Effects of ocean acidification on benthic microbial communities in estuarine environments

O aumento global de CO2 atmosférico está na base do processo geoquímico que tem como consequência o decréscimo global do pH nos oceanos e que é geralmente designado por acidificação oceânica (AO). Atualmente é consensual que a acidificação do oceano irá ter um impacto nas comunidades microbianas e consequentemente na função dos ecossistemas marinhos. O objetivo deste trabalho é rever o conhecimento atual dos impactos deste processo na descontaminação de hidrocarbonetos, identificando as lacunas e possíveis linhas de investigação futuras. Reduções no pH da água em zonas marinhas tem sido descrita como capazes de induzir alterações nas comunidades microbianas de ambientes contaminados por hidrocarbonetos. É esperado que estas alterações na dinâmica das comunidades microbianas bentónicas tenha repercussões tanto na quantidade como na qualidade de hidrocarbonetos degradados levando potencialmente, a um aumento da acumulação dos hidrocarbonetos mais recalcitrantes como os hidrocarbonetos aromáticos policíclicos. Um possível meio para atenuar esta mudança na diversidade funcional poderá ser através de transferência horizontal de genes. Elementos genéticos móveis, como os plasmídeos, têm um importante papel na degradação de compostos xenobióticos, fornecendo genes catabólicos às comunidades não adaptadas. Este potencial poderá ser explorado de uma perspetiva biotecnológica para promover a biodegradação natural destes compostos. Alem disso, outras estratégias que se baseiam na utilização de aditivos químicos, como nutrientes e surfactantes que aumentam a biodisponibilidade dos hidrocarbonetos (i.e., bioestimulação), ou na adição de bactérias autóctones ou alóctones especializadas na degradação de hidrocarbonetos (bactérias hidrocarbonoclásticas) ou na produção de biosurfactantes (i.e., bioaumentação) podem ser usadas. Em suma, estudos futuros são necessários para entender o efeito da AO na diversidade funcional e genética das comunidades microbianas de ambientes marinhos cronicamente contaminados.The global rise of atmospheric CO2 concentration is changing ocean chemistry and reducing seawater pH in a process denominated as ocean acidification (OA). Currently, there is a consensus among the scientific community that OA will impact marine communities and, consequently, ecosystem processes. The goal of this work is to review the current knowledge on the processes of oil hydrocarbon decontamination in a changing ocean exposed to increasing acidification and identify gaps and future research lines. OA has been recognized to affect marine microbial communities and their functions, namely oil decontamination. Reduced pH conditions have been found to alter the microbial communities of oil contaminated sediments, leading to losses in functional diversity and, consequently, changes in the oil hydrocarbon degradation processes. OA is expected to affect both the quantity and quality of oil hydrocarbons degraded, potentially leading to a higher persistent of recalcitrant polycyclic aromatic hydrocarbons in marine sediments. A possible means that has been speculated to attenuate the loss of functional diversity could be though the horizontal transfer of genes. Mobile genetic elements (MGE), such as plasmids have an important role in xenobiotic degradation, providing catabolic genetic resources for maladapted communities. These MGE have potential to be exploited in a biotechnological perspective to enhance oil hydrocarbon degradation in the future ocean. In addition, other bioremediation strategies based on the introduction of autochthonous or allochthonous specialized bacteria (bioaugmentation; e.g., hydrocarbonoclastic or biosurfactant-producing strains), addition of limiting nutrients or surfactants can be used to promote oil bioavailability and degradation. Overall, future studies are needed to understand the effect of OA on the functional and genetic diversity of microbial communities of marine environments, particularly in chronically contaminated environments.Mestrado em Microbiologi