Post on 07-Jul-2015
Microrganismos: definições, importância, características e
diversidade.
Prof. Dr. Milton Luiz da Paz Lima
Instituto Federal Goiano campus UrutaíCurso de Agronomia
Disciplina de Microbiologia Agrícola
Introdução
• Neglicência dos microrganismos do solo.• Sobrevivência das comunidades vegetais e
animais;• “o papel dos infinitamente pequenos é
infinitamente grande”, Lois Pasteur.
Número total de espécies de organismos do solo descritos (Hawksworth e Mound, 1991; Brussaard et al., 1997; Wall e Moore,
1999)
Megafauna
Organismos do solo
• Microrganismos (< 1 mm): fungos, algas e bactérias.
• Microfauna (< 2 mm): protozoários, rotíferos e Nematóides
• Mesofauna (2-10 mm):ácaros, colêmbolos e enquitríqueos.
• Macrofauna (> 10 mm): minhocas, cupins, formiga, coleópteros, aracnídeos, myriapodes e outros.
Miriapodes
Funções Microrganismos do Solo (Importância)
• Decomposição de MO;• Produção de húmus;• Ciclagem de nutrientes e energia (fixação de N
atm);• Produção de compostos complexos que
contribuem para a agregação do solo;• Decomposição de xenobióticos• Controle biológico de pragas e doenças
Biomassa
• Densidade – variação depende de características edáficas e climáticas específicas.
• Bactérias é o grupo mais numeroso no solo.• Maior biomassa – fungos, bactérias e minhocas.• Biomassa microbiana do solo (BMS) – 10 ton/ha,
maior que as produções de determinadas culturas.• Diversidade é medida em vários níveis
taxonômicos (família, gêneros, intra-espécies, etc)
Biomassa e densidade em número de organismos do solo por m2.
Entendendo o ufc
104 = 10000 unidades formadoras de colonias1012 = 1000000000000 ufc
10-4 = 0,0001 unidades formadoras de colônias10-12 = 0,000000000001 ufc
Características EdáficaRelativo ou pertencente ao solo; que resulta de fatores inerentes ao solo, ou é por eles influenciado como a água.
• FE - São animais que vivem dependendo diretamente do solo, minhocas, determinados besouros, vermes, nematoides, e os predadores tipo toupeira . Alguns desses animais moram na superfície, sendo chamados de Epiedáficos, é o caso de ácaros, colêmbola, larvas de insetos, lacraias, etc... Outros habitam dentro do solo, como as minhocas.
• A fauna do solo é composta por animais que são muito diferentes, tanto do ponto de vista filogenético, quanto funcional. São heterótrofos, como todos os animais da Terra, isso significa que se alimentam de materiais orgânicos, contudo, uns e outros comem coisas bem diferentes.
• A fauna edáfica é importante para os ecossistemas terrestres, porque está relacionada com a degradação enzimática de restos orgânicos que resulta na liberação de nutrientes minerais).
• Os animais da fauna edáfica não são capazes de realizar a decomposição, mas quando se alimentam, vão triturando os restos orgânicos depositados sobre o solo, ajudando muito aos organismos decompositores, que são bactérias, fungos e actinomicetes, também moradores do solo a agirem.
Diversidade funcional entre organismos do MESMO GÊNERO.
• Bacillus sp. – fixação de nitrogênio;• B. polymixa – para larvas insetos;• B. thuringiensis – bactérias inseticidas;• B. anthracis – patógenos de animais;• B. cereus – solubilizador de fosfato.
B. polymixa
B. thuringiensis B. anthracis B. cereus
B. anthracis
B. thuringiensis - 1990
Metabolismo de organismos do solo
REAÇÕES DE OXIDOREDUÇÃO
Conceitos• Autotróficos – assimilam C de fonte inorgânica.• Heterotróficos – assimilam C de fonte orgânica.• Fototróficos – utilizam como fonte de energia a
luz solar• Quimiotróficos – utilizam como fonte de energia a
oxidação de moléculas orgânicas ou inorgânicas• Litotróficas – obtém equivalente redutores a
partir de material inorgânico;• Organotróficos – obtém equivalentes redutores a
partir de material orgânicos;
Sinonímias
• Fotoautotróficos (fotolitotróficos)• Quimiorganotróficos (quimiolitotróficos)• Fotoeterotroficos (fotorganotróficos)• Quimieterotróficos (quimiorganotróficos)• Quimiorgano e terotrófico• Fotolitoautotróficos
Saprófagos ou biófagos
• Biófagos – base para o contorle biológico• Onívoros – se alimentam de tudo;
Saprobiotróficos• Organismos que se nutrem a partir de
substâncias oriundas da simbiose.– Mutualística (rizóbios e fungos micorrízicos)– Parasítica
Mutualismo
Simbiose na qual cada organismo recebe benefícios da associação
- Bactérias fixadoras de nitrogênio x plantas
- Micorrizas – associação de fungos com raízes
Bactéria fixadora de nitrogênio (Rhizobium meliloti) x alfafa x ácido salicílico
Involvement of salicylic acid in the establishment of the Rhizobium meliloti-alfafa symbiosis (Martínez-Abarca et al. Molecular Plant-Microbe Interactions 11: 153-155, 1998)
Aplicação exógena de ácido salicílico atrasou o início da nodulação,
bem como reduziu o tamanho e o número dos nódulos nas raízes
Bactéria fixadora de nitrogênio (Rhizobium meliloti) x alfafa x ácido salicílico
Efeito da adição de ácido salicílico (25 uM) na solução mineral de crescimento de plântulas de alfafa 24 h antes da inoculação com R. meliloti. Controle; ácido salicílico
Root colonization by arbuscular mycorrhizal fungi is affected by the salicylic acid conten of the plant (Medina et al. Plant Science 164: 993-998, 2003)
Micorriza x ácido salicílico
Com base no uso de plantas de fumo selvagem e transgênicas
verificaram que o nível de colonização inicial das raízes pelos
fungos micorrízicos Glomus mosseae e Glomus intraradices era
reduzido nas plantas que exibiam um alto acúmulo de ácido
salicílico
Colonização das raízes de plantas de fumo por G. intraradices
Plantas Xhanti-nc – selvagem NahG – transgênico – nível reduzido de ácido salicílico
Micorriza x ácido salicílico
Colonização das raízes de plantas de fumo por G. intraradices
Plantas Samsun NN – selvagem
CSA – transgênico – nível elevado de ácido salicílico
Nível reduzido de ácido salicílico Nível elevado de ácido salicílico
Colonização das raízes de plantas de fumo por G. mosseae
Plantas Xhanti-nc – selvagem
NahG – transgênico – nível reduzido de ácido salicílico
Micorriza x ácido salicílico
Colonização das raízes de plantas de fumo por G. mosseae
Plantas Samsun NN – selvagem
CSA – transgênico – nível elevado de ácido salicílico
Nível elevado de ácido salicílicoNível reduzido de ácido salicílico
Organismos solo, fitonematóides, micorrizas x Bion
Does induced resistance in plants affect the belowground community? (Sonnemann et al. Applied Soil Ecology 21: 179-185, 2002)
- Bion em condições de campo
- Tratamento com Bion:
. Reduziu drasticamente o crescimento das raízes
de cevada
. Aumentou a infecção das raízes de cevada por
Pratylenchus spp
. Não alterou a produtividade da cevada
. Não alterou a biota livre do solo
. Não alterou a colonização das raízes por fungos
micorrízicos
Organismos solo, micorriza x Bion
Infecção de raízes de cevada por Pratylenchus spp e fungos micorrízicos na presença ou ausência de Bion.
Barley - cevada
Fallow (pousio; sem cultivo) – raízes de Fumaria officinalis, Galium aparine,
Chamomilla recutita
Nematóides fitoparasitas
Fungos micorrízicos
Biófagos
• Microbióvoros: amebas, ácaros, nematóides que se alimentam de micróbios;
• Fungívoros: ácaros e nematóides que se alimentam de fungos
• Fitófagos: insetos, nematóides que se alimentam de plantas.
• Carnívoros: organismos que se alimentam de carne como alguns nematóides e aranhas.
Saprófagos
• Detritívoros – alimentam-se de detritos vegetais
• Cadaverícolas – alimentam-se de carne podre de animais (larvas de insetos)
• Coprófagos – alimentam-se de excrementos (bactérias, fungos, pequenos artrópodes e coleópteros)
Quimiorganotróficos
• Autóctones – organismos que crescem vagarosamente (possuem baixa taxa de crescimento);
• Zimógenos – mostram picos de atividade quando estão sob resíduos frescos.
Conceitos de Seleção r e kConceitos de Seleção r e k• Seleção r: locais onde ocorre abundância de
substrato; oganismos relacionados crescem rapidamente utilizando substrato simples.
• Seleção k: locais com escasses de substrato; os organismo relacionados tem moderada taxa de crescimento; investem no incremento dessa taxa de crescimento por unidade da alimento; utilizam substratos mais complexos.
• Copiotróficos e Oligotróficos organismos adaptados a alta e baixa concentração de substratos, respectivamente;
Surgimento da Seleção r e k• Em 1967, MacArthur & Wilson publicaram o famoso
livro The theory of island biogeography (Princeton, N. J., Princeton University Press, 1967), onde lançaram a teoria da seleção r e da seleção K. As espécies r seriam aquelas que absorvem grande quantidade de alimento,
se reproduzem cedo e com grande quantidade de descendentes. Nelas a evolução favorece a
produtividade. As espécies K viveriam em ambiente com escassez de alimento e, portanto, produziriam
poucos descendentes. Nelas a evolução favoreceria a eficiência na conversão de alimentos para a produção
de descendentes.
Organismos do solodescritos
Moreira e Siqueira, 2006
Continuação
Classificação dos Seres Vivos
Biologia Molecular e avanços
ITSinternal transcribed subunit
Quanto maior a distância vertical maior a distancia evolutiva entre os relacionados.
Grupo polifilético – grande diversidade Evolutiva (3,5 bilhoes de anos)
Diversidade de procariotos é muito maior do que em eucariotos
Poucas diferencas evolutivas
Biota do solo:Reinos segundo Margulis & Schwartz (1998)
• Super Reino Procaria– Reino Bacteria
• Subreino archaea• Subreino Eubacteria
• Super Reino Eucaria– Reino Protoctista– Reino Animalia– Reino Fungi– Reino Plantae
Árvore filogenética dos principais filos do domínio Bactéria
Árvore filogenética
para 150 eucariotos
baseadas nas sequências 18
S do rDNA
Continuação da árvore
filogenética para 150
eucariotos baseadas nas
sequencias 18 S do rDNA
Saprófagos
Características morfológicas de Actinobactérias importantes no
solo
Sites para consulta
• http://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:rYaqguBFyzYJ:vsites.unb.br/ib/cel/microbiologia/metabolismo/metabolismo.html+FONTE+DE+ELETROS+PARA+METABOLISMO&cd=1&hl=pt-BR&ct=clnk&gl=br&source=www.google.com.br
• http://professor.ucg.br/SiteDocente/admin/arquivosUpload/6461/material/Ciclos%20naturais.pdf
• http://www.infoteca.cnptia.embrapa.br/bitstream/CPATSA-2009-09/39950/1/OPB2107.pdf