Recifes de coral: cliques de bolhas de oxigénio revelam a saúde pelo som

Recifes de coral não parecem apenas cheios de vida - eles também soam vivos. Porém, dentro desse ruído constante existe um sinal que os cientistas só recentemente começaram a decifrar.

Sempre que um recife produz mais oxigénio do que a água ao redor consegue reter, formam-se microbolhas que sobem lentamente. No instante em que se soltam, essas bolhas geram cliques discretos que podem ser captados debaixo de água.

Agora, investigadores demonstraram que esses cliques seguem padrões nítidos ao longo do dia e entre estações do ano, acompanhando de perto o nível de produtividade do recife em cada momento.

Ao “sintonizar” esses sinais quase impercetíveis, a ciência pode ganhar uma forma totalmente nova de acompanhar a saúde dos recifes - uma abordagem que deteta mudanças pelo som muito antes de qualquer impacto ficar visível.

Cliques escondidos nos recifes de coral

Num recife ao largo da costa sudeste da China, cada bolha de oxigénio que escapava produzia um clique seco, destacando-se no ruído subaquático do ambiente.

Ao relacionar esses cliques com observações diretas, investigadores da Xiamen University (XMU) mostraram que o som indica de maneira fiável a libertação de oxigénio gerado pela fotossíntese de organismos do recife.

A mesma “assinatura” acústica apareceu de forma consistente em diferentes horas do dia e também entre estações, ainda que a taxa total de cliques aumentasse e diminuísse ao longo do tempo.

Essa estabilidade torna os cliques úteis como um indicador indireto do metabolismo do recife, embora ainda fique em aberto até que ponto outras fontes de bolhas podem influenciar o que se ouve.

Como as bolhas moldam a saúde dos recifes de coral

Quando as algas do recife - e as que vivem no interior dos corais - produzem mais oxigénio do que a água do mar consegue manter dissolvido, o gás começa a acumular-se em forma de bolhas.

Uma parte desse gás torna-se oxigénio dissolvido (o oxigénio disponível na água do mar), mas outra parte desprende-se e sobe, afastando-se do recife.

Trabalhos em pradarias marinhas indicam que esse borbulhamento pode levar embora oxigénio que medições padrão na água não registam, o que distorce estimativas de produtividade.

Além disso, água mais quente ou mais ácida pode desorganizar essas parcerias biológicas e reduzir a produtividade de organismos construtores de recifes - um padrão associado ao branqueamento.

Separar sons do recife de coral do ruído

Em vez de “sondar” o recife com sonar ativo, a equipa recorreu ao monitoramento acústico passivo (MAP), que consiste em escutar sem emitir som na água.

Um programa treinado distinguiu cliques prováveis de bolhas do restante barulho do recife, alcançando 99.75 percent de precisão de classificação nos testes.

Isso foi crucial porque recifes são ambientes barulhentos: ondas, estalos de camarões, chuva e outras bolhas geram sinais que podem enganar sensores. Com uma triagem fiável, o projeto ganhou uma boa oportunidade de transformar ruído bruto num sinal biológico útil.

Padrões sazonais nos recifes de coral

Entre primavera, verão e inverno, a quantidade de cliques subiu e desceu num ritmo sazonal claro no recife. Os sons foram mais frequentes no verão, menos comuns na primavera e mínimos no inverno.

“Em particular, a taxa de sinal foi mais alta no verão e mais baixa no inverno, refletindo mudanças na produtividade biológica”, disse o coautor do estudo Zhongchang Song, professor associado da XMU.

Essas variações fazem sentido: mais luz e água mais quente podem intensificar a fotossíntese, enquanto o inverno tende a desacelerar esse processo.

A mudança noturna do recife

No começo, o recife de coral pareceu mais “ativo” à noite do que durante o dia, sobretudo no verão. Isso surpreendeu, já que a fotossíntese - o processo que produz oxigénio - é mais intensa por volta do meio-dia.

A explicação está no tempo de resposta. As bolhas de oxigénio nem sempre sobem imediatamente; elas podem ficar presas às superfícies por horas antes de se soltarem.

Quando peixes, caranguejos, correntes ou até pequenas mudanças químicas as perturbam, essas bolhas armazenadas libertam-se de uma vez - muitas vezes mais tarde, ao fim do dia ou durante a noite.

Ainda assim, modelos indicaram que cerca de 69 percent do pico de atividade ocorreu entre 11 a.m. e 4 p.m. Essa divisão sugere que os recifes não apenas produzem oxigénio “em tempo real”, mas também o armazenam e o libertam com atraso.

Quando os sons ficam confusos

Recifes estão longe de ser silenciosos. Chuva, ondas e camarões estaladores produzem sons que se sobrepõem aos cliques das bolhas, o que torna o sinal fácil de interpretar de forma errada.

Essa dificuldade ficou evidente no outono, quando o ruído de um instrumento próximo interferiu nas gravações. Por isso, os investigadores excluiram essa estação da análise.

Estudos anteriores em recifes do Havaí observaram que as algas também podem aumentar os níveis de som durante o dia. Este trabalho avança ao ligar mudanças no som geral do recife de coral a alterações na produtividade sazonal - e não apenas à presença de algas.

Medir a saúde do recife pelo som

Para testar se os cliques acompanhavam atividade biológica real, os investigadores compararam os padrões sonoros das bolhas com a química da água.

Em 87.5 percent dos dias avaliados, os padrões de som subiram e desceram em conjunto com os níveis de oxigénio dissolvido na água.

A correspondência não foi perfeita, mas indicou que os sons carregam informação relevante sobre quanto oxigénio o recife está a produzir.

Por enquanto, os cientistas afirmam que essas gravações devem ser usadas em conjunto com outros dados - como níveis de luz, nutrientes e levantamentos de espécies - antes de se tirar conclusões firmes sobre a saúde do recife.

Ouvir oferece um retrato mais nítido

Ao escutar, os investigadores conseguem acompanhar um recife durante meses sem mergulhos repetidos, sem equipamento pesado de imagem e sem perturbação direta.

“Tal abordagem poderia fornecer uma ferramenta rápida, escalável e não invasiva para o monitoramento de longo prazo de recifes e a gestão da conservação”, disse o coautor do estudo Fei Zhang, da XMU.

Essa vantagem é ainda mais importante onde os recifes são remotos, tempestades limitam o trabalho de campo ou sinais subtis de stress surgem antes de animais ou corais morrerem.

Com um gravador fixado no fundo do mar, as evidências continuam a ser recolhidas mesmo quando as equipas estão em terra e os orçamentos permanecem apertados.

O que vem a seguir para a escuta de recifes

Sozinhos, os sons das bolhas ainda não permitem dizer exatamente quanto oxigénio um recife produz nem qual organismo é responsável.

Bolhas diferentes podem vir de algas, corais, sedimentos ou simples agitação física - e muitas soam quase iguais.

Essa incerteza significa que os investigadores ainda não estão prontos para depender apenas do som. Estudos futuros precisarão combinar essas gravações com dados de luz, nutrientes e comunidades do recife, cobrindo uma gama mais ampla de habitats e regiões.

Mesmo assim, a ideia é promissora. O estudo transforma um subproduto frequentemente ignorado da fotossíntese numa possível leitura do funcionamento do recife, unindo luz do dia, mudanças sazonais e libertação de oxigénio num único sinal.

Se esses padrões se confirmarem em mais recifes, os cientistas podem, no futuro, conseguir ouvir sinais precoces de mudança - dando aos recifes uma forma de “se fazerem ouvir” muito antes de o dano visível se instalar.