TERRA, 2000). As águas profundas diferem das águas rasas de três formas, elas são mais frias (as águas polares mais densas e mais frias afundam sob as águas tropicais mais quentes); contém mais dióxido de carbono, além de absorver mais CO2 que as águas mais quentes, as águas mais frias tendem a oxidar qualquer matéria orgânica que estejam carregando durante sua longa circulação para formar CO2; E estão sob pressão mais alta devido ao maior peso da água sobrejacente. (GROTZINGER, JONH 2013). Existe uma vasta área elevada, que emerge do assoalho do Oceano Pacífico, que faz parte de um enorme sistema de cadeia oceânica de muitas montanhas submarinas. Nessas cadeias, ou perto delas, estão as aberturas hidrotermais submarinas, de onde é descarregada a água superaquecida para água do mar. As águas dessas aberturas não somente sustentam comunidades de organismos, como também são responsáveis pela acumulação de alguns minerais economicamente importantes (S.MONROE. JAMES, 2009).
PASSOS HISTÓRICOS E AS PRIMEIRAS EXPEDIÇÕES
Mesmo antes da investigação do mar profundo, muitos autores haviam especulado sobre a possibilidade da vida e das condições das mesmas nas grandes profundezas. O fundo do mar ainda é uma das maiores esferas de vida explorada. Muitos relatos de animais foram negligenciados ou mesmo desacreditados, já haviam reportado a coleta de animais a uma profundidade abaixo de 1900m (ROSS, JOHN, A VOYAGE OF DISCOVERY, 1819). Então não é possível afirmar com certeza quem foi o primeiro a conseguir captar as primeiras espécies conhecidas de animais do mar profundo. Até cerca de 1860, acreditava-se que não existia vida nas profundezas, devido às condições de vida e pressão. Tendo como expedição mais valiosa a HMS Challenger (1872 – 1876), a expedição financiada pelo governo britânico, sob a direção do professor de história natural Charles Wyville Thomson (1830-1882), percorreu cerca de 120 mil quilômetros e possuía 362 estações oceanográficas. Abordo tripulava duzentos e quarenta e nove pessoas, dentre eles seis cientistas, incluindo o naturalista e futuro oceanógrafo John Murray (1841-1914). A expedição, que ocorreu em dezembro 1872, foi o que marcou o início da Oceanografia moderna, onde um navio da marinha real britânica foi equipado com um laboratório de química, uma sala de historia natural e salas de trabalho projetadas especificamente para trabalhos biológicos, químicos e físicos (laboratório fotográfico). Foram coletados desde dados climáticos, amostras de água e sedimentos até organismos marinhos, cerca de 4700 novas espécies e 700 novos gêneros. Comprovando assim, que nas profundezas abissais se encontravam abundantes diversidades marinhas. Entre essas profundezas, foi realizado dragagens também na Fossa das Marianas (local mais profundo do oceano).Esse local é atualmente, denominado por Challenger Deep. Esta expedição trouxe diversos benefícios para diferentes áreas, assim como, meteorologia, oceanográfica, geologia, botânica, zoologia, geografia, entre outras. Após a morte de Wyville Thomson (1882), os resultados da expedição foram publicados por Murray em cinquenta volumes e ocuparam 29.500 páginas elaboradas entre 1885 a 1895. Sendo até hoje a expedição e os resultados mais importantes sobre as profundezas do mar. 
Rota seguida pela H.M.S. Challenger, na viagem de circum-navegação que efetuou entre Dezembro de 1872 e Maio de 1876, e que geralmente é considerada como o nascimento da oceanografia moderna
Fonte: Dias, J. A. (2000) – Introdução à Oceanografia. Capítulo 2 – História da Oceanografia.
HMS Challenger ancorado em Sydney, Austrália (1872-1876)
 .Fonte: J.J. Wild – HMS Challenger
Grupo de oficiais a bordo do HMS Challenger (1872-1876)
Fonte: .J.J Wild – HMS Challenger
A VIDA NA REGIÃO ABISSAL 
Primeiramente precisamos definir o que é vida. Um organismo está vivo, quando há troca de matéria e energia com o ambiente em que vive, quando se reproduz e evolui por seleção natural (O PLANETA AZUL/JOAO M. MRAGAIA SCHMIEGELOW 2004). Mesmo nesta escuridão total das zonas abissais, a vida demonstra uma grande tenacidade. Para resistir a este tipo de ambiente e a pressão, os seres são compostos de tecidos líquidos e gelatinosos, o que lhes permite equilibrar a pressão externa com a pressão interna. Esta estrutura totalmente atípica se dá por causa da adaptação física que eles foram submetidos, a fim de sobreviver às difíceis condições nos ambientes inóspitos dos abismos marinhos. A plataforma abissal é composta de sedimentos finos, logo a maioria dos organismos são depositívaros. O mar profundo, apesar de ser um ambiente dependente de material orgânico, é pontuado por locais onde há produção primária de matéria orgânica. Nestes locais, moléculas reduzidas como o sulfeto de hidrogênio e o metano são utilizadas por bactérias quimiossintetizantes, tanto de vida livre como em simbiose com organismos, produzindo em alguns locais grande quantidade de biomassa. Entre os ambientes mais conhecidos estão as fontes hidrotermais e exsudações frias, mas outros ambientes tais como carcaças de baleias, também podem abrigar comunidades quimiossintetizantes em graus variados. Neste aspecto, o fator de vital importância para a estrutura e composição das comunidades é a quantidade compostos químicos reduzidos que é produzida ou disponibilizada no local. Apenas 3% da matéria orgânica produzida na superfície chegam ao alcance da zona abissal, então estes animais desenvolveram, também, técnicas e capacidades bem interessantes. Por causa da escuridão, da ausência de algas e outros peixes nessas regiões, sua busca por alimento torna-se uma das maiores sagas marinhas pela sobrevivência, então estes animais se adaptaram a estas condições citadas. Algumas espécies possuem grande capacidade sensorial, outras possuem bocas com abertura duas vezes maior que a de outros animais. E outros produzem sua própria luz, a bioluminescência, que tem como finalidade atrair as presas. Esses peixes têm órgãos chamados fotóforos, dentro dessas estruturas, a luz é produzida de duas formas: ou o peixe sintetiza suas próprias luciferina e luciferase ou uma colônia de bactérias faz o trabalho por eles. Os viventes deste local também possuem metabolismo adaptado para profundidades extremas, ou seja, metabolismo lento e consumindo assim pouca energia. 
Figura 1  cabeça de peixe dragão, atlanticusIdiacanthus medindo apenas algumas dezenas de centímetros, vive em uma profundidade entre 2000 e 2800 m. Ele produz sua própria luz de velas através de seus órgãos. 
Fonte: O Planeta Azul, BBC James Honeyborne (2004)
O Caulophryne de largura, 50 cm, suas antenas sensíveis permitem-lhe esperar por sua presa. Este ser habita mais de 1000 m de profundidade, onde a noite é total e a temperatura chega a 4 ° C. 
Fonte: O Planeta Azul, BBC James Honeyborne (2004)
Figura 3:  O peixe de pescador barbudo, têm seus sentidos na extensão branca, que possuem compostos químicos liberados pelas fêmeas, que está localizado na parte da frente dos olhos. 
Fonte: O Planeta Azul, BBC James Honeyborne (2004)
AS FONTES HIDROTERMAIS NO FUNDO DO MAR
As ligações das placas tectônicas abrem e fecham com o tempo, numa escala de dezenas ou de centenas de milhões de anos com o movimento das áreas terrestres, ou deriva dos continentes. E em consequência dos tremores de terra provocados pelos movimentos do magma sob a crosta do oceano, formam-se assim chaminés hidrotermais que expelem fluido quente, acima de 350º C, com caráter ácido (pH 2 ou 3, como o vinagre) e rico em metais dissolvidos, além do conteúdo de sulfureto de hidrogênio ou H²S. Esse fluido, ao misturar-se com a água do mar, forma um precipitado semelhante a nuvens de fumo preto, o qual ao fim de algum tempo, horas ou dias, origina massas de depósitos metálicos que, ao amontoarem-se à volta dos orifícios, formam as “chaminés de fumo preto” (Fig 5)– fumarolas (Van Dover 2006). Atualmente estas áreas têm sido exploradas ativamente, e cada vez mais fontes hidrotermais são descobertas. O submersível Alvin desde 1977 tem sido utilizado como meio para descobrir e catalogar as fontes e, já efetuou mais de 1000 mergulhos. Nos povoamentos hidrotermais, existem diversos organismos, como por exemplo, comunidades de estranhos invertebrados, incluindo vermes com um metro e oitenta de comprimento, outros com seis vistosas plumas vermelhas, camarões sem olhos, e longos bancos de mexilhões dourados, entre outros. Biólogos descobriram também, que nestas águas, são abundantes as bactérias autotróficas quimiossintéticas, que oxidam o sulfureto de hidrogênio. Outro organismo predominante destas áreas são os vermes Riftia pachyptila (Fig 4), que são complexos, pois não possuem boca nem tubo digestivo. No lugar destes órgãos, dispõem de uma espécie de saco, onde milhões de bactérias endossimbióticas (organismo que vive no interior do corpo ou das células de outro organismo, realizando uma relação ecológica) oxidam os sulfuretos e fixam o carbono orgânico (Van Dover 2006). Os microrganismos utilizam essa energia das fontes hidrotermais para produzirem os carboidratos, amido e açúcares de que se alimentam (Jannasch, 1995; Rona, 2003).
Figura 4: Colônia de Riftia pachyptilaem em uma fonte hidrotermal de chaminés negras. (Fonte: Sumich, 1992) 
Figura 5: Fontes hidrotermais com “chaminés” negras – fumarolas. (Fonte: Sumich, 1992)
CARCAÇAS DE BALEIAS
O inusitado encontro de um pesquisador com uma baleia morta afundada em mais de um quilômetro de água ao largo da costa da Califórnia nos EUA, revelou um novo tipo de ambiente movido à energia quimiossintética nunca antes visto (Smith & Baco, 2003). Após a chegada de várias toneladas de carne de baleia e ossos ao leito oceânico, grandes necrófagos móveis rapidamente consomem a carcaça (vários meses, dependendo do tamanho da carcaça) deixando apenas os ossos e restos de matéria orgânica. Segue-se então uma fase de enriquecimento por espécies oportunistas menores que ocorrem aos milhares, muitas das quais endêmicas de tais ambientes. Quando tudo parece terminado e apenas os ossos são vistos, inicia-se a fase mais interessante e duradoura da sucessão ecológica: o estágio sulfofílico. O interior das vértebras das baleias é rico em compostos lipídicos, os quais se encontram aprisionados e proibidos aos organismos. Com o passar do tempo, bactérias atingem o material lábil e começam a gerar compostos orgânicos reduzidos, em especial, o sulfeto de hidrogênio e o metano. Apesar da menor quantidade em relação aos ambientes citados anteriormente, aqui também ocorrem associações simbióticas de bactérias quimioautotróficas e invertebrados, bem como bactérias de vida livre formando extensos carpetes. O suprimento de tais compostos pode perdurar por vários anos e até várias décadas. Muito embora carcaças de baleiasejam ambientes pontuais e de pequena escala, é provável que sejam extremamente comuns nos fundos oceânicos, em especial abaixo de rotas migratórias de grandes baleias. A presença de quimiossíntese e a presença de organismos comuns com fontes hidrotermais e exsudações frias fizeram com que alguns pesquisadores sugerissem que carcaças de baleias possam servir como “pedras” de dispersão para ambientes redutores como fontes e exsudações e talvez como refúgio para outras espécies. Outros ambientes redutores podem formar-se onde há o acúmulo de grande quantidade de matéria orgânica. Chegada de grandes troncos de árvore, acúmulos de macroalgas e zonas de oxigênio mínimo podem gerar ambientes redutores, porém com concentrações de sulfeto de hidrogênio muito menores. Há alguns anos, um navio naufragou em áreas profundas da costa da Espanha contendo uma carga de alimentos. Mais tarde descobriu-se que ali se formou uma comunidade quimiossintética composta por bivalves batimodiolíneos e até um vestimentífero foi encontrado.
ATIVIDADES MINERAIS NAS ZONAS ABISSAIS
Grande parte das partículas geradas pelo intemperismo e erodidas nos continentes é depositada nas áreas oceânicas. (FONTES, ARACY). Os minerais se cristalizam das soluções das águas quentes que invadem as rachaduras e fendas nas rochas. Muitos cristais bem formados de quartzo(SiO2) são encontrados nos tais veios, assim chamados hidrotermais. Quando a água evapora substancias dissolvidas na água do mar, podem se combinar para formar vários minerais como a halita (NaCl), gipsita -(CaSO42H2O)- (FUNDAMENTOS DA GEOLOGIA) também podemos encontrar formações de abundantes nódulos “manganês” poli metálicos no fundo do mar abissal. Esses nódulos são fontes potencialmente valiosas de cobalto, cobre, manganês e níquel, entre outros metais. Estes minerais são responsáveis pela formação de carapaça, alimentação e esconderijos para os animais. Na região próxima ao complexo da foz do rio Amazonas – Pará - a sedimentação é basicamente de origem litogênica. Existe alguma deposição de sedimentos biogênicos (calcários) na região externa da plataforma. Nas regiões norte, nordeste e leste de Fortaleza (CE) até Cabo Frio (RJ), os sedimentos são predominantemente biogênicos (calcários). Estes sedimentos são caracterizados por possuírem grande quantidade de algas coralinas, sendo que os litogênicos ocorrem somente nas regiões adjacentes aos grandes rios, como o São Francisco (AL/CE) e o Doce (ES).Ao sul de Cabo Frio, os sedimentos são predominantemente litôgenicos, aparentemente derivados da drenagem continental, principalmente de montanhas costeiras próximas, como a Serra do Mar (SCHMIEGELOW, JOAO – O PLANETA AZUL).
FOSSAS OCEÂNICAS
Fossas oceânicas são as feições mais profundas da Terra, com largura média de 100 km. Ocorrem, sobretudo, no oceano Pacífico, como a fossa das Marianas, que possui profundidade máxima de 11.033 m, Aleutas e Kurilas, associadas aos arcos insulares. Muitas fossas oceânicas estão situadas próximas aos continentes, como a fossa de Atacama (Peru – Chile), no oceano Pacífico, nas adjacências da costa sul americana (Figura 2). As fossas oceânicas marcam os limites convergentes das placas, onde ocorre o mecanismo da subducção e o consumo de uma placa litosférica em relação à outra, com a formação de uma margem destrutiva. A profundidade média dos oceanos está estimada em 3.870 metros, sendo que as maiores profundidades são encontradas no “Challenger Deep” (11.037m), nas Fossas das marianas, no Oceano Pacifico (W.TEIXEIRA, DECIFRANDO A TERRA, 2000 p.262). Microrganismos vivem neste local a 700-800atm de pressão, mas seu estudo é dificultado, pois não sobrevivem à pressão normal de 1 atm. Nas zonas abissais também são encontrados invertebrados como caranguejos e peixes. Alguns deles possuem bioluminescência emitida por bactérias. Para realizar pesquisas em uma área tão distinta, as ferramentas são diversas, partindo de instrumentos simples, como apetrechos de pesca, frascos diversos e tábuas de maré, até equipamentos que mergulham na massa de água trazendo parte dela para análise em laboratório, ou registrando informações em seus chips, e observações usando robôs em profundidade, como os ROVs, ou nas altas camadas da atmosfera, como é o caso do uso de satélites. Esses componentes são válidos e muita tecnologia e desenvolvimento básico das ciências são esperados para o avanço das pesquisas oceanográficas. 
Figura 6 – Principais fossas submarinas
Fonte: SCHMIEGELOW, 2004
ROV de intervenção
Fonte: Weiss et al., 2003
CONCLUSÃO
O trabalho foi uma revisão bibliográfica com o objetivo de informar sobre como a imensa vastidão dos oceanos profundos e sua relativa inacessibilidade faz com que sejam os ambientes menos explorados do planeta. Todas as descobertas feitas em anos recentes apenas fazendo raspagens e coletando pequenas amostras e poucos milésimos de sua superfície apontam para o imenso potencial ainda a ser explorado tanto para satisfazer nossa necessidade de conhecer o planeta, quanto para a descoberta de importantes produtos e novas tecnologias para a sociedade e também para a proteção desses ambientes.
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