Alternativas à Fotossíntese e Clorofila
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PROCESSOS ALTERNATIVOS DE PRODUÇÃO PRIMÁRIA Diana Pereira, nº24982 Jéssica Masip, nº32654 João C. da Silva, nº24991 Gambelas, 10 Janeiro 2007 Respiração vs Produção Respiração vs Produção Produção Primária (GANHO) Ponto de partida para vida nos ecossistemas marinhos. FOTOSSÍNTESE: Principal processo responsável. Respiração (PERDA) Maior sumidouro de matéria orgânica na biosfera. Respiração vs Produção Pressuposto Respiração 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 Clorofila Ocorre, 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 Rodopsinas Em organismos halófilos extremos. Tipo I – Archaeal rhodopsins Tipo II (Reino Animal) Bacteriorodopsinas Máximos de absorção: entre 560 nm e 590 nm. •Bombas de protões, accionadas por luz Halorodopsinas •Bombas de iões cloro Rodopsinas sensoriais •Receptores fotosensoriais 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… Proteorodopsina Papel 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 Bacterioclorofilas Pigmentos de bactérias fotossintéticas. Bactérias verdes e purpúreas Fotossíntese anoxigénica Várias: a, b, c, d, e Máximo de absorção: Região final do vermelho Rhodopseudomonas viridis …960 nm c.d.o. (nm) Fig. 4 – Espectro de luz visível (adaptado de Purves et al. (2001)) Alternativas à Fotossíntese e Clorofila Caso particular (Beatty et al., 2005) GSB1 (Bactéria verde sulfúrea) ● Bacterioclorofila c Absorve aos 750 nm ● Fonte hidrotermal black smoker; ● Ausência de luz solar. FENÓMENO!!! ALTERNATIVA… LUZ GEOTÉRMICA! Alternativas à Fotossíntese e Clorofila Complemento Tem 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 luminosas Tal como a luz geotérmica existem outras. Estudo recente (Raven & Cockell, 2005) Hipóteses: Possibilidade de PAR a partir de outras fontes luminosas. Luz das estrelas Mínimo PAR: Luz lunar Aeróbios marinhos: 10 nmol fot m-2 s-1 Poluição luminosa Luz do planeta-mãe na lua Anaeróbios marinhos: 4 nmol fot m-2 s-1 Alternativas à Luz Solar Luz das Estrelas Fotossíntese 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 Alternativas à Luz Solar Luz Lunar Fotossíntese não é possível. PORQUE ● Noite lua cheia; ● Céu limpo. Inferior ao mínimo absoluto necessário Alternativas à Luz Solar Poluição Luminosa Máximo 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 POSSIBILIDADE DE VIDA NA LUA DE JÚPITER, EUROPA ● Fotossíntese é pouco provável MAS Superior ao mínimo de PAR necessário ● Actividade hidrotermal; ● Actividade orgânica; ● Actividade oxidante. Conclusões Conclusões Oceano Heterotrófico Respiração > Produção: Não é, biologicamente, possível. Respiração é determinada através da fotossíntese Há um conjunto de outras moléculas produtoras de energia Conclusões Rodopsinas e Proteorodopsinas Absorvem a c.d.o. não muito distintos que os máximos de absorção da clorofila. COMPROVA O SEU ESTATUTO DE MOLÉCULAS ALTERNATIVAS Bacterioclorofilas Absorvem 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!
