Associações microbianas de interesse agronômico/florestal COMPLETO

Olá Pessoal,

Nesta aula vimos que os seres vivos interagem entre si e que algumas interações que envolvem microrganismos podem nos ser extremamente úteis ou danosas. Inicialmente, vimos as relações microbianas mutualísticas e, dentre elas, vimos a elegante Teoria Endossimbiótica Serial, proposta por Lynn Margulis, que postula que tais associações (mutualísticas) são muito importantes para a evolução da vida na Terra (abaixo está uma versão resumida da Teoria Endossimbiótica).

Teoria Endossimbiótica

Mixotriccha paradoxa

Como exemplo mais completo temos a origem simbiótica da mitocôndria e dos cloroplastos, que transformou radicalmente a vida em nosso planeta (as arqueas podem não ter gostado muito disto, não é?). A estas alturas, vc deve saber  quais são as evidências que dão suporte à origem simbiótica destas organelas, conforme discutido em aula. No entanto, como pode ser visto no capítulo do livro da Dra. Margulis (O Planeta Simbiótico; editora Rocco - muito legal!!!), os exemplos não param aí e, no protozoário Myxotricha paradoxa temos outro belíssimo exemplo de simbiose: o dos cílios que não são cílios, mas sim bactérias espiraladas também genericamente chamadas de espiroquetas. Há até quem enxergue estas associações em nível planetário, que é a base da Teoria de Gaia, proposta, entre outros, por James Lovelock.

Nódulos de Rhizobium

No plano aplicado, discutimos as micorrizas, o rúmen e a fixação simbiótica de nitrogênio como exemplos de associações mutualísticas de muito interesse. Micorrizas são associações de fungos com raízes de plantas, sendo que existem dois tipos: as endo e as ectomicorrizas. As ectomicorrizas são as mais diversas, sendo que esta associação pode ocorrer entre fungos basidiomicetos e ascomicetos e  principalmente com espécies florestais. A endomicorrizas formam vesículas dentro da célula vegetal, possuem um grande número de hospedeiros (é muito comum em espécies anuais e herbáceas) e a associação é realizada por fungos zigomicetos. As micorrizas formam uma rede subterrânea de comunicação planta a planta, podendo trocar nutrientes por meio destas redes. Alguns se referem a esta trama subterrânea de  "cordões umbilicais" da planta.

O rúmen é um "pequeno vasto" (e malcheiroso??) universo simbiótico dos ruminantes e que lhe produz alimento. Pense desta maneira: o ruminante come capim mais para alimentar a microbiota do rumen do que a si mesmo...a maior parte das proteínas, aminoácidos, ácidos orgânicos, etc, vem mesmo é da massa de microrganismos que o animal ingere. Isto graças ao posicionamento do rumen em relação ao "estômago". Tal sorte já não teve nem o homem nem o cavalo, por exemplo, mas mesmo estes não deixam de cultivar microrganismos dentro de si para seu benefício, não é? Apenas não aproveitam tanto esta massa microbiana como os ruminantes. Cultivar micoorganismos para alimento é uma prática comum entre os seres vivos superiores e reflete o alto grau de interdependência do planeta. Além dos exemplos citados, lembre-se  da saúva: a folha que ela leva para o ninho serve para alimentar o fungo e este sim é que serve de alimento à saúva. Formigas são verdadeiras "jardineiras" de fungos. Se vc parar para pensar com calma, lembrará de muitos outros exemplos.

Endomicorriza

Ectomicorriza

A fixação de nitrogênio também é fruto da associação entre microrganismos e vegetais e vai muito além do famoso exemplo Rhizobium x leguminosas, mas na aula nos atemos a este sistema para ilustrar os ganhos da planta e da bactéria. A bactéria do gênero Rhizobium consegue pegar o N do ar e liberar para a planta uma forma assimilável de N, o nitrato. Agora vc já tem uma idéia geral de como funciona um nódulo e está pronto para se aprofundar neste assunto em disciplinas futuras (por exemplo - Biologia do Solo). Aliás, as micorrizas também vão pintar por lá.

Continuando (segunda aula)....

Trichoderma

Metharizium infectando um bezouro

Na última aula do semestre continuamos vendo as relações simbióticas e desta vez focamos nas relações simbióticas antagônicas que podemos usar para nosso benefício. A principal área que usa e pesquisa estas relações antagônicas é o controle biológico. Existem ótimos exemplos de controle biológico na entomologia:; por exemplo o fungo Metharizium no controle de cigarinhas ou o fungo Beauveria bassiana contra a lagarta do cartucho do milho. Alguns virus também são explorados no controle de lagartas como o baculovirus.
Além dos fungos entomopatogênicos citados acima, também existem microorganismos que atacam outros microorganismos. Por exemplo o fungo Trichoderma que protege a planta contra o stramenopila Pythium. Além de proteger a planta contra fitopatógenos, o Trichoderma estimula o sistema de defesa da planta proporcionando um  maior crescimento, são verdadeiros "biotônicos". Outros biotônicos são as rizobactérias, bactérias que promovem o crescimento da planta através do estímulo do sistema de defesa. Atualmente estas bactérias são muito pesquisadas para melhorar a compreensão de como estimulam o sistema de defesa e a fisiologia da planta.
Outro exemplo clássico é o da bactéria Bacillus thuringiensis, que produz uma toxina com propriedades inseticida. Esta toxina foi batizada de toxina BT. Com estudos, pesquisadores conseguiram isolar o gene da produção da toxina BT e inseriram este gene em plantas. Então surgiram o milho e a soja BT transgênicos, que produzem esta toxina em seus tecidos. Engraçado: você compra a semente e o inseticida já dem dentro da planta... Porém esta toxina não é soluvel em pH neutro e portanto ela fica em forma cristalizada na planta. É só quando o inseto ingere este cristal que ele é dissolvido no intestino e causa sua morte.

Bacillus

Beauveria infectando lagartas

Existem também algumas relações comensais que são exploradas como a fermentação industrial (que já vimos!), biocatalisadores, antibióticos, biorremediação, biopolímeros e biopolpação.




Para estudo deixamos duas perguntas:
Porquê os biopesticidas ainda são pouco usados?
Procurem exemplos das relações comensais que citamos no final.

Desejamos a todos uma ótima prova e então bom descanso a todos.

Raphael/Aranha