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Solo – intensa atividade biológica

Bacteria Archaea Eukarya

Grande diversidade biológica • Microrganismos – bactérias, fungos e algas

• Microfauna (<0,2mm) – protozoários, rotíferos, nematóides

• Mesofauna (-0,2 a 10mm) – ácaros, colêmbolas, enquitríqueos

• 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

• Microbiovoros – amebas, ácaros, nematóides

• Fungívoros – ácaros, nematóides

• Fitófagos – insetos, nematóides (principalmente)

• Carnívoros – nematóides, aranhas

Classificação dos saprófagos

• Detritívoros – muitos organismos

• Cadaverícolas – carne podre/animaismortos – larvas

• Coprófagos – excrementos – bactérias, fungos e pequenos

artrópodes

Outras classificações

• Autóctones – organismos com baixa taxa de crescimento na

presença de MO pouco oxidável

• Zimógenos – demonstram picos de crescimento na presença de

MO oxidável

• Oligotróficos – adaptados a baixa taxas de substrato

• Copiotróficos – adaptados a altas taxas de substrato

Diversidade

Número de espécies (riqueza) e abundância relativa (número de

indivíduos)

• Varia com características edáficas e climáticas regionais

(ecologia do solo)

• Quimiorganitróficos – maior número de representantes

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Idade do solo Localização no perfil

Microssítios Microssítios

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Patógenos

Microrganismos do Solo

Bactérias Arqueas

Fungos

Algas

Protozoários

Existem mais bactérias no solo do que no mar!!

160 espécies em 1 mL de água do mar

6.400 a 38.000 espécies em 1 g solo

Porque?

Importância dos microrganismos do solo • Formação do solo

• Ciclagem de nutrientes

• Degradação de poluentes

• Biofertilizantes

• Controle biológico de pragas e doenças (biófagos – predação)

• Fonte de microrganismos e genes para processos biotecnológicos

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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 • 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

Controle de pragas e doenças em plantas

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

Diversidade de bactérias

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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 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)

Diversidade de Arqueas

Methanosarcina barkeri Methanococcus janaschii Methanothermus

fervidus,

Methanobacterium

thermoautotrophicum

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

Fungos

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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Fungos

Diversidade de algas

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Diversidade de protozoários

Metazoa - insetos

Ciclos Biogeoquímicos

“o papel dos

infinitamente

pequenos é

infinitamente grande”

Louis Pasteur

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Ciclo do C

Compostagem

Bio-gás Ciclo do N

Interações • Rizosfera e rizoplano

Organismos simbiotróficos • Iportantes simbioses mutualísticas

• Líquens

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Fixação Biológica do N Micorrizas