Fungos Micorrízicos Arbusculares

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
CENTRO DE BIOCIÊNCIAS
CURSO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS
HANNAH DA SILVA VIEIRA
FUNGOS MICORRÍZICOS ARBUSCULARES (FMA) COLONIZANDO FOLHAS DA
SERAPILHEIRA DE MATA ATLÂNTICA
NATAL
2023
HANNAH DA SILVA VIEIRA
FUNGOS MICORRÍZICOS ARBUSCULARES (FMA) COLONIZANDO FOLHAS DA
SERAPILHEIRA DE MATA ATLÂNTICA
Trabalho de Conclusão de Curso na
modalidade de Artigo apresentado ao
curso de graduação em Ciências
Biológicas, da Universidade Federal do
Rio Grande do Norte, como requisito
parcial à obtenção do título de Bacharel
em Ciências Biológicas.
Orientador: Prof. Dr. Bruno Tomio Goto
Coorientadora: M.Sc. Juliana Luiza Rocha
de Lima
NATAL 2023
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Universidade Federal do Rio Grande do Norte - UFRN
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 Centro de Biociências - CB
Vieira, Hannah da Silva.
Fungos micorrízicos arbusculares (FMA) colonizando folhas da
serapilheira de Mata Atlântica / Hannah da Silva Vieira. - 2023.
29 f.: il.
Monografia (graduação) - Universidade Federal do Rio Grande do Norte,
Centro de Biociências, Curso de Ciências Biológicas. Natal,RN, 2023.
Orientação: Prof. Dr. Bruno Tomio Goto.
Coorientação: Ma. Juliana Luiza Rocha de Lima.
1. Colonização - Monografia. 2. Decomposição - Monografia. 3.
Glomeromycota - Monografia. I. Goto, Bruno Tomio. II. Lima, Juliana Luiza
Rocha de. III. Título.
RN/UF/BSCB CDU 574.1
Elaborado por KATIA REJANE DA SILVA - CRB-15/351
HANNAH DA SILVA VIEIRA
FUNGOS MICORRÍZICOS ARBUSCULARES (FMA) COLONIZANDO FOLHAS DA
SERAPILHEIRA DE MATA ATLÂNTICA
Trabalho de Conclusão de Curso na
modalidade de Artigo apresentado ao
curso de graduação em Ciências
Biológicas, da Universidade Federal do
Rio Grande do Norte, como requisito
parcial à obtenção do título de Bacharel
em Ciências Biológicas.
Aprovada em: 01/12/2023
BANCA EXAMINADORA
Prof. Dr. Bruno Tomio Goto
Orientador
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
Profa. Dra. Patricia Oliveira Fiuza
Membro interno
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
M.Sc. Mery Ingrid Guimarães de Alencar
Membro externo
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
RESUMO
Fungos Micorrízicos Arbusculares (FMA) são conhecidos por estabelecer simbiose
obrigatória com a maioria das raízes vegetais, aumentando a absorção de nutrientes
para seus hospedeiros. Dessa forma, os FMA são entendidos como dependentes
das raízes para completar seu ciclo de vida. Entretanto, estudos têm demonstrado a
ocorrência desses fungos na serapilheira. Ainda não se sabe quais os mecanismos
que esses fungos desempenham na serapilheira e também não são conhecidas as
espécies de FMA que habitam esse ambiente. Dessa forma, objetivou-se investigar
a ocorrência e colonização de FMA na serapilheira em uma área de Mata Atlântica
do Rio Grande do Norte, Brasil. Para isso, 30 folhas de quatro espécies, Anacardium
occidentale, Ziziphus joazeiro,Trichilia hirta e Hirtella sp., foram colocadas em litter
bags na APA Bonfim-Guaraíra, RN, Brasil. As folhas se decomporam por até três
meses. Em laboratório, foram montadas lâminas para microscopia e identificadas
estruturas típicas de FMA colonizando o tecido vegetal. Hirtella sp. apresentou o
maior percentual de colonização, enquanto A. occidentale apresentou o menor
percentual. O período de decomposição influenciou significativamente a taxa de
colonização da serapilheira por FMA, sendo o período de três meses com maior
influência na colonização por FMAo (60%). Esporos semelhantes a Rhizoglomus
foram identificados colonizando Hirtella sp. Esta pesquisa é o primeiro estudo a
identificar o gênero Rhizoglomus colonizando a serapilheira no Brasil. Esses
resultados ampliam os registros da colonização de FMA na serapilheira, sendo este
o primeiro estudo nacional a caracterizar a colonização da serapilheira por FMA.
Palavras-chave: colonização; decomposição; Glomeromycota.
RESUMO EM LÍNGUA ESTRANGEIRA
Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) are known for establishing obligate symbiosis with
most plant roots, increasing nutrient uptake for their hosts. Therefore, AMF are
understood to be dependent on roots to complete their life cycle. However, studies
have shown the occurrence of these fungi in litter. It is still not known what
mechanisms these fungi play in litter and the species that inhabit this environment are
also not known. Therefore, the objective was to investigate the occurrence and
colonization of AMF in the litter of a tropical rainforest area in Rio Grande do Norte,
Brazil.For this, 30 leaves of four species, Anacardium occidentale, Ziziphus joazeiro,
Trichilia hirta, and Hirtella sp., were placed in litter bags in the Bonfim-Guaraíra APA,
RN, Brazil. The leaves decomposed for up to three months. In the laboratory, slides
were mounted for microscopy. Typical AMF structures colonizing the plant tissue were
identified. Hirtella sp. showed the highest percentage of colonization, while A.
occidentale showed the lowest percentage of colonization. The decomposition period
significantly influenced the colonization rate of litter by AMF, with the three-month
period having the greatest influence on detritus colonization (60%). Spores resembling
Rhizoglomus were identified colonizing Hirtella sp. This research is the first study to
identify the genus Rhizoglomus colonizing litter in Brazil. These results expand the
records of AMF colonization in litter, being the first study in Brazil to characterize the
colonization of litter by AMF.
Keywords: colonization; decomposition; Glomeromycota.
INTRODUÇÃO
A Mata Atlântica ocupa a porção leste do país e parte significativa da bacia do
Paraná (Pereira, 2009) com 90% de sua extensão no território brasileiro, também
ocorrendo no Paraguai e Argentina (Muylaert et al., 2018). Ao longo dos anos, o
bioma vem sofrendo constantes ameaças devido às ações antrópicas,
principalmente pela exploração de madeira que ocorre desde a colonização do
Brasil e também pelo avanço da urbanização (Pereira, 2009). Atualmente, estima-se
que o bioma ocupa uma área de 1.018.241 km² (Muylaert et al., 2018). É uma
floresta tropical com clima quente e úmido, alta umidade relativa do ar, precipitação
abundante e alta luminosidade, com capacidade de formar densas camadas de
serapilheira acima do solo a partir da queda dos substratos vegetais (Pereira, 2009).
Possui uma grande biodiversidade, com alto nível de endemismo, e devido ao seu
status de ameaçada, é considerada pela International Conservation um dos 36
hotspots globais, tornando-se prioridade máxima para esforços de conservação
(Myers et al., 2000; Pinto, 2006). Entre a grande diversidade vegetal da Mata
Atlântica da Mata Atlântica, os Fungos Micorrízicos Arbusculares (FMA) podem ser
encontrados associando-se a maioria das espécies, ajudando na manutenção do
bioma (Bonfim et al., 2013).
Os FMA são organismos classificados dentro do filo Glomeromycota descrito
por Schüβler et al. (2001). Esses fungos formam uma associação simbiótica com
mais de 80% das famílias de plantas terrestres e também são encontrados
colonizando raízes de macrófitas aquáticas em ambientes alagados (Berbara,
Souza, Fonseca, 2006; Marins & Carrenho, 2017; Queiroz et al. 2022). Nesta
associação, o fungo aumenta a absorção das raízes com nutrientes minerais do
solo, principalmente fósforo (P) e nitrogênio (N), e em troca, as plantas fornecem
fotoassimilados para o fungo, como açúcares no formato de hexoses (Wang et al.,
2017). Essa simbiose destaca-se em 50% da massa microbiana dos solos de
ambientes tropicais (Cavalcante et al., 2008).
Historicamente os FMA foram entendidoscomo totalmente dependentes das
plantas, principalmente por estarem associados a uma raiz para completar seu ciclo
de vida, seja com uma planta que forma associação micorrízica facultativa ou
obrigatória (Koide & Mosse, 2004). No entanto, alguns estudos detectaram
estruturas típicas de FMA, como hifas, vesículas e esporos, colonizando a
serapilheira em decomposição (Rivera & Guerrero, 1998; Aristizábal et al., 2004;
Posada et al., 2012; Bahnmann et al., 2018; Bunn et al., 2019; Díaz-Ariza et al.,
2021; Crescio et al., 2023). Esses trabalhos promovem discussões sobre um
possível potencial sapróbio inexplorado em Glomeromycota. Conforme essa nova
linha de pesquisa se firma, Singh et al. (2022) sequenciou o genoma de uma
espécie de FMA e encontrou grande quantidade de enzimas responsáveis pela
decomposição da matéria orgânica vegetal. Além disso, a ocorrência de FMA na
serapilheira abre a possibilidade para estratificação de nicho ecológico que também
é inexplorado para o grupo (Bunn et al., 2019).
As explorações da serapilheira em busca de FMA tiveram um destaque
importante no final dos anos 1960, quando Went & Stark (1968) propuseram a
hipótese da "ciclagem direta de minerais", descrevendo a presença de hifas
endotróficas colonizando folhas em decomposição em ambientes da Amazônia
brasileira e peruana. Neste trabalho foi hipotetizado que fungos endotróficos ajudam
na ciclagem de nutrientes dos solos florestais, disponibilizando nutrientes estocados
na matéria orgânica em decomposição da serapilheira para os solos e,
consequentemente, captados pelas plantas. Apenas 30 anos depois os FMA foram
incluídos nas discussões sobre possíveis participantes das ciclagem direta de
minerais devido aos registros de ocorrência na serapilheira e matéria orgânica. Isso
começou quando Rivera & Guerrero (1998), encontraram estruturas de FMA
colonizando folhas de Myrica pubescens Humb. & Bonp. ex Willd na serapilheira de
um ambiente tropical na Colômbia.
Existem poucos estudos conduzidos com FMA nesta condição, tendo sido
apenas reportados colonizando a serapilheira em apenas oito países (Figura 1). A
maioria dessas pesquisas apenas documenta a ocorrência de micorrizas
arbusculares na serapilheira, sem necessariamente caracterizar o padrão de
colonização e as espécies de FMA que estão colonizando. Dessa forma, existe uma
lacuna de conhecimento quanto a ecologia, taxonomia, bioquímica e evolução dos
FMA na serapilheira. Além disso, estudar esses fungos na serapilheira é de
fundamental importância para compreender o processo de ciclagem de nutrientes
em ambientes florestais, cuja simbiose micorrízica arbuscular com as plantas pode
estar sendo complementada com o acesso aos minerais disponibilizados ou
translocados pelo fungo a partir da decomposição da matéria orgânica na superfície
do solo.
Figura 1 – Distribuição dos estudos reportando a ocorrência de Fungos
Micorrízicos Arbusculares (FMA) na serapilheira em decomposição ao redor
do mundo.
Fonte: Autoria própria (2023).
O trabalho de Hodge et al. (2001) demonstrou que a presença de micorrizas
arbusculares em microcosmos aumentava a transferência de nitrogênio armazenado
em folhas em decomposição para o solo, consequentemente aumentando suas
taxas de decomposição. Outros experimentos utilizando a mesma abordagem de
microcosmos chegaram à mesma conclusão demonstrando a translocação de
nutrientes da serapilheira diretamente para as plantas através das hifas dos FMA,
sendo possível visualizar a transferência de nutrientes pelo micélio do fungo a partir
do método de espectrofotometria de massa (Nuccio et al., 2013).
A partir dos estudos conduzidos nos últimos anos, já é conhecido que os FMA
são capazes de colonizar a serapilheira em decomposição (Bunn et al., 2019;
Díaz-Ariza et al., 2021). No entanto, os fatores que podem estimular ou inibir esse
fenômeno ainda permanecem desconhecidos, juntamente com quais espécies os
FMA podem promover essa colonização. Compreender esses fatores é essencial
para conhecer mais sobre o processo de ciclagem de nutrientes, fertilização do solo,
relação fungo-planta-serapilheira, distribuição geográfica do fenômeno,
potencialbiotecnológico das folhas colonizadas, diferenciação da colonização de
FMA em diferentes substratos orgânicos e quais os mecanismos que o fungo
desempenha para colonizar detrito orgânico em decomposição. Dessa forma, este
estudo tem como objetivo (i) investigar a ocorrência de colonização por FMA em
folhas de quatro espécies vegetais em decomposição na serapilheira de um
fragmento de Mata Atlântica; (ii) caracterizar a colonização por FMA na serapilheira
à nível de estimativa da taxa de colonização por FMA e (iii) comparar as taxas de
colonização entre as diferentes espécies de plantas e respectivos períodos de
decomposição.
MATERIAL E MÉTODOS
Área de estudo
As coletas foram realizadas na Fazenda Sapé (-6º 7' 28.261" S, -35º 13'
15.662" O), localizada na Área de Proteção Ambiental Bonfim-Guaraíra, que
corresponde a um fragmento de Mata Atlântica no município de Nísia Floresta,
estado do Rio Grande do Norte, Brasil (Figura 2). A Fazenda Sapé é uma área com
fitofisionomia de floresta semidecídua, com grande potencial para estudos de
biodiversidade. A área abriga famílias de plantas, incluindo Anacardiaceae,
Arecaceae, Bignoniaceae, Fabaceae, Meliaceae, Rhamnaceae, Chrysobalanaceae ,
entre outras.
Figura 2 – Área preservada de Mata Atlântica, Fazenda Sapé, em Nísia Floresta,
Rio Grande do Norte, Brasil.
Fonte: Barbosa, K. D. (2023).
Além de sua alta abundância na área de estudo, essas espécies possuem ampla
distribuição em outras áreas de Mata Atlântica (Carvalho, 2007; Paiva et al., 2007;
Franke et al., 2005), e até outros biomas, como Amazônia, Cerrado e Caatinga. Além
disso, Z. joazeiro (nome popular juazeiro) e A. occidentale (nome popular cajueiro)
fornecem alguns serviços ecossistêmicos, pois são importantes para a economia local
e para a cultura devido aos seus frutos, caju e juá, usados na gastronomia e na
alimentação animal, respectivamente (Carvalho, 2007; Paiva et al., 2007).
Coleta e amostragem
As coletas ocorreram nos anos de 2021 e 2022 na estação chuvosa.
Espécimes de Z. joazeiro e A. occidentale foram coletadas em 2021, enquanto T.
hirta e Hirtella sp. em 2022. As folhas foram coletadas usando coletores suspensos
aos galhos das árvores, de modo que naturalmente caíssem dentro dos coletores,
evitando que entrassem em contato com a serapilheira antes de serem inseridas nos
litter bags (Figura 3A). Após uma semana, o local foi revisitado, e 30 folhas de cada
espécie vegetal foram retiradas dos coletores e colocadas em litter bags de malha
fina (15 x 15 cm). Segundo Clark et al. (2001), a partir de um período de 15 dias a
decomposição de detritos já é iniciada, porém as folhas permaneceram nos
coletores por sete dias, permitindo que a decomposição das folhas só tenha ocorrido
nos litter bags em campo.
Para cada espécie de planta, cinco folhas da mesma espécie foram inseridas
em litter bags e distribuídas na superfície da serapilheira (Figura 3B). Seis litter bags
com cinco folhas cada, foram inseridos ao longo de dois transectos de três metros
cada na base da espécie vegetal escolhida. Em cada transecto da árvore, três litter
bags foram colocados a uma distância de um metro entre si (Figura 3C). Após dois
meses, metade dos litter bags (de cada espécie vegetal) foram removidos e levados
ao laboratório para análise. A outra metade foi removida após mais um mês,
completando três meses de decomposição. Esses períodos de tempo foram
selecionados por equivaler ao tempo lábil de decomposição de detritos em
ambientes tropicais. Foram coletadas 30 folhas de cada espécie (6 litter bags com 5
folhas cada), metade das quais permaneceu na serapilheira por dois meses e a
outra metade por três meses. No total, foram coletadas 120 folhas para as quatro
espécies de plantas. Após essa etapa do experimento, asfolhas foram levadas ao
laboratório e imediatamente clarificadas.
Figura 3 – Disposição dos litter bags na serapilheira.
Fonte: Autoria própria (2023).
Legenda: A: Coletores de folhas pendurados em galhos de Ziziphus joazeiro.
B: Litter bag (15 x 15 cm) com cinco folhas de A. occidentale. C: Transecto de
3 metros de litter bags.
Clarificação das folhas e cálculo da taxa de colonização
Em laboratório, as folhas foram cortadas em pedaços retangulares e
clarificadas em KOH a 15% por aproximadamente 24 horas. Após isso, elas foram
submersas em placas de petri com H2O2 a 35% por aproximadamente 48 horas.
Quando alcançaram translucidez, foram coradas com azul de tripano + lactoglicerol
à 0,05%, adaptando o método utilizado por Bunn et al. (2019) (Figura 4). O tempo de
coloração variou entre as quatro espécies de plantas, algumas atingindo a coloração
pigmentada em 1 hora e outras em até 24 horas. Após isso, os fragmentos de folhas
foram montados em lâminas e seladas com lamínulas e glicerol para visualização
sob microscópio óptico.
A identificação se deu a partir do reconhecimento morfológico das estruturas
típicas de FMA crescendo no interior do tecido vegetal, como esporos e hifas
asseptadas ou irregularmente septadas. A partir disso, para estimar a colonização,
adaptou-se o método de linhas e grades desenvolvido por Tennant (1975), em que a
lâmina de folha foi dividida em oito quadrantes ou intersecções iguais, em que cada
quadrante colonizado por esporos e/ou hifas de FMA recebia um valor percentual de
12,5%, totalizando 100% de colonização quando todos os quadrantes estavam
colonizados. Devido ao baixo número de estudos descrevendo a colonização da
serapilheira por FMA, não existe uma padronização na literatura para os métodos de
quantificação desse grupo de fungos nos detritos vegetais.
Figura 4 – Clarificação das folhas, tingimento e montagem das lâminas para a
visualização das estruturas dos Fungos Micorrízicos Arbusculares.
Fonte: Autoria própria (2023).
Análise Estatística
Foi realizada uma Análise de Variância Multivariada por Permutação
(PERMANOVA) usando o índice de Bray-Curtis para verificar se há influência do
tempo de decomposição das folhas na colonização da serapilheira por FMA. Além
disso, uma Análise de Porcentagem de Similaridades (SIMPER), foi realizada para
verificar qual tempo de decomposição (dois e três meses) apresentou maior
influência na taxa de colonização de FMA. As análises foram realizadas pelo
software PAST versão 4.13.
RESULTADOS
Todas as espécies de plantas analisadas apresentaram diferentes
percentuais de colonização total por FMA e também entre os diferentes períodos de
decomposição das folhas (Tabela 1). Entre as espécies analisadas, A. occidentale
não apresentou colonização em suas folhas com três meses de decomposição. Em
contrapartida, Hirtella sp. apresentou o maior percentual de colonização por FMA,
sendo o período de três meses em decomposição com o maior percentual (Tabela
1).
As taxas de colonização das quatro espécies demonstraram variar
dependendo do período de decomposição (dois e três meses). O tempo de
decomposição das folhas influenciou significativamente a colonização da
serapilheira por FMA (F= 6,0; p=0,01), no qual o período de três meses de
decomposição teve mais influência na colonização da serapilheira por FMA (60%)
em detrimento das folhas que ficaram dois meses em decomposição (40%).
Tabela 1 – Percentual de colonização por Fungos Micorrízicos Arbusculares (FMA)
em folhas das espécies Anacardium occidentale, Ziziphus joazeiro, Trichilia hirta e
Hirtella sp., após dois e três meses de decomposição em um fragmento de Mata
Atlântica.
Espéci
e
vegeta
l
Tempo de
decomposição
Colonizaçã
o total
(%)
Hifas (%) Espor
os
(%)
Anacardium
occidentale
2
meses
16,7
%
12,5% 12,6%
3
meses
0% 0% 0%
Ziziphus
joazeiro
2
meses
27,8
%
16,7% 25%
3
meses
27,2
%
17,5% 22,5%
Trichilia hirta 2
meses
15,6
%
12,5% 18,7%
3
meses
15,6
%
12,5% 18,7%
Hirtella sp. 2
meses
25,4
%
12,5% 27,7%
3
meses
53,6
%
48% 51%
Fonte: Autoria própria (2023).
Foram identificadas estruturas de FMA como hifas extrarradiculares e esporos
semelhantes ao do gênero Rhizoglomus colonizando o interior do tecido vegetal das
folhas de Hirtella sp. (Figura 5).
Figura 5 – Estruturas de Fungos Micorrízicos Arbusculares colonizando folhas de
Hirtella sp. com três meses de decomposição.
Fonte: Autoria própria (2023).
Legenda: A: Hifas e esporos extrarradiculares de FMA (50 μm). B: Hifa e esporo com
desenvolvimento semelhante a Rhizoglomus sp. (5 μm). C e D: Esporo com
desenvolvimento semelhante a Rhizoglomus sp. (5 μm). E: Hifas extrarradiculares e
esporos de FMA (5 μm). F: Hifas extrarradiculares de FMA (50 μm).
DISCUSSÃO
As taxas de colonização por FMA variaram de acordo com as espécies
vegetais e os períodos de decomposição de A. occidentale e Hirtella sp., porém em
Z. joazeiro e T. hirta não houve variação em suas taxas de colonização por FMA
entre os períodos de dois e três meses, sugerindo que a diferença temporal de
decomposição na serapilheira não provocou mudanças no acesso por FMA. Em
contraste, A. occidentale apresentou um dos menores percentuais de colonização
em suas folhas no período de dois meses e nenhuma colonização por FMA em três
meses. Isso pode sugerir que o tempo de decomposição ligado a características
específicas da folha pode variar de acordo com a espécie e isso acaba refletindo na
taxa de colonização por FMA. Essas diferenças de colonização sugerem que os
percentuais de colonização da serapilheira por FMA podem sofrer influência de
acordo com as diferentes espécies vegetais, bem como o tempo de decomposição
de cada planta, qualidade da serapilheira, dentre outros fatores que podem levar a
uma diferença no potencial de colonização por FMA para cada espécie de planta
hospedeira.
Estudar a colonização da serapilheira por FMA torna-se complexo porque
existem diferentes fatores ainda inexplorados que podem influenciar esse fenômeno.
Um dos fatores apontados pela literatura é a qualidade da serapilheira (Leifheit &
Rillig, 2016; Gui et al., 2017). O clima também é uma condição que pode influenciar
a colonização de FMA na serapilheira. Um exemplo disso pode ser visto em
Voříšková & Baldrian (2011), que analisaram a sucessão de diferentes grupos de
fungos decompositores de folhas em um ambiente temperado na Europa. O genoma
de Glomeromycota foi detectado na serapilheira em uma baixa porcentagem (1,8%).
No entanto, outros grupos de fungos como Ascomycota (71%) e Basidiomycota
(26%) foram mais abundantes, tendo em vista que são fungos decompositores.
Apesar de já ser esperado que na serapilheira os FMA sejam encontrados em
menor proporção que outros grupos de fungos, estudos com FMA em ambientes de
clima temperado (em solo ou serapilheira) podem ser menos representativos para a
ocorrência desses organismos em comparação com os estudos em ambientes de
clima tropical, tendo em vista que a associação micorrízica representa 50% da
massa microbiana dos solos de ambientes tropicais (Cavalcante et al, 2008). Além
disso, é provável que a baixa proporção de FMA nos achados de Voříšková &
Baldrian (2011) tenha sido menor em relação aos outros grupos porque os FMA não
são fungos decompositores (Davison et al., 2015). Outra informação deste estudo é
que em climas temperados a colonização por FMA provavelmente começa após
vários meses de decomposição, uma vez que o processo de decomposição em
ambientes temperados é mais lento do que em ambientes tropicais (Giweta, 2020).
Em contraste, Bunn et al. (2019), em uma floresta temperada nos EUA, demonstrou
o oposto, que os FMA colonizam a serapilheira apenas nas fases iniciais de
decomposição, por um um período limite de até três meses. Dessa forma, devido ao
número escasso de estudos com FMA na serapilheira, ainda não é possível chegar
a uma conclusão clara sobre o padrão de colonização desses organismosna
serapilheira, bem como quais são os fatores que influenciam esse fenômeno e quais
são as espécies de FMA presentes neste ambiente.
Em regiões tropicais, as folhas da serapilheira se decompõem em um
intervalo de tempo menor que folhas em regiões de clima temperado. Isso pode
representar que os decompositores conseguem acessar os nutrientes da folha de
forma mais rápida (Gui et al., 2017). Fatores como clima, ambiente, microbiota,
tempo de decomposição das folhas, biomassa foliar e qualidade da serapilheira
precisam ser investigados, tendo em vista que podem modular o acesso de FMA à
serapilheira (Hou et al., 2005). Provavelmente, as folhas de três meses de
decomposição apresentaram taxas de colonização mais altas devido à
disponibilização mais expressiva dos nutrientes pelos organismos decompositores,
ou até mesmo pelo substrato estar mais acessível à medida que ocorre a lixiviação
do substrato (Tennakoon et al., 2021).
Recentemente, alguns estudos começaram a especular sobre um possível
potencial sapróbio em FMA (Bunn et al., 2019; Posada et al., 2012). Singh et al.,
(2022) analisaram o genoma de uma espécie de FMA, Rhizoglomus proliferus
(Dalpé & Declerck) Sieverd., G.A. Silva & Oehl, e encontraram concentrações de
esterases de carboidratos (CE), um grupo de enzimas da classe das hidrolases,
relacionados à degradação de matéria orgânica, sendo um complexo enzimático
presente em fungos sapróbios. Dessa forma, ao contrário do que é conhecido para o
filo, é possível que algumas espécies estejam constantemente evoluindo e
adquirindo alguma habilidade saprofítica, sendo necessárias investigações. O que é
conhecido é que, em experimentos controlados em microcosmos, os FMA têm
demonstrado ser capazes de influenciar as taxas de decomposição da matéria
orgânica, acelerando ou retardando (Hodge et al., 2001; Atul-Nayar et al., 2009;
Herman et al., 2012).
O trabalho recente realizado por Crescio et al. (2023) caracteriza a ocorrência
de hifas e esporos de FMA colonizando folhas em decomposição em uma floresta
tropical na Argentina. Essa pesquisa demonstrou que os esporos de Rhizoglomus
intraradices (N.C. Schenck & G.S. Sm.) Sieverd., G.A. Silva & Oehl foram capazes de
colonizar folhas de Fraxinus pennsylvanica Marshall. Em concordância com nossos
dados, esporos com desenvolvimento e padrão de colonização semelhante ao do
gênero Rhizoglomus também foram identificados colonizando folhas de Hirtella sp..
Com base em evidências moleculares que sugerem um potencial sapróbio em
Rhizoglomus proliferus (Singh et al., 2022) e na ocorrência comprovada de espécies
deste gênero colonizando folhas em decomposição, é possível hipotetizar que
algumas espécies de FMA podem participar da decomposição de substrato orgânico,
principalmente algumas espécies do gênero Rhizoglomus. Todavia, devido a baixa
qualidade de visualização decorrente da camada do tecido vegetal (podendo ser fino
ou grosso), somado ao uso da técnica de clarificação das folhas que causa a perda
de características secundárias de identificação, como a coloração do esporo, torna-se
difícil fechar um diagnóstico preciso a nível de espécie de FMA a partir da
identificação morfológica,sendo possível algumas vezes apenas reconhecer os
táxons a nível de gênero. Por essa razão, foram identificados apenas esporos
semelhantes a Rhizoglomus sp. nas folhas de Hirtella sp., enquanto outros esporos
permanecem como Glomeromycota sp. nas folhas de T. hirta, A. occidentale e Z.
joazeiro.
Sabe-se que o gênero Rhizoglomus faz parte da ordem mais representativa
(Glomerales) do filo Glomeromycota (Wijayawardene et al., 2022), o que pode estar
relacionado com sua ocorrência na maioria dos estudos de diversidade. Além disso,
este gênero está inserido na família Glomeraceae, que possui representantes
capazes de realizar esporulação rápida como forma de desenvolvimento, produzindo
esporos e hifas abundantes em um curto intervalo de tempo (Sieverding et al.,
2015). É um gênero de fungos com alta adaptabilidade, tendo em vista que podem
ser encontrados tanto em ambientes terrestres (solo e serapilheira) e ambientes
aquáticos (Zhang et al., 2020; Gomes et al., 2022). Além disso, representantes de
Rhizoglomus, como R. intraradices foram reportados produzindo esporos de forma
assimbiótica, ou seja, na ausência de raízes de plantas, em co-culturas com
bactérias, demonstrando uma capacidade de esporulação independente da simbiose
com as raízes (Hildebrandt et al., 2006). Com base nisso, é possível hipotetizar o
porquê deste gênero está associado à colonização de material orgânico e ser
relatado com maior frequência nos estudos, especialmente devido à sua rápida
esporulação, abundância e alta adaptabilidade a diferentes condições.
Discute-se que os FMA crescem sob material orgânico da camada de
serapilheira, especialmente quando o solo é pobre em nutrientes, obtendo assim
uma fonte alternativa de nutrientes, folhas mortas, capazes de liberar nutrientes à
medida que a decomposição avança (Rivera & Guerrero, 1998). Segundo essa
teoria, os FMA podem remover diretamente esses nutrientes das folhas por meio de
suas hifas, os quais são disponibilizados do material orgânico por outros organismos
decompositores e transferidos via micélio para as raízes das plantas hospedeiras,
estabelecendo a simbiose (Bunn et al., 2019; Posada et al., 2012). Uma hipótese é
de que esse fenômeno pode ser estimulado quando o solo é infértil, mas ainda
permite que as micorrizas arbusculares transloquem nutrientes minerais para as
plantas e concretizem a simbiose FMA e raiz vegetal.
A disponibilidade de nutrientes para os FMA também pode ocorrer
indiretamente por meio do estímulo e competição com organismos saprófitos (Xu et
al., 2018; Gui et al., 2017). Verbruggen et al. (2015) sugerem que os FMA afetam a
ciclagem do carbono no solo por meio do priming microbiano, onde eles aumentam
a atividade de organismos sapróbios e, consequentemente, aceleram a
decomposição da matéria orgânica do solo. Também existem evidências de que as
micorrizas arbusculares podem recrutar outros grupos de fungos decompositores,
como leveduras, outros basidiomicetos e bactérias, que já foram encontrados
intimamente associados às hifas e aos esporos de FMA, para estimular a
degradação de substratos orgânicos (Alonso et al., 2008; Botha, 2011). De acordo
com Jansa et al. (2013), os FMA podem competir com esses outros microrganismos
e capturar esses nutrientes disponibilizados por eles ou usar o excedente liberado.
Estudos com FMA na serapilheira também podem ser importantes para estudar a
evolução do filo, tendo em vista que o registro fóssil demonstra esses fungos
associados ao talo de plantas primitivas fósseis do Devoniano, há aproximadamente
416 milhões de anos (Dotlzer et al., 2008), reforçando que a biologia dos FMA não
está restrita apenas às raízes vegetais como se havia pensado. Entretanto, ainda
não foi encontrado nenhum registro fóssil de estruturas de FMA em folhas de
plantas fósseis. Além disso, estudar FMA na serapilheira é importante para a
restauração de áreas degradadas, podendo a serapilheira funcionar como um
inóculo de FMA, considerados fungos biofertilizantes (Medeiros et al., 2021).
Apesar da ocorrência de FMA na serapilheira já ser comprovada em
ambientes tropicais e temperados (Rivera & Guerrero, 1998; Aristizábal et al., 2004;
Posada et al. 2012; Bahnmann et al. 2018; Bunn et al. 2019; Díaz-Ariza et al., 2021,
Crescio et al., 2023; Lima et al., 2023), nossos resultados trazem novas ocorrências
desse fenômeno em um fragmento de Mata Atlântica pouco estudado. Além disso,
nenhum trabalho caracterizando a colonização de FMA na serapilheira foi realizado
no Brasil até o momento, apenas estudos documentando sua ocorrência na
superfície de folhas em decomposição (Lima et al., 2023). Assim, este estudo
caracteriza-se como o primeiro no país mostrando o padrão de colonização desses
fungos na serapilheira.
CONSIDERAÇÕESFINAIS
Os dados desta pesquisa apresenta registros adicionais de FMA colonizando
a serapilheira da Mata Atlântica brasileira e regiões de clima tropical do mundo.
Além disso, este trabalho configura-se como o primeiro a identificar o gênero
Rhizoglomus colonizando a serapilheira no Brasil. Também, deixa a reflexão de
serem desenvolvidas novas técnicas que aprimorem a identificação desses fungos a
partir do tecido vegetal. Além disso, pesquisas adicionais são necessárias para
investigar o aparato enzimático desses fungos quando estão na serapilheira visando
identificar algum papel dos FMA na decomposição da matéria orgânica vegetal.
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AGRADECIMENTOS
Até aqui, passaram-se quatro longos anos, que ao mesmo tempo correram à
velocidade da luz. Entrei no curso de Ciências Biológicas aos 18 anos, muito jovem
para tomar decisões importantes, mas na hora certa para continuar. Estarei
terminando aos 22, mas me sentindo muito mais jovem agora. Construir um ser
humano e dedicar-se à única coisa que alguém de origens simples tem para se
agarrar não é uma tarefa fácil. O agradecimento mais especial começa aos meus
pais, Robson e Andréa, que quando eu estava apenas começando a aprender a ler
e a escrever me diziam o quanto seria importante para mim estudar. Eles diziam que
eu só ia alcançar os meus sonhos se eu fizesse tudo diferente de todos e me deram
oportunidades que eles mesmos nunca tiveram: batalharam por suas vidas para que
eu tivesse a chance de ter uma educação de qualidade. E sem nenhuma obrigação,
transformei isso em um prazer. Eu só cheguei até aqui devido principalmente a eles.
Gratidão também à toda a minha família, em especial à minha avó Olinda, minha
segunda mãe, e à minha tia Paula, minha terceira mãe. Eu amo muito todos vocês
com todo meu coração.
Agradeço imensamente à minha orientadora Juliana Lima, que me
apresentou à sua própria linha de pesquisa e me ensinou tudo o que era necessário
para que esta minha própria pesquisa surgisse, sempre se disponibilizando para
corrigir e auxiliar nos meus projetos e me permitindo evoluir academicamente com
amizade e ensinamentos importantes. Você é uma ótima orientadora e sei que um
dia se tornará um grande exemplo de professora. Com muita gratidão, também
agradeço ao meu orientador Bruno Goto, que abriu as portas do seu laboratório para
uma jovem aluna quando a própria UFRN estava muito distante de mim devido à
pandemia. À sabedoria, trocas acadêmicas, conselhos e compreensão, sou muito
grata. Aos companheiros de laboratório, que hoje posso chamar de amigos, muito
obrigada por iluminar meus dias com risadas, piadas e ajudas mais do que
necessárias. Aos mais antigos e aos mais novos, muito obrigada por estarem lá.
Todos vocês possuem uma parte de contribuição a essa pesquisa de alguma forma,
então agradeço em especial a Juliana Felix pela amizade e parceria durante esses
dois anos de pesquisa, a Heloysa, Naasson e Patrícia por sempre estarem dispostos
a tirar alguma dúvida acadêmica e por partilharem seus próprios conhecimentos
comigo, também a Kairo por se disponibilizar gentilmente a fazer mais um de seus
belos mapas para a minha pesquisa e a me ajudar nos últimos segundos na escrita
deste trabalho, a Juliana Leroy por ter participado de algumas coletas comigo, assim
como Alessandra. A Amanda, André, Elaine, Elias, Hanna, José, Kássia e Mariana,
vocês me ajudaram de alguma forma a chegar neste resultado também. Muito
obrigada a todos que permitiram que todas as condições necessárias ocorressem
para que isso tudo fosse alcançado e por toda alegria que vivi com vocês.
Agradeço também ao CNPq e à UFRN, instituições de fomento de pesquisa
que permitem que muitos estudantes se desenvolvam dentro das universidades e
que permitem à ciência criar raízes.