Tóxico e não

Communications Earth & Environment volume 4, Artigo número: 263 (2023) Citar este artigo

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Os dinoflagelados abrangem espécies produtoras de toxinas altamente abundantes e diversas entre o fitoplâncton marinho. Trabalhos anteriores sugeriram que alguns taxa bacterianos podem afectar a produção de toxinas em dinoflagelados, no entanto, pouco se sabe sobre o impacto dos dinoflagelados tóxicos na sua flora bacteriana coexistente. Aqui caracterizamos as comunidades bacterianas associadas a 22 culturas clonais de dinoflagelados usando o método metabarcoding de DNA, incluindo 11 espécies tóxicas confirmadas e 11 espécies que não foram relatadas como tóxicas. A análise da diversidade beta revelou que todas as 11 espécies do grupo tóxico foram agrupadas e distintamente separadas do grupo não tóxico, sugerindo fortemente que a composição da comunidade bacteriana foi amplamente influenciada por hospedeiros dinoflagelados tóxicos. Descobriu-se que o grupo tóxico inclui maior abundância relativa de usuários não-carboidratos e táxons que degradam xenobióticos e mostrou efeitos inibitórios sobre bactérias algicidas. Estas descobertas sugerem que os dinoflagelados tóxicos hospedam comunidades bacterianas distintas das espécies não tóxicas de múltiplas maneiras nas suas ficoesferas.

As interações ecológicas entre o fitoplâncton e as bactérias estão entre as ligações quantitativas mais importantes nos ciclos globais de carbono e nutrientes1,2. O fitoplâncton excreta compostos orgânicos que representam uma fração importante da produção primária, formando a base da cadeia alimentar microbiana marinha3. Muitas interações diretas foram propostas para ocorrer na ficoesfera, que é definida como uma camada limite difusiva que envolve imediatamente as células do fitoplâncton e é enriquecida em matéria orgânica . As comunidades bacterianas associadas que consomem metabólitos do fitoplâncton têm efeitos em cascata na cadeia alimentar e impactam as taxas e eficiências de transformação da matéria orgânica marinha, sendo esta última um fator chave no equilíbrio de CO2 oceano-atmosfera1,5. É provável que a configuração de tais interações seja extremamente diversa, uma vez que os exemplos de relações bactérias-fitoplâncton variam amplamente de patogênicos a mutualísticos, o que afeta simultaneamente a biologia do hospedeiro de algas e a composição das comunidades bacterianas .

Os dinoflagelados são microalgas unicelulares onipresentes, ocupando nichos importantes em ambientes marinhos e de água doce globais. Os membros desta linhagem não são apenas produtores primários e herbívoros vitais, mas também os principais agentes causadores da proliferação de algas nocivas (HABs). Apenas cerca de 2% das espécies de algas foram relatadas como produtoras de HABs, das quais 75% são dinoflagelados7. Este grupo de algas também inclui o maior número de espécies produtoras de toxinas entre o fitoplâncton marinho8. As suas toxinas podem ser extremamente letais e muitas delas são eficazes em dosagens muito mais baixas do que os agentes químicos convencionais9. A proliferação de dinoflagelados tóxicos atrai grande atenção devido aos seus impactos generalizados na aquicultura, na pesca e nos ecossistemas costeiros9,10,11,12,13. As toxinas dos dinoflagelados também podem ser acumuladas e retidas no zooplâncton marinho, causando a morte de peixes e até mesmo levando ao envenenamento humano através do consumo de frutos do mar contaminados14,15. Embora os HABs tóxicos de dinoflagelados tenham sido extensivamente estudados do ponto de vista ecológico, as características biológicas dos compostos tóxicos derivados de dinoflagelados e particularmente os seus efeitos sobre os micróbios co-ocorrentes permanecem obscuros . Entre todas as toxinas dinoflageladas, apenas um número limitado foi identificado, como as bem conhecidas toxinas de envenenamento de moluscos, incluindo toxinas paralíticas de moluscos (PSTs), toxinas amnésicas de moluscos (ASTs), toxinas diarréticas de moluscos (DSTs), toxinas neurotóxicas de moluscos (NSTs). ), toxinas de peixes ciguatera (CTXs), toxinas azaspirácidas (AZTs) e carlotoxinas10,11,12,13. Muitas toxinas ictiotóxicas (que matam peixes) ainda não foram identificadas (ver revisões das referências 1,17). Além disso, os compostos tóxicos produzidos pelos dinoflagelados exibiram uma ampla variedade de atividades biológicas e, portanto, tiveram efeitos distintos na comunidade microbiana concomitante (revisado na ref. 16).