Plâncton (Plankton)

Plâncton refere-se a organismos que flutuam passivamente em ambientes aquáticos ou atmosféricos, sem capacidade de autopropulsão contra correntes ou ventos predominantes. Esta categoria abrange o plâncton marinho, que são organismos à deriva encontrados na água salgada oceânica e nas águas salobras dos estuários. Analogamente, o plâncton de água doce exibe características semelhantes, mas reside em sistemas lacustres e ribeirinhos. Um único organismo dentro da comunidade planctônica é denominado plâncton. Nos ecossistemas marinhos, o plâncton constitui uma fonte vital de alimento, especialmente para grandes espécies que se alimentam por filtração, como bivalves, esponjas, peixes forrageiros e baleias de barbatanas.

Plâncton são organismos que flutuam na água (ou no ar), mas são incapazes de se impulsionar ativamente contra as correntes (ou o vento). O plâncton marinho inclui organismos à deriva que habitam a água salgada dos oceanos e as águas salobras dos estuários. O plâncton de água doce é semelhante ao plâncton marinho, mas é encontrado em lagos e rios. Um organismo planctônico individual no plâncton é chamado de plâncton. No oceano, o plâncton fornece uma fonte crucial de alimento, especialmente para animais maiores que se alimentam de filtros, como bivalves, esponjas, peixes forrageiros e baleias de barbatanas.

A comunidade do plâncton compreende organismos de diversas espécies, abrangendo todos os principais reinos biológicos, variando em tamanho, desde entidades microscópicas (por exemplo, bactérias, arquéias, protozoários, algas microscópicas e fungos) até formas macroscópicas (por exemplo, águas-vivas e ctenóforos). Esta ampla inclusão decorre do fato de o plâncton ser categorizado com base em seu nicho ecológico e motilidade, em vez de critérios filogenéticos ou taxonômicos estritos. A classificação do plâncton distingue-os dos organismos capazes de nadar contra as correntes, conhecidos como nécton, e daqueles que habitam o fundo do mar, conhecidos como bentos. Organismos que flutuam na superfície da água ou perto dela são designados como neuston. Um subgrupo específico de plâncton consiste em neustons que flutuam passivamente com as correntes de água ou vento, sem capacidade locomotiva para neutralizar essas forças. Embora a maior parte do plâncton seja transportado principalmente pelas correntes, alguns, como as águas-vivas, apresentam movimentos de natação lentos que geralmente são insuficientes para superar a influência das correntes.

O plâncton microscópico, normalmente com menos de um milímetro de tamanho, desempenha funções críticas nos ecossistemas marinhos. Este conjunto diversificado abrange fitoplâncton (por exemplo, diatomáceas e dinoflagelados) e zooplâncton (por exemplo, radiolários, foraminíferos e certos copépodes), formando coletivamente um elemento fundamental da cadeia alimentar marinha. Estes organismos microscópicos, muitas vezes imperceptíveis, são fundamentais para impulsionar a produção primária, sustentar cadeias alimentares localizadas, facilitar a ciclagem de nutrientes e impactar os processos biogeoquímicos globais. A sua contribuição colectiva é fundamental para preservar a saúde e o equilíbrio dos ecossistemas marinhos.

Embora o plâncton esteja principalmente associado a ambientes aquáticos, existem variantes transportadas pelo ar que passam partes dos seus ciclos de vida à deriva na atmosfera. Esse aeroplâncton pode incluir esporos de plantas, pólen e sementes dispersas pelo vento. Além disso, podem incluir microrganismos arrastados para a atmosfera por tempestades de poeira terrestres e plâncton oceânico aerossolizado pela pulverização marítima.

Visão geral

Excluindo o aeroplâncton, as populações de plâncton são encontradas em oceanos, mares, estuários, rios, lagos e lagoas. Sua abundância local apresenta variabilidade espacial (horizontal e vertical) e temporal (sazonal). O principal determinante desta variabilidade é a disponibilidade de luz. A maioria dos ecossistemas planctônicos são energizados pela radiação solar (sendo a quimiossíntese uma exceção), restringindo assim quase toda a produção primária às águas superficiais e a áreas geográficas e estações caracterizadas por muita luz.

A disponibilidade de nutrientes constitui um fator de influência secundário. A biomassa e a distribuição espacial do plâncton dependem da disponibilidade de nutrientes, das propriedades físicas da água e da presença de outros organismos planctônicos. A distribuição local do plâncton também pode ser influenciada pela circulação de Langmuir impulsionada pelo vento e pelas ramificações biológicas associadas a este processo físico. Apesar da luz abundante em vastas extensões de oceanos tropicais e subtropicais, estas regiões apresentam uma produção primária comparativamente baixa devido à escassez de nutrientes essenciais como nitrato, fosfato e silicato. Este fenômeno é atribuído aos padrões de circulação oceânica em grande escala e à estratificação da coluna de água. Dentro destas áreas, a produção primária normalmente ocorre em maiores profundidades, embora a taxas diminuídas devido à redução da penetração da luz.

Embora as populações de plâncton estejam mais concentradas nas águas superficiais, elas habitam toda a coluna de água. Em zonas mais profundas desprovidas de produção primária, o zooplâncton e o bacterioplâncton assimilam a matéria orgânica que desce das águas superficiais mais produtivas. Este fluxo descendente de partículas, comumente referido como neve marinha, pode ser particularmente pronunciado após o término das florações da primavera.

Apesar das concentrações substanciais de macronutrientes, certas regiões oceânicas apresentam baixa produtividade, designadas como áreas de alto teor de nutrientes e baixo teor de clorofila (HNLC). Estas zonas são caracterizadas por uma deficiência no micronutriente ferro, cuja introdução pode estimular a proliferação de algas fitoplanctônicas. O ferro entra no oceano principalmente através da deposição de poeira atmosférica na superfície do mar. Consequentemente, ocorre um fenómeno aparentemente contra-intuitivo: ambientes marinhos próximos de áreas terrestres áridas e improdutivas sustentam frequentemente uma rica abundância de fitoplâncton, exemplificada pelo Oceano Atlântico oriental, onde os ventos alísios transportam poeira do deserto do Saara no Norte de África.

Os organismos planctónicos são categorizados em dois grupos principais: holoplâncton e meroplâncton. As espécies holoplanctônicas permanecem planctônicas durante todo o seu ciclo de vida, abrangendo organismos como a maioria das algas, copépodes, salpas e certas águas-vivas. Por outro lado, os organismos meroplanctônicos exibem uma existência planctônica apenas durante um segmento de suas vidas, normalmente durante seu estágio larval, posteriormente fazendo a transição para um modo de vida nectônico (natação) ou bentônico (moradia no fundo do mar). Exemplos ilustrativos de meroplâncton incluem as formas larvais de ouriços-do-mar, estrelas-do-mar, crustáceos, vermes marinhos e a maioria das espécies de peixes.

Plâncton microscópico

A maior parte do plâncton compreende microrganismos planctônicos, normalmente com menos de um milímetro de dimensão e principalmente discerníveis apenas sob observação microscópica. Estima-se que esses microrganismos constituam aproximadamente 70% a 90% da biomassa oceânica total. Coletivamente, eles estabelecem o microbioma marinho, que, ao longo de bilhões de anos, passou por uma extensa diversificação evolutiva, desenvolvendo numerosos estilos de vida e adaptações, tornando-se assim parte integrante do ciclo biogeoquímico global de quase todos os elementos químicos.

O microplâncton serve como pedra angular ecológica na cadeia alimentar marinha. Seu papel como decompositores é fundamental para a reciclagem de nutrientes. Além disso, são responsáveis ​​por praticamente toda a fotossíntese oceânica, juntamente com o ciclo abrangente de carbono, nitrogênio, fósforo e vários outros nutrientes essenciais e oligoelementos. Esses organismos sequestram ativamente quantidades substanciais de carbono e geram uma proporção significativa do suprimento mundial de oxigênio. Estima-se que os vírus marinhos eliminem diariamente 20% da biomassa de microplâncton do oceano. Estes vírus representam os principais agentes que facilitam a rápida dissolução da proliferação de algas nocivas, que frequentemente causam mortalidade entre outros organismos marinhos. A concentração de vírus planctônicos diminui progressivamente com o aumento da distância da costa e da maior profundidade da água, correlacionando-se com uma redução na disponibilidade de organismos hospedeiros.

Terminologia

O termo plâncton foi introduzido pelo biólogo marinho alemão Victor Hensen em 1887, derivado como uma abreviatura de haliplâncton. Este termo original se origina das palavras gregas ἅλς háls, que significa "mar", e πλανάομαι planáomai, significando "(eu) deriva" ou "(eu) vagueio". Embora certas formas planctónicas exibam movimento vertical independente, capaz de subir ou descer centenas de metros num único dia – um fenómeno conhecido como migração vertical diária – o seu deslocamento horizontal é predominantemente ditado pelas correntes de água circundantes. Esta característica distingue o plâncton dos organismos nectónicos, como peixes, lulas e mamíferos marinhos, que possuem a capacidade de nadar contra os fluxos ambientais e regular ativamente a sua posição ambiental.

A disciplina científica dedicada ao estudo do plâncton é designada como planctologia, com um organismo planctónico individual referido como plâncton. Embora o adjetivo planctônico seja amplamente empregado e amplamente aceito tanto no discurso científico quanto no popular, a gramática prescritiva determina que o termo plânctico, encontrado com menos frequência, é tecnicamente mais preciso. Esta preferência gramatical surge porque, na derivação de palavras inglesas de raízes gregas ou latinas, o sufixo específico do gênero (por exemplo, "-on", indicando gênero neutro neste caso) é normalmente omitido, com apenas a forma da raiz utilizada na construção da nova palavra.

Por habitat

Aeroplâncton

Aeroplâncton refere-se a organismos minúsculos que flutuam passivamente e flutuam na atmosfera, de forma análoga ao plâncton oceânico. Estas formas de vida predominantemente microscópicas são muitas vezes difíceis de identificar devido ao seu tamanho diminuto. Os pesquisadores empregam armadilhas especializadas e redes de varredura de aeronaves, pipas ou balões para coletar aeroplâncton para investigação científica. A composição do aeroplâncton é altamente diversificada, abrangendo uma infinidade de micróbios, como vírus, aproximadamente 1.000 espécies de bactérias, cerca de 40.000 variedades de fungos e centenas de espécies de protistas, algas, musgos e hepáticas que passam uma parte do seu ciclo de vida no ar, frequentemente como esporos, pólen ou sementes dispersas pelo vento. Além disso, as tempestades de poeira terrestre mobilizam microrganismos itinerantes para o ar, enquanto a pulverização marítima impulsiona um volume substancial de microrganismos marinhos transportados pelo ar para a atmosfera. Globalmente, o aeroplâncton contribui para a deposição diária de centenas de milhões de vírus transportados pelo ar e dezenas de milhões de bactérias por metro quadrado. Esta distribuição generalizada implica que conjuntos comparáveis ​​de táxons microscópicos de plâncton podem ser observados em ambientes aquáticos em todo o mundo.

A microcamada da superfície do mar (SML) exibe concentrações significativamente mais altas de bactérias e vírus em comparação com as águas subterrâneas. Estas entidades biológicas podem ser transferidas da superfície do mar para a atmosfera como aerossóis aquosos gerados pelo vento, facilitados pela sua elevada tensão de vapor e por um processo denominado volatilização. Uma vez transportados pelo ar, esses microrganismos são capazes de transporte de longa distância para áreas costeiras, impactando potencialmente a saúde animal, vegetal e humana após a deposição. Os aerossóis marinhos contendo vírus podem percorrer centenas de quilómetros desde a sua origem e manter o estado líquido, desde que a humidade permaneça suficientemente elevada (excedendo 70%). Tais aerossóis podem persistir em suspensão atmosférica durante aproximadamente 31 dias. Dados empíricos indicam que as bactérias podem reter a viabilidade após o transporte terrestre mediado por aerossóis, com algumas observadas atingindo distâncias de 200 metros a uma altitude de 30 metros acima do nível do mar. O próprio processo de transferência atmosférica enriquece ainda mais as concentrações de bactérias e vírus, ultrapassando os níveis encontrados no SML ou nas águas subterrâneas em até três ordens de grandeza em certas regiões.

Plâncton de água doce

O plâncton de água doce apresenta características análogas ao plâncton marinho, mas habita ambientes aquáticos interiores, como lagos e rios.

Geoplâncton

Numerosas espécies animais habitam ambientes terrestres, florescendo em corpos de água e umidade efêmeros, muitas vezes microscópicos. Os exemplos incluem rotíferos e gastrotrichs, que produzem ovos resistentes, capazes de resistir à dessecação durante anos, com alguns adultos também entrando em dormência. Os nematóides normalmente adotam um estilo de vida microscópico caracterizado por esta adaptação. Os tardígrados, comumente conhecidos como ursos d'água, são notáveis ​​por sua capacidade de entrar em um estado de animação suspensa durante condições áridas ou adversas, sobrevivendo por décadas, apesar de sua vida útil típica de apenas alguns meses. Esta adaptação notável permite a sua presença generalizada em habitats terrestres, apesar da sua necessidade de água para crescimento e reprodução. Vários grupos microscópicos de crustáceos, como copépodes, anfípodes (incluindo cigarrinhas) e ostracodes (camarões-semente), também são reconhecidos por sua capacidade de entrar em dormência quando secos e habitar ambientes aquáticos transitórios.

Plâncton Marinho

O plâncton marinho abrange uma gama diversificada de organismos, incluindo protistas marinhos (algas e protozoários), animais flutuantes e à deriva passivamente (especialmente microanimais), procariontes marinhos (bactérias e arquéias) e vírus marinhos. Esses organismos habitam coletivamente os ambientes de água salgada dos oceanos e as águas salobras dos estuários.

Na superfície do oceano

Organismos planctônicos também estão presentes na superfície do oceano. Os organismos que residem na interface ar-mar ou imediatamente abaixo dela são denominados coletivamente neuston. Este grupo é subdividido em epineuston, que flutua diretamente na superfície da água, e hiponeuston, que nada até os centímetros superiores. Uma proporção significativa de neustons é classificada dentro da comunidade planctônica mais ampla devido à sua deriva passiva predominante, ditada pelas correntes ou pelo vento, uma vez que não possuem capacidade de natação suficiente para neutralizar essas forças.

Os animais neustônicos são principalmente adaptados para a flutuação invertida na superfície do oceano, assemelhando-se a uma comunidade bentônica invertida, e constituem um componente distinto da comunidade zooplanctônica, influenciando criticamente a dinâmica do ecossistema marinho. O zooplâncton neutsônico contribui para a transferência ativa de energia entre os estratos oceânicos superficiais e abissais. Além disso, o plâncton neustônico serve como recurso trófico para o zooplâncton marinho, peixes batipelágicos e aves marinhas.

Ambientes oceânicos abissais

Os investigadores identificaram comunidades microbianas que habitam a circulação termohalina do oceano, estendendo-se até zonas abissais. As correntes de superfície são impulsionadas principalmente por ventos e tempestades, influenciando profundidades de até aproximadamente 500 m (1.600 pés). No entanto, a profundidade oceânica média excede significativamente este valor, atingindo cerca de 3,7 km (2,3 mi). Nestas regiões mais profundas, as correntes são impulsionadas por variações na densidade da água, que são reguladas por diferenças de temperatura e salinidade. Este mecanismo estabelece um padrão de circulação global, muitas vezes denominado “correia transportadora oceânica”, que transporta água e microorganismos através do oceano profundo.

Os esforços de amostragem em toda a coluna de água no Oceano Pacífico Sul, abrangendo desde a Ilha de Páscoa até à Antárctida, revelaram descobertas significativas. Os pesquisadores observaram aumentos notáveis ​​na diversidade microbiana a aproximadamente 300 m (1.000 pés) de profundidade, dentro de um estrato designado como filoclina procariótica. Análoga à picnoclina, esta zona significa uma transição de águas superficiais menos diversas para ricos ecossistemas microbianos característicos do oceano profundo. Por exemplo, as comunidades microbianas associadas às águas de fundo da Antártida exibem adaptações às condições de frio e alta pressão, enquanto o Grupo da Água Antiga, encontrado em águas de circulação lenta isoladas da superfície há mais de um milénio, compreende micróbios que possuem genes adaptados a ambientes hipóxicos.

Classificação Taxonômica

Os organismos planctônicos abrangem representantes de todos os principais domínios da vida. Taxonomicamente, o plâncton pode ser amplamente categorizado nos grupos subsequentes:

• Animais Planctônicos (Metazoários): Consistem principalmente de zooplâncton, que são predadores de organismos planctônicos menores. Exemplos ilustrativos incluem chaetognaths (vermes flecha), pterópodes (borboletas marinhas), ostracodes e salpas. Além disso, os microanimais planctônicos, geralmente com menos de um milímetro de tamanho, incluem copépodes, cladóceros (pulgas d'água), rotíferos e os estágios larvais de numerosos crustáceos e corais.
• Protistas Planctônicos: São microrganismos eucarióticos unicelulares, predominantemente microscópicos, abrangendo diatomáceas, dinoflagelados, cocolitóforos, foraminíferos, radiolários e ciliados. Esta categoria inclui várias formas, como algas (fitoplâncton), protozoários (zooplâncton) e numerosas espécies mixoplanctônicas.
• Fungos Planctônicos: Também chamados de micoplâncton, esses organismos desempenham funções cruciais na remineralização e na ciclagem de nutrientes em ambientes marinhos. Por exemplo, na via 'micoloop', os quitrídeos parasitas medeiam a transferência de nutrientes do fitoplâncton grande e desagradável para o zooplâncton.
• Procariontes Planctônicos: Compreendendo bactérias e arquéias (com bactérias planctônicas também denominadas bacterioplâncton), esses organismos são produtores primários vitais e contribuem para a remineralização de material orgânico em toda a coluna de água, semelhante ao micoplâncton. As cianobactérias fotossintéticas representam constituintes significativos da comunidade fitoplanctônica. A bactéria excepcionalmente diminuta Pelagibacter ubique, potencialmente a espécie bacteriana mais abundante no mundo, constitui aproximadamente um terço das células microbianas na superfície do oceano e desempenha um papel crítico na reciclagem de nutrientes dentro do ciclo microbiano. Os membros do clado Roseobacter exibem associações ecológicas substanciais com o fitoplâncton.

• Vírus Planctônicos: Também chamados de virioplâncton, essas entidades, embora não sejam universalmente classificadas como organismos vivos, são altamente prevalentes nas comunidades planctônicas e exercem influência considerável na dinâmica microbiana. Os vírus são agentes infecciosos minúsculos, capazes de se replicar exclusivamente nas células vivas de um organismo hospedeiro, pois dependem da maquinaria de replicação do hospedeiro. Apesar do seu tamanho significativamente menor, os vírus são numericamente mais abundantes no plâncton do que as bactérias e arqueas. Esses agentes onipresentes podem infectar todas as formas de vida, desde animais e plantas até vários microorganismos, incluindo bactérias e arquéias. Através do mecanismo de “derivação viral”, os vírus infectam e lisam as bactérias, libertando assim nutrientes celulares e matéria orgânica de volta à coluna de água, em vez de permitir o seu consumo por organismos maiores, como o zooplâncton. Este processo desvia efetivamente os nutrientes dos níveis tróficos superiores, retendo-os dentro da alça microbiana para posterior utilização por outros microrganismos.

Classificação baseada em tamanho

O plâncton é frequentemente categorizado por tamanho, normalmente empregando as seguintes divisões:

No entanto, os limites para algumas destas classificações de tamanho podem variar significativamente, particularmente para organismos maiores. A designação microplâncton é ocasionalmente aplicada de forma mais expansiva para abranger o plâncton imperceptível sem ajuda microscópica, geralmente aqueles com menos de aproximadamente um milímetro de dimensão. A descoberta do nanoplâncton e do plâncton ainda mais pequeno, juntamente com o seu significado ecológico, ocorreu apenas na década de 1980; no entanto, estes grupos são agora considerados como constituindo a proporção predominante de todo o plâncton em termos de abundância e diversidade. Esses microplânctons, em grande parte não observados, servem como os principais impulsionadores da cadeia alimentar marinha.

O microplâncton e grupos taxonômicos menores compreendem microrganismos que funcionam em ambientes caracterizados por baixos números de Reynolds, onde as propriedades viscosas da água exercem uma influência maior do que sua massa ou forças inerciais.

Categorização por modo trófico

O modo trófico delineia a função de um organismo planctônico dentro da cadeia alimentar, determinada pela aquisição de energia e nutrientes essenciais para o crescimento, reprodução e sobrevivência. Com base no modo trófico, o plâncton é amplamente classificado em quatro categorias funcionais: fitoplâncton, zooplâncton, mixoplâncton e decompositores.

Fitoplâncton

Fitoplâncton (derivado do grego phyton, que significa planta) consiste em algas autotróficas procarióticas ou eucarióticas que habitam a zona fótica próxima à superfície da água, onde a luz adequada está disponível para a fotossíntese. Grupos proeminentes no fitoplâncton incluem diatomáceas, cianobactérias, dinoflagelados e cocolitóforos.

Zooplâncton

Zooplâncton (do grego zoon, que significa animal) são minúsculos protozoários ou metazoários (por exemplo, crustáceos e outras espécies animais) que consomem outros organismos planctônicos. Esta categoria também abrange os ovos e estágios larvais da fauna nectônica maior, como peixes, crustáceos e anelídeos.

Mixoplâncton

O mixoplâncton (derivado do grego mixis, que significa mistura) emprega uma estratégia trófica composta. Estudos recentes reconhecem cada vez mais que uma proporção substancial, possivelmente a maioria, dos organismos planctónicos pode exibir ambos os comportamentos tróficos acima mencionados. Historicamente, o plâncton foi classificado em dois grupos tróficos primários: fitoplâncton autotrófico, semelhante a uma planta, que gera o seu próprio sustento, normalmente através da fotossíntese, e zooplâncton heterotrófico, semelhante a um animal, que consome outro plâncton. No entanto, a investigação contemporânea indica que numerosas espécies planctónicas, potencialmente superiores a metade, são mixotróficas. Embora o plâncton tenha sido convencionalmente classificado como produtor, consumidor e reciclador, certas espécies podem tirar benefícios de múltiplos níveis tróficos. Esta estratégia trófica dupla permite que o mixoplâncton funcione tanto como produtor quanto como consumidor, seja simultaneamente ou alternando modos nutricionais em resposta a fatores ambientais. Consequentemente, o mixoplâncton pode utilizar a fotossíntese para crescer durante períodos de amplos nutrientes e luz, mas fazer a transição para o consumo de fitoplâncton, zooplâncton ou outro mixoplâncton quando as condições ambientais são subótimas para a fotossíntese. Consequentemente, numerosos organismos planctônicos anteriormente classificados exclusivamente como fitoplâncton, como cocolitóforos e dinoflagelados, não são mais considerados estritamente autotróficos. Esta reclassificação decorre da sua capacidade não só de gerar o seu próprio alimento através da fototrofia, mas também de ingerir outros organismos. Estas espécies são agora designadas com mais precisão como mixoplâncton. Este entendimento revisado impacta significativamente a conceituação da dinâmica da cadeia alimentar planctônica.

Os mixotróficos são subdivididos em duas categorias: mixotróficos constitutivos, que possuem inerentemente a capacidade de realizar a fotossíntese, e mixotróficos não constitutivos, que empregam a fagocitose para engolir presas fototróficas. Essa presa ou é mantida viva dentro da célula hospedeira, contribuindo assim para a fotossíntese do hospedeiro, ou é digerida, com exceção de seus plastídios, que continuam a atividade fotossintética (cleptoplastia). O significado ecológico da mixotrofia como estratégia de sobrevivência, juntamente com as suas implicações mais amplas para a biogeoquímica marinha, é cada vez mais reconhecido. A investigação indica que o mixoplâncton desempenha um papel consideravelmente mais crítico na ecologia marinha do que se supunha anteriormente. A sua presença funciona como um amortecedor estabilizador, mitigando o colapso do ecossistema durante períodos de pouca ou nenhuma luz. Embora o mixoplâncton possua origens evolutivas antigas e tenha sido identificado por cientistas há mais de um século, a sua importância generalizada só recentemente alcançou amplo reconhecimento dentro da ciência marinha convencional.

Decompositores

Os decompositores, em vez de sintetizar diretamente a biomassa, convertem metabolicamente os nutrientes orgânicos em formas inorgânicas adequadas para reciclagem, um processo que pode incorrer em custos energéticos significativos.

Os fungos, compreendendo principalmente o micoplâncton minúsculo (microfungos), leveduras e zoósporos móveis, facilitam a reciclagem da matéria orgânica através do "micoloop", um processo caracterizado pela sua interação parasitária com o plâncton.

Bactérias e Archaea, que são procariontes microscópicos normalmente menores que 0,001 mm, restauram nutrientes orgânicos a estados inorgânicos, decompondo tanto matéria orgânica particulada quanto dissolvida através da "alça microbiana". Grupos específicos convertem o amônio de dejetos animais em nitrato, enquanto outros reduzem o nitrato em gás nitrogênio. Embora muitos sejam provavelmente eliminados por infecções virais ou consumidos pelo zooplâncton e pelo mixoplâncton protistas (que então utilizam seus nutrientes para a fotossíntese), os detalhes intrincados de sua ecologia e os mecanismos que os sustentam permanecem pouco compreendidos.

Os vírus, geralmente 10 a 100 vezes menores que as bactérias e excepcionalmente abundantes (aproximadamente 100 bilhões por litro), infectam vários organismos planctônicos e maiores. A hipótese é que eles eliminem efetivamente a proliferação extensa de plâncton em poucos dias, convertendo biomassa em matéria orgânica dissolvida, promovendo assim a proliferação bacteriana por meio de um mecanismo conhecido como "derivação viral". Dada a especificidade do hospedeiro, presume-se também que os vírus exerçam influência sobre as bombas de carbono biológicas e microbianas.

Outros grupos

Zooplâncton gelatinoso

O zooplâncton gelatinoso constitui uma categoria de delicados animais marinhos que habitam a coluna de água oceânica. Caracterizados pela falta de partes duras, seus corpos frágeis são altamente suscetíveis a danos ou destruição. Esses organismos freqüentemente exibem transparência. Embora todas as águas-vivas sejam classificadas como zooplâncton gelatinoso, o inverso não é verdade. Em ambientes costeiros, exemplos comumente observados incluem ctenóforos, medusas, salpas e Chaetognatha. No entanto, quase todos os filos marinhos, como Annelida, Mollusca e Arthropoda, abrangem espécies gelatinosas; no entanto, muitas destas formas menos comuns residem no oceano aberto e no mar profundo, tornando-as menos acessíveis à observação casual.

Ictioplâncton

O ictioplâncton abrange os ovos e as larvas dos peixes. Estes organismos habitam predominantemente a zona iluminada pelo sol da coluna de água, normalmente a profundidades inferiores a 200 metros, uma região também referida como zona epipelágica ou fótica. Como entidades planctónicas, o ictioplâncton é incapaz de nadar eficazmente contra as correntes oceânicas e, portanto, deriva passivamente. Os ovos dos peixes são totalmente incapazes de nadar, classificando-os inequivocamente como planctônicos. Embora as larvas em estágio inicial exibam capacidades de natação limitadas, as larvas em estágio posterior demonstram melhor proficiência na natação e fazem a transição para fora da fase planctônica à medida que se desenvolvem em juvenis. As larvas dos peixes funcionam como zooplâncton, consumindo plâncton menor, enquanto os ovos dos peixes possuem suas próprias reservas alimentares internas. Tanto os ovos quanto as larvas servem como fonte de alimento para animais marinhos maiores. As espécies de peixes são capazes de produzir uma quantidade substancial de ovos, frequentemente lançados na coluna de água aberta, com diâmetros típicos em torno de 1 milímetro (0,039 polegadas). Os descendentes recém-nascidos de peixes ovíparos são denominados larvas; estes são geralmente subdesenvolvidos, possuem um saco vitelino proeminente para sustento e diferem significativamente na morfologia das formas juvenis e adultas. O estágio larval em peixes ovíparos é comparativamente breve, geralmente durando apenas algumas semanas, durante as quais as larvas passam por rápido crescimento e transformação estrutural (um processo conhecido como metamorfose) para se tornarem juvenis. Esta transição de desenvolvimento exige uma mudança da dependência do saco vitelino para a predação do zooplâncton, um processo muitas vezes dificultado por densidades insuficientes do zooplâncton, levando à fome de muitas larvas. Eventualmente, as larvas dos peixes adquirem a capacidade de nadar contra as correntes, marcando a sua cessação como plâncton e a sua emergência como peixes juvenis.

Pseudoplâncton

Pseudoplâncton refere-se a organismos que aderem a entidades planctônicas ou outros objetos flutuantes, incluindo madeira flutuante, conchas flutuantes de organismos como Spirula ou destroços antropogênicos. Exemplos ilustrativos incluem cracas de ganso e o briozoário Jellyella. Estes animais carecem inerentemente de flutuabilidade, o que os distingue de organismos genuinamente planctónicos, como a Velella e a Caravela Portuguesa, que possuem capacidades intrínsecas de flutuação. O pseudoplâncton é frequentemente observado no trato digestivo de zooplânctons que se alimentam de filtros.

Ticoplâncton

Ticoplâncton refere-se a organismos, incluindo espécies bentónicas de vida livre ou sésseis e outras entidades não planctónicas, que são incorporados no plâncton devido a perturbações no seu ambiente bentónico ou através da acção de ventos e correntes. Este fenômeno pode resultar da turbulência hidrodinâmica direta ou do deslocamento do material do substrato, levando ao subsequente arrastamento pela coluna de água. Consequentemente, o tichoplâncton constitui uma classificação fundamental para os organismos planctónicos, distinguindo-os com base na proporção do seu ciclo de vida passado no estado planctónico, dado que nem a sua existência completa nem as fases reprodutivas específicas são exclusivamente pelágicas. Esses organismos são ocasionalmente designados como plâncton acidental.

Plâncton mineralizado

Classificação do ciclo de vida

Holoplâncton

O holoplâncton é definido como organismos que mantêm uma existência planctônica durante todo o seu ciclo de vida. Este grupo contrasta com o meroplâncton, que são organismos planctônicos que passam uma parte do seu ciclo de vida na zona bêntica. Exemplos ilustrativos de holoplâncton abrangem certas diatomáceas, radiolários, dinoflagelados específicos, foraminíferos, anfípodes, copépodes e salpas, juntamente com espécies específicas de moluscos gastrópodes. O holoplâncton habita exclusivamente a zona pelágica, distinta da zona bentônica. Esta categoria compreende tanto o fitoplâncton quanto o zooplâncton, exibindo considerável variação em tamanho. Os protistas representam as formas mais prevalentes de plâncton.

Meroplâncton

O meroplâncton abrange uma gama diversificada de organismos aquáticos caracterizados por ciclos de vida que incorporam fases planctônicas e bentônicas. Uma porção substancial do meroplâncton compreende os estágios larvais de organismos maiores. Este grupo é diferenciado do holoplâncton, que são organismos planctônicos que persistem na zona pelágica como plâncton durante toda a sua vida. Após um período dentro do plâncton, numerosos meroplânctons transitam para o nécton ou adotam uma existência bentônica, frequentemente séssil, no fundo do mar. As formas larvais dos invertebrados bentônicos constituem um segmento considerável das comunidades planctônicas. Este estágio larval planctônico é especialmente vital para muitos invertebrados bentônicos, facilitando a dispersão de seus descendentes. A duração da permanência do meroplâncton em fase larval ou juvenil na zona pelágica pode variar de horas a meses, dependendo da espécie específica e das condições ambientais prevalecentes.

Ecologia

Teias Alimentares

Para além do seu papel como componentes fundamentais das cadeias alimentares que apoiam pescarias comercialmente significativas, os ecossistemas planctónicos são essenciais para o ciclo biogeoquímico de numerosos elementos químicos essenciais, contribuindo nomeadamente para o ciclo do carbono do oceano. As larvas dos peixes consomem principalmente o zooplâncton, que se alimenta do fitoplâncton.

O ciclo microbiano destaca os papéis essenciais das bactérias nas cadeias alimentares aquáticas. Este processo descreve o consumo de matéria orgânica dissolvida (DOM) por bactérias em ecossistemas aquáticos, seguido pela sua subsequente ingestão por microrganismos maiores, reciclando assim eficientemente nutrientes e energia em todo o ecossistema.

O desvio viral ressalta as contribuições significativas dos vírus para as cadeias alimentares aquáticas. Este mecanismo envolve vírus que infectam e lisam (rompendo) as células hospedeiras, que posteriormente liberam constituintes celulares, incluindo matéria orgânica dissolvida. Esses materiais liberados ficam então disponíveis para absorção por outros microplânctons, como bactérias, contornando assim as rotas convencionais da cadeia alimentar. Este processo é crucial para a ciclagem de nutrientes e o fluxo de carbono nos ecossistemas aquáticos.

Os fungos também contribuem para a dinâmica da cadeia alimentar aquática. O mycoloop representa uma via distinta da cadeia alimentar aquática em que fungos quitrídeos parasitas infectam fitoplâncton substancial e intragável. Os zoósporos (um tipo de esporo móvel) produzidos por esses fungos servem então como fonte nutricional para o zooplâncton. Através deste mecanismo, os fungos quitrídeos facilitam a transferência de nutrientes do fitoplâncton, de outra forma inacessível, para o zooplâncton.

Ciclo do Carbono

O zooplâncton introduz carbono principalmente na cadeia alimentar planctônica através do consumo de fitoplâncton, posteriormente utilizando-o para energia metabólica através da respiração ou contribuindo com ele como biomassa ou detritos após a mortalidade. Dado que a matéria orgânica possui normalmente uma densidade mais elevada do que a água do mar, tende a afundar-se em ecossistemas oceânicos abertos, distantes das regiões costeiras, facilitando assim o transporte de carbono. Este fenómeno, denominado bomba biológica, é um factor-chave no papel dos oceanos como o maior sumidouro de carbono do planeta. No entanto, este processo demonstrou ser suscetível a aumentos de temperatura. Um estudo de 2019 projetou que, sob as atuais taxas de acidificação da água do mar, o fitoplâncton antártico poderá diminuir de tamanho e apresentar eficácia reduzida no sequestro de carbono antes do final do século.

A capacidade do oceano de absorver dióxido de carbono antropogênico (CO
§67§) poderia teoricamente ser melhorada estimulando a produção de plâncton por meio da fertilização com ferro, que envolve a introdução de ferro em ambientes marinhos. No entanto, a aplicabilidade em larga escala desta técnica permanece questionável. Uma preocupação significativa é o potencial de esgotamento do oxigênio oceânico e subsequente geração de metano, resultante da remineralização do excesso de biomassa em profundidade.

O Grande Cinturão de Calcita

Situado no Oceano Antártico, o Grande Cinturão de Calcita se distingue por elevadas concentrações de cocolitóforos, que são espécies de fitoplâncton capazes de produzir calcita. Esta região influencia significativamente a biogeoquímica dos oceanos e o ciclo global do carbono. Dentro deste cinturão, os cocolitóforos geram placas de carbonato de cálcio (calcita ou giz), denominadas cocólitos. Este processo de calcificação impacta o ciclo de carbono do oceano, reduzindo a alcalinidade e liberando dióxido de carbono (₂). Por outro lado, após a morte dos cocolitóforos, suas conchas de calcita descem, contribuindo assim para a bomba biológica ao transferir carbono para as profundezas do oceano, onde pode ser sequestrado por séculos ou mais, melhorando assim as concentrações de dióxido de carbono atmosférico (₂).

Produção de oxigênio

O fitoplâncton sintetiza sua própria energia assimilando a energia solar e os nutrientes aquáticos. Durante a fotossíntese, esses organismos liberam oxigênio molecular (O
§67§) na água como um subproduto metabólico. Aproximadamente metade do fornecimento global de oxigénio é atribuído à fotossíntese fitoplanctónica, sendo as plantas terrestres responsáveis ​​pelo restante. Além disso, a fotossíntese do fitoplâncton tem sido fundamental na regulação do dióxido de carbono atmosférico (CO
§1718§) em oxigênio (O
§2829§) desde o início do Éon Pré-cambriano.

Eficiência de absorção

Eficiência de absorção planctônica (AE) quantifica a fração de alimentos ingeridos assimilados pelo plâncton, ditando assim a disponibilidade de materiais orgânicos consumidos para necessidades fisiológicas. Flutuações na EA, influenciadas pelas taxas de alimentação e composição das presas, podem alterar a produção de pellets fecais, regulando consequentemente a extensão da reciclagem de material orgânico no ecossistema marinho. Geralmente, taxas de alimentação reduzidas correlacionam-se com EA elevada e a produção de pellets pequenos e densos, enquanto taxas de alimentação aumentadas normalmente resultam em EA diminuída e pellets maiores contendo maior conteúdo orgânico. A taxa de respiração constitui outro fator que contribui para a liberação de matéria orgânica dissolvida (DOM). Parâmetros ambientais, incluindo disponibilidade de oxigênio, pH e intensidade de luz, podem influenciar o consumo geral de oxigênio e a quantidade de carbono perdido pelo zooplâncton como dióxido de carbono respirado (₂). Além disso, as dimensões relativas do zooplâncton e das suas presas modulam a libertação de carbono através de uma “alimentação descuidada”. Presas menores são normalmente ingeridas inteiramente, enquanto presas maiores podem ser consumidas de forma menos eficiente, levando a uma maior liberação de biomatéria. As evidências também sugerem que a composição da dieta afeta a liberação de nutrientes, com dietas carnívoras produzindo níveis mais elevados de carbono orgânico dissolvido (DOC) e amônio em comparação com dietas onívoras.

Variabilidade da biomassa

O crescimento populacional do fitoplâncton depende dos níveis de luz ambiente e da disponibilidade de nutrientes. O principal factor limitante do crescimento apresenta a variação regional nos oceanos globais. Em termos gerais, a proliferação do fitoplâncton nos giros oligotróficos tropicais e subtropicais é tipicamente limitada pelo fornecimento de nutrientes, enquanto a luz frequentemente limita o crescimento nos giros subárticos. As flutuações ambientais em várias escalas impactam a disponibilidade de nutrientes e luz para o fitoplâncton. Dado que estes organismos constituem a base da cadeia alimentar marinha, tal variabilidade no crescimento do fitoplâncton afecta consequentemente níveis tróficos mais elevados. Por exemplo, em escalas interanuais, a biomassa do fitoplâncton sofre declínios temporários durante eventos El Niño, o que subsequentemente influencia as populações de zooplâncton, peixes, aves marinhas e mamíferos marinhos.

A pesquisa atual investiga ativamente as ramificações do aquecimento antropogênico nas populações globais de fitoplâncton. Projeta-se que as alterações previstas na estratificação vertical da coluna de água, nas taxas de reação biológica dependentes da temperatura e na disponibilidade de nutrientes atmosféricos influenciem significativamente a produtividade futura do fitoplâncton. Além disso, as mudanças na mortalidade do fitoplâncton atribuíveis às taxas de pastoreio do zooplâncton também poderiam ser substanciais.

Relacionamentos planctônicos

Peixes e Plâncton

O zooplâncton constitui o principal componente da dieta para quase todas as larvas de peixes em transição da nutrição do saco vitelino para a alimentação exógena. A sobrevivência das larvas de peixes recém-eclodidas depende da densidade espacial e da distribuição do zooplâncton, uma vez que uma incompatibilidade pode levar à fome. Tanto os fenómenos naturais, como as variações nas correntes e as flutuações de temperatura, como as influências antropogénicas, incluindo a construção de barragens em rios, a acidificação dos oceanos e o aumento das temperaturas, podem ter um impacto profundo nas populações de zooplâncton. Estes impactos, por sua vez, afectam significativamente a sobrevivência das larvas dos peixes e, consequentemente, o sucesso reprodutivo.

A investigação indica que o plâncton apresenta uma distribuição irregular em ambientes marinhos caracterizados por baixas populações de peixes. Por outro lado, em áreas com peixes abundantes, a dinâmica do zooplâncton é comprovadamente influenciada pelas taxas predominantes de predação de peixes. A intensidade específica da predação pode provocar padrões comportamentais regulares ou caóticos nas comunidades zooplanctônicas.

Paradoxalmente, as larvas dos peixes podem exercer uma influência prejudicial na proliferação de algas planctônicas, prolongando sua duração. Isto ocorre porque as larvas reduzem as populações de zooplâncton disponíveis, diminuindo assim os herbívoros primários do fitoplâncton. A redução subsequente na pressão de pastoreio facilita a proliferação excessiva do fitoplâncton, permitindo que a floração se intensifique e persista.

O papel crítico do fitoplâncton e do zooplâncton também é amplamente reconhecido em sistemas de aquicultura em tanques extensivos e semi-intensivos. Durante décadas, os piscicultores tradicionais implementaram estratégias de gestão de tanques baseadas na dinâmica da população de plâncton para a criação de peixes, sublinhando a importância duradoura do plâncton, mesmo em ambientes aquáticos antropogenicamente modificados.

Baleias e plâncton

Entre todas as matérias fecais de animais, as fezes de baleia são consideradas excepcionalmente potentes no aumento da disponibilidade de nutrientes. O fitoplâncton, servindo como produtor primário no oceano aberto, pode assimilar numerosos nutrientes essenciais dos excrementos das baleias. Dentro da rede trófica marinha, o fitoplâncton forma o nível fundamental, consumido pelo zooplâncton e pelo krill. Estes, por sua vez, são predados por organismos marinhos cada vez maiores, incluindo as baleias. Consequentemente, entende-se que as fezes das baleias contribuem significativamente para o sustento energético de toda a cadeia alimentar marinha.

Humanos e Plâncton

O plâncton exerce inúmeras influências diretas e indiretas nas populações humanas.

Aproximadamente 70% do oxigênio atmosférico se origina do fitoplâncton oceânico através do processo de fotossíntese. Isto indica que o plâncton é responsável pela geração da porção predominante de oxigênio acessível aos humanos e outros organismos que respiram aeróbica. Além disso, o plâncton constitui o nível trófico fundamental da cadeia alimentar marinha, fornecendo sustento para todos os estratos tróficos subsequentes. A investigação contemporânea investigou se a dinâmica da cadeia alimentar marinha é governada principalmente por mecanismos “de cima para baixo” (impulsionados pelos predadores) ou “de baixo para cima” (impulsionados pelos nutrientes). Esta investigação procura fundamentalmente verificar se as alterações na cadeia alimentar são instigadas pela disponibilidade basal de nutrientes ou por predadores de ponta. O consenso predominante sugere que a abordagem “de baixo para cima” oferece maior poder preditivo para o comportamento da cadeia alimentar. Isto implica que o plâncton exerce uma influência mais significativa no sucesso reprodutivo das espécies consumidoras primárias que os alimentam, em comparação com o impacto dos consumidores secundários que atacam os consumidores primários.

Em certos casos, o plâncton serve como hospedeiros intermediários para parasitas humanos letais. Um exemplo notável é a cólera, uma infecção precipitada por várias cepas patogênicas de Vibrio cholerae. Essas espécies bacterianas exibem uma associação simbiótica com o zooplâncton quitinoso, como os copépodes. As bactérias obtêm benefícios não apenas dos nutrientes derivados da quitina fornecidos pelo zooplâncton, mas também da proteção contra ambientes ácidos. Após a ingestão de copépodes infectados por um hospedeiro humano, o exoesqueleto quitinoso protege as bactérias dos ácidos gástricos, permitindo-lhes chegar ao intestino. Posteriormente, as bactérias aderem ao revestimento do intestino delgado, levando ao aparecimento de sintomas, incluindo diarreia grave, normalmente dentro de cinco dias.

Manifesto do Plâncton

Em 2024, a Coligação para a Gestão dos Oceanos do Pacto Global das Nações Unidas apresentou o Manifesto do Plâncton, um documento formulado de forma colaborativa por mais de 30 especialistas internacionais. Este manifesto delineia recomendações estratégicas destinadas a orientar iniciativas globais para a preservação do plâncton e a alavancar a sua capacidade de mitigar as alterações climáticas planetárias, a poluição e a degradação da biodiversidade. Ele ressalta a função fundamental do plâncton como componente fundamental dos ecossistemas marinhos, responsável pela geração de aproximadamente 50% do oxigênio da Terra e pelo sequestro de cerca de 30 a 50 bilhões de toneladas métricas de carbono a cada ano.

As principais recomendações incluem:

• Pesquisa e monitoramento aprimorados: Isso envolve a utilização de tecnologias avançadas, como sequenciamento de DNA, bioinformática, monitoramento por satélite e análise de imagens orientadas por inteligência artificial para aprofundar a compreensão da dinâmica do plâncton e estabelecer um atlas global abrangente de plâncton.
• Soluções baseadas em plâncton: esta recomendação defende o avanço de aplicações inovadoras, incluindo a utilização de plâncton na purificação de água, na produção de bioplásticos, fertilizantes e alimentação animal, promovendo assim práticas industriais sustentáveis.
• Integração de políticas: Isto exige que governos, agências das Nações Unidas e entidades do setor privado incorporem considerações sobre o plâncton nas estruturas políticas climáticas e de biodiversidade, com endossos formais previstos na COP29, COP16 e na Conferência das Nações Unidas para os Oceanos de 2025.
• Consciência pública: Isto envolve cultivar a "alfabetização sobre o plâncton" através de programas educacionais e iniciativas interdisciplinares para sublinhar a sua contribuição fundamental para a segurança alimentar global e a saúde geral do ecossistema.
• Colaboração: Promove o estabelecimento de parcerias intersetoriais entre instituições acadêmicas, entidades industriais e órgãos governamentais para garantir financiamento para pesquisas e proteger o plâncton de ameaças generalizadas, como a poluição por nutrientes e o aquecimento dos oceanos.

• Paradoxo do plâncton
• Veliger

Referências

Dolan, JR, Agatha, S., Coats, DW, Montagnes, DJS, Stocker, DK, eds. (2013). Biologia e Ecologia de Ciliados Tintinídeos: Modelos para Plâncton Marinho. Wiley-Blackwell, Oxford, Reino Unido. ISBN 978-0-470-67151-1.

• Dolan, J.R., Agatha, S., Coats, D.W., Montagnes, D.J.S., Stocker, D.K., eds. (2013).Biologia e Ecologia de Ciliados Tintinídeos: Modelos para Plâncton Marinho. Wiley-Blackwell, Oxford, Reino Unido ISBN 978-0-470-67151-1.
• Dusenbery, David B. (2009). Vivendo em microescala: a física inesperada de ser pequeno. Imprensa da Universidade de Harvard, Cambridge, Massachusetts. ISBN 978-0-674-03116-6.
• Kiørboe, Thomas (2008). Uma abordagem mecanística para a ecologia do plâncton. Princeton University Press, Princeton, NJ ISBN 978-0-691-13422-2.
• Kirby, Richard R. (2010). Ocean Drifters: um mundo secreto sob as ondas. Studio Cactus Ltd, Reino Unido. ISBN 978-1-904239-10-9.

• Ocean Drifters – Curta-metragem narrado por David Attenborough sobre os diversos papéis do plâncton
• COPEPOD: Banco de dados global de plâncton – banco de dados de cobertura global de biomassa zooplâncton e dados de abundância
• Guia para o zooplâncton marinho do sudeste da Austrália – Instituto de Aquicultura e Pesca da Tasmânia
• Projeto Australiano de Gravador Contínuo de Plâncton – Sistema Integrado de Observação Marinha
• Aquaparadoxo: a diversidade dos microrganismos planctônicos – Imagens de microrganismos planctônicos
• Journal of Plankton Research – Periódico científico dedicado ao plâncton