8 projetos de investigação polar na campanha PROPOLAR 2020-2021:
6 projetos para trabalho de campo no Ártico e 2 projetos para análise de amostras em laboratórios estrangeiros
As ações desta décima campanha PROPOLAR desenvolvem-se entre Outubro de 2020 e Setembro de 2021, como o apoio da Fundação para a Ciência e a Tecnologia, I.P. (FCT, I.P.) e do Instituto de Geografia e Ordenamento do Território da Universidade de Lisboa (IGOT-ULISBOA).

A. Projetos de investigação no ÁRTICO

projeto ARTICOMICS

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Metagenomics-guided discovery of chemical diversity in the Arctic
Coordenado por Pedro Nuno da Costa Leão, Centro Interdisciplinar de Investigação Marinha e Ambiental (CIIMAR), Universidade do Porto
Local de trabalho: Longyearbyen region - Sassendalen Valley, Foxfonna Glacier, Bjørndalen, Adventdalen

projeto NATALPHEN

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Consequences of natal phenology for juvenile migratory bird’ social experience and winter settlement
Coordenado por José Augusto Alves, Centre for Environmental and Marine Studies (CESAM), Universidade de Aveiro, Portugal
Local de trabalho: Islândia

projeto NEMSEA

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Nematode Communities from Methane Seeps in the Arctic
Coordenado por Sofia Alexandra Pinto Ramalho, Centre for Environmental and Marine Studies (CESAM), University of Aveiro
Local de trabalho: Barents Sea (Vestnesa and Storfjordrenna seeps off Svalbard)

projeto PERMACHEM-III

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Chemical Structural Characterization of Natural Organic Matter in Permafrost Thaw Lakes in Summer Season
Coordenado por João Alfredo Vieira Canário, Centro de Química Estrutural (CQE), Instituto Superior Técnico (IST), Universidade de Lisboa
Local de trabalho: Kuujjuarapik, Umiujaq, Canada

projeto THAWPOND

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Remote sensing analysis of vegetation and thaw pond colour dynamics at the tundra-forest zone: from local to regional scale
Coordenado por Carla Andreia da Silva Mora, Centro de Estudos Geográficos, Instituto de Geografia e Ordenamento do Território, Universidade de Lisboa
Local de trabalho: Quebeque: Kuujjuarapik-Whapmagoostui.

projeto TROPHICHANGE II

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Can trophic interactions alleviate environmental change effects at high latitudes?
Coordenado por Camilo André Ferreira Carneiro, Centre for Environmental and Marine Studies (CESAM), Universidade de Aveiro
Local de trabalho: South Iceland
Ártico, Svalbard, Longyearbyen: Sassendalen Valley/Foxfonna Glacier/Bjørndalen/Adventdalen
Junho de 2021
Descoberta de diversidade química, no Ártico, guiada por metagenómica
RESUMO: Os metabolitos secundários bacterianos tornaram-se importantes fármacos e motivaram o desenvolvimento de sínteses notáveis. As enzimas que os biossintetizam avançaram o conhecimento da bioquímica e muitas tornar-se-ão futuros catalisadores industriais. Dados genómicos revelam que as bactérias produzem muitos mais metabolitos secundários do que os que conhecemos, algo exacerbado pela ainda incipiente cobertura genómica da diversidade bacteriana. As cianobactérias são um filo rico em metabolitos secundários, cuja descoberta em regiões não tropicais depende de estirpes cultivadas. Neste projeto propomos recuperar genomas cianobacterianos, usando metagenómica, a partir de amostras ambientais enriquecidas em cianobactérias pouco exploradas, em Svalbard (Ártico). Nos genomas obtidos, identificaremos clusters de genes biosintéticos que irão ser priorizados para expressão heteróloga, culminando na descoberta de novos metabolitos secundários e enzimas biossintéticas.
Ártico, Islândia, Reykjavik
Abril a Maio de 2021
Consequências da fenologia natal na experiência social e ocupação dos locais de invernada em juvenis de aves migradoras
RESUMO: Em aves migradoras, a data em que as crias deixam do ninho poderá ter importantes implicações na primeira fase de vida, influenciando a probabilidade de ocupação de diferentes locais de invernada e a sobrevivência. Isto é particularmente agudo em ambientes altamente sazonais, como no Ártico, onde as condições para reprodução ocorrem durante um período curto e a maioria dos vertebrados endémicos são migradoras. Uma vez que muitas aves migradoras não migram em grupos familiares, os juvenis partem do Ártico na sua primeira migração sem orientação parental. No entanto, as crias que deixam o ninho mais cedo podem migrar com outros indivíduos da mesma espécie e ter a oportunidade de seguir aves experientes para locais de paragem migratória e de invernada de melhor qualidade. Este estudo combinará trabalho de campo intensivo e extensas bases de dados já existentes para testar a associação entre a data de saída do ninho, experiência social e ocupação do local de invernada.
Ártico, Svalbard: Barents Sea (Vestnesa and Storfjordrenna)
Maio a Junho de 2021
Comunidades de Nematodes de Fontes Frias Ricas em Metano no Ártico
RESUMO: As fontes frias são estruturas geológicas frequentemente observadas ao longo da margem continental do arquipélago de Svalbard, no oceano Ártico. Esses ambientes quimiossintéticos são conhecidos por promover a biodiversidade local e regional. Apesar de sua importância, a maioria destes locais permanece por estudar. O principal objetivo deste projeto é caracterizar pela primeira vez as comunidades de nematodes em termos de abundância, composição e partição da sua diversidade em fontes frias localizadas a diferentes profundidades. Integrado numa expedição oceanográfica multidisciplinar, estas observações serão interpretadas em relação aos dados ambientais disponibilizados, incluindo a caracterização de variações à pequena escala no habitat. Este projeto permitirá recolher informação base essencial para futuros estudos de monitorização destas áreas, suscetíveis à desestabilização de hidratos de metano no contexto das mudanças climáticas.
Ártico, Canada, Kuujjuarapik, Umiujaq
Agosto de 2021
Caracterização Estrutural da Matéria Orgânica Natural em Lagos de Termocarso no verão
RESUMO: Permachem-III tem como objetivo estudar a forma como a degradação do permafrost afeta a geomorfologia, a qualidade da água e a vida selvagem no Ártico. Neste projeto, a equipa portuguesa será responsável por fornecer dados físico-químicos para melhor compreender os processos biogeoquímicos de degradação do permafrost. Este trabalho foca-se ainda nas transformações químicas da matéria orgânica natural e espécies oxidantes associadas à sua diagénese, de forma a estimar os impactos ambientais dessas transformações nos ecossistemas aquáticos. Permachem-III terá desta forma, o objetivo de estabelecer a ligação entre a composição química do NOM, os perfis de espécies oxidantes e os processos biogeoquímicos nos quais estão envolvidos. Simultaneamente, medidas de especiação das espécies oxidantes (juntamente com parâmetros físico-químicos e dados de matéria orgânica) permitirão a modelação dos processos biogeoquímicos que regem estes sistemas aquáticos.
Ártico, Canadá, Quebeque, Kuujjuarapik-Whapmagoostui, Baía de Hudson
Agosto de 2021
Estudo da vegetação e dinâmica da cor dos lagos termocársicos no limite tundra-floresta: da escala local à regional
RESUMO: O aquecimento do Ártico e Sub-Ártico está a acelerar a fusão do permafrost, com enormes impactes na paisagem, hidrologia e ecossistemas. A zona de tundra-floresta tem amplas áreas com lagos e lagoas termocársicas, reveladoras de uma dinâmica biogeoquímica complexa e pouco compreendida. São áreas-chave para a análise dos fluxos de CO2 e de CH4 para a atmosfera, cujo conhecimento é importante para calibrar modelos climáticos globais. O projeto decorrerá no norte do Quebeque e visa a análise da dinâmica das águas lacustres e da vegetação envolvente, usando observações in situ e deteção remota. Serão analisadas as propriedades óticas e químicas dos lagos, que servirão para gerar modelos de classificação a aplicar em imagens de Sentinel-2. Este procedimento permitirá a regionalização dos resultados, e avaliar a variabilidade espacial e temporal das características lacustres e dos fatores que as controlam.
Ártico, Islândia
Maio a Junho de 2021
Podem as interações tróficas atenuar os efeitos das alterações ambientais a latitudes elevadas?
RESUMO: As respostas da biodiversidade às alterações do clima têm-se manifestado de várias formas, por exemplo através do ajuste temporal de distintas fases do ciclo anual. Quando a fenologia dos recursos alimentares avança mais rápido que a dos consumidores, pode ocorrer um desfasamento trófico, e aves migradoras que não ajustam os seus calendários tendem a estar em declínio. Enquanto a maioria das limícolas na Islândia tem adiantado as datas de chegada, de acordo com o aumento das temperaturas, os maçaricos-galegos não mostraram qualquer alteração na fenologia da chegada às áreas de reprodução, ao longo das últimas três décadas, mas a população mantém-se estável. Os artrópodes são presas importantes e o aumento da temperatura sugere um avanço na sua disponibilidade. Pretendemos explorar a possibilidade de as bagas de Empetrum nigrum serem usadas para atenuar um desfasamento trófico com artrópodes e possibilitar normais taxas de crescimento e sobrevivência das crias desta espécie.

B. Projetos de investigação em LABORATÓRIOS ESTRANGEIROS

projeto CEPH-BAS

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Long-Term Pelagic fauna Analyses of the Southern Ocean
Coordenado por Jose Xavier, University of Coimbra
Local de trabalho: British Antarctic Survey, UK

projeto PHYTO-UP

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Response of two Southern Ocean PHYTOplankton Species to climate-driven changes in the UPper ocean
Coordenado por Ana Cristina Florindo Brito, Marine and Environmental Sciences Centre (MARE), Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa (FCUL)
Local de trabalho: LABFITO, Federal University of Rio Grande, Rio Grande do Sul, Brazil
UK, Laboratório British Antarctic Survey (BAS)
Maio a Junho de 2021
CPEH-BAS Análise de fauna pelágica de longo termo do Oceano Antártico
RESUMO: Os invertebrados pelágicos têm um importante papel na cadeia alimentar do Oceano Antártico. CEPH-BAS é um projeto internacional e multi-disciplinar a longo-prazo com o objetivo de compreender o papel das lulas no ecossistema marinho Antártico. O projeto prevê a participação em trabalho de laboratório no British Antarctic Survey, para caracterização da fauna pelágica através da dieta de inúmeros predadores de topo. O trabalho permitirá analisar amostras da dieta de 6 predadores (2 espécies de pinguins, 1 foca e 3 albatrosses) nos últimos 2 anos, devido a atrasos causadas pela pandemia do coronavírus COVID-19. Após a caracterização das dietas, irá estudar-se a ecologia trófica e habitat de lulas num contexto de alterações climáticas. A informação obtida será incorporada em modelos ecológicos em desenvolvimento no âmbito dos trabalhos do programa ICED, da plataforma SCAR-Ant-ERA e do grupo de peritos do SCAR–EGBAMM. CEPH-BAS inclui a participação de jovens cientistas e atividades de divulgação científica no âmbito do projeto EDUCAÇÃO PROPOLAR.
Brasil, Rio Grande do Sul, Laboratório LABFITO, Universidade Federal de Rio Grande
Setembro de 2021
Resposta de duas espécies de fitoplâncton do Oceano Austral às alterações climáticas no oceano
RESUMO: As camadas superiores do oceano a oeste da Península Antártica Norte (PAN) têm sofrido mudanças constantes nos últimos 50 anos devido às alterações climáticas. Embora a maior parte das mudanças identificadas se encontrem ligadas às condições ambientais, os impactos destas nas comunidades biológicas são complexas e permanecem mal compreendidos, principalmente em relação ao fitoplâncton. Aqui, propomos uma experiência com microcosmos para explorar a resposta de grupos de fitoplâncton a um conjunto de parâmetros ambientais, focada na resposta de duas espécies-chave da PAN a alterações ambientais (temperatura, salinidade, pCO2, luz), com o objetivo de replicar potenciais cenários climáticos para a região: a diatomácea Porosira glaciallis e a criptófita Geminigera cryophile. No geral, o nosso projeto irá contribuir com informação essencial para um melhor entendimento da resposta do fitoplâncton às alterações climáticas na PAN, em especial para futuras previsões de alteração nas comunidades.

Diários de Campanha

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