Microbiologia do Solo - Introdução; A Biota do Solo
1. 17/10/2013
Solo – intensa atividade biológica
Grande diversidade biológica
• Microrganismos – bactérias, fungos e algas
• Microfauna (<0,2mm) – protozoários, rotíferos, nematóides
• Mesofauna (-0,2 a 10mm) – ácaros, colêmbolas, enquitríqueos
Bacteria
Archaea
Eukarya
• Macrofauna (>10mm) – minhocas, cupins, formigas, coleópteros
arachnida, myriapoda
Abundância e biomassa
• Varia com características edáficas e climáticas regionais
(ecologia do solo)
• Bactéria – grupo mais numeroso (milhões de células por grama
de solo) – indivíduos e diferentes espécies
• Fungos, bactérias e minhocas – maiores biomassas
• Biomassa total – dependendo do solo, >10 ton por hectare
• Bactérias apresentam maior diversidade funcional – diversidade
metabólica e fisiológica - versatilidade
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Ex.: Um gênero: Bacillus
B. Polymixa – fixador de N atmosférico
B. Thurigiensis – patógeno de larvas de insetos – controle
biológico
B. Anthracis (antraz) – patógeno de animais – alta virulência
B. Cereus – solubilizador de fosfatos
Classificação dos biófagos
Classificação dos saprófagos
• Microbiovoros – amebas, ácaros, nematóides
• Detritívoros – muitos organismos
• Fungívoros – ácaros, nematóides
• Cadaverícolas – carne podre/animaismortos – larvas
• Fitófagos – insetos, nematóides (principalmente)
• Coprófagos – excrementos – bactérias, fungos e pequenos
artrópodes
• Carnívoros – nematóides, aranhas
Outras classificações
Diversidade
• Autóctones – organismos com baixa taxa de crescimento na
presença de MO pouco oxidável
Número de espécies (riqueza) e abundância relativa (número de
indivíduos)
• Zimógenos – demonstram picos de crescimento na presença de
MO oxidável
• Varia com características edáficas e climáticas regionais
(ecologia do solo)
• Quimiorganitróficos – maior número de representantes
• Oligotróficos – adaptados a baixa taxas de substrato
• Copiotróficos – adaptados a altas taxas de substrato
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Patógenos
Microrganismos do Solo
Bactérias
Arqueas
Fungos
Algas
Protozoários
Existem mais bactérias no
solo do que no mar!!
Importância dos microrganismos do solo
• Formação do solo
• Ciclagem de nutrientes
160 espécies em 1 mL de água do mar
6.400 a 38.000 espécies em 1 g solo
• Degradação de poluentes
• Biofertilizantes
• Controle biológico de pragas e doenças (biófagos – predação)
Porque?
• Fonte de microrganismos
biotecnológicos
e
genes
para
processos
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Estreptomicina
• Tuberculose
• Prêmio Nobel de medicina – Selman Abraham Waksman
• Streptomyces griseus – actinobactéria do solo
Agrobacterium
• Alpha proteobacteria do solo
• Patógeno – galhas
• Utilizado para inserir genes
Principais atividades dos microrganismos no solo
Controle de pragas e doenças em plantas
• Decomposição de MO (saprófagos)
• Produção de húmus
• Ciclagem de nutrientes e energia
• Fixação de nitrogênio atmosférico
• Produção de compostos complexos que agregam o solo
• Decomposição de xenobióticos
• Controle de pragas e doenças de plantas
Bactérias
Diversidade de bactérias
Procariotos
Unicelulares
Parede celular com peptidioglicanas
Morfologia: bastonetes, cocos, espirilos,
víbrios
Metabolismo autotrófico ou heterotrófico
Reprodução por cissiparidade
Tamanho 0,05 (nanobactérias) a
700 mm (Epulopiscium)
105 a 107 células por grama de solo
Biomassa de aproximadamente 500 kg ha-1
Gêneros comuns no solo: Arthrobacter,
Pseudomonas, Bacillus, Streptomyces
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Diversidade de bactérias
Papel das bactérias no solo
• Decomposição da matéria orgânica
• Ciclagem de elementos (nutrientes)
• Pioneiros em rochas e áreas degradadas
• Fotossintetizantes produzindo matéria orgânica
• Nitrificação, denitrificação e FBN
• Estabilização de agregados
• Oxidação de compostos de N e S (quimiolitotróficos)
Arqueas
Diversidade de Arqueas
Procariotos
Unicelulares
Morfologia similar à de bactérias
Parede celular com pseudopeptideoglicanas ou somente
proteína
Membrana celular distinta de outros organismos (L-glicerol,
ligações éter entre glicerol e cadeias laterais, cadeias
laterais dos fosfolipídeos são de terpenos, ramificações das
cadeias laterias de lipídeos)
Organização do genoma similar à de bactérias (cromossomo
circular, operons)
tRNAs apresentam características distintas de outros
organismos
Seqüências de proteínas são mais semelhantes às eucariotos
do que de bactérias
Ocorrem em ambientes extremos (alta salinidade, alta
temperatura)
Methanococcus janaschii
Methanothermus
fervidus,
Methanobacterium
thermoautotrophicum
Fungos
Papel da Arqueas
Algumas são metanogênicas
Algumas espécies podem degradar
xenobióticos
São potenciais fontes de genes para
biotecnologia
Ciclo do N – oxidação de amônia
Funções nos solos são desconhecidas
Methanosarcina barkeri
Eucariotos
Uni ou pluricelulares
Cenocíticos
Parede celular como quitina
Heterotróficos
Reprodução por esporos sexuais ou assexuais
103 a 106 UFC por grama de solo
Biomassa de 1000 a 1500 kg ha-1
Gêneros comuns: Pythium, Phytophtora (Oomicetos),
Allomyces (Chytridiomycetos), Mucor, Rhizopus, Glomus,
Gigaspora, Acaulospora (Zigomicetos), Claviceps,
Saccharomyces, Penicillium(Ascomicetos), Afgaricus,
Boletus (Basidiomicetos), Aspergillus, Trichoderma,
Fusarium (fungos imperfeitos)
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