Material_de_apoio_Ecologia_microbiana_-_2011-II

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Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro 
Departamento de Microbiologia e Imunologia Veterinária 
IV 217 – Microbiologia Geral 
II/2011 
 
 
ECOLOGIA MICROBIANA 
 
Ecologia microbiana é um ramo da microbiologia que estuda os 
microorganismos e sua interação com o ambiente biótico e abiótico. Ou seja, estuda o 
comportamento e as atividades dos microorganismos nos seus ambientes naturais. 
Estuda as inter-relações dos microorganismos uns com outros, e com outros 
organismos como plantas e animais e as relações destes com o meio ambiente 
abiótico. 
Antes de começarmos, alguns conceitos ecológicos quanto ao nível de 
organização dos microorganismos devem ser relembrados: 
Indivíduos: é o representante de uma espécie, que nos microorganismos é 
normalmente uma célula. 
População: é um grupo de indivíduos de uma mesma espécie que ocupam 
uma determinada área (mesma constituição genética, usam os mesmos substratos e 
ocupam o mesmo nicho ecológico). 
Comunidade: conjunto de populações que ocupam um mesmo habitat e 
interagem entre si. Por exemplo: comunidade da rizosfera, do rumem, etc. 
Ecossistema: é formado pelas interações das comunidades entre si 
(microbianas ou não) e destas com o ambiente físico. É o conjunto de comunidades e 
dos fatores abióticos de um determinado ambiente. 
 
 
INTERAÇÕES DENTRO DE UMA MESMA POPULAÇÃO MICROBIANA 
 
Em condições naturais, um microorganismo raramente existe isoladamente, 
isto é vivem em colônias. Normalmente ele se multiplica e forma grupos de indivíduos, 
denominado de população. Tipicamente, em condições naturais, numerosas 
populações de diferentes características coexistem. As populações microbianas que 
vivem em determinado local, chamado habitat, interagem uma com as outras e 
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formam a comunidade microbiana. A comunidade microbiana está estruturada para 
que cada população contribua para a sua manutenção. 
Tanto a interação positiva como a negativa ocorre entre indivíduos dentro de 
uma mesma população e entre as diversas populações microbianas de uma 
comunidade. Estas interações permitem que as populações alcancem tamanhos 
ótimos para os recursos disponíveis dentro do habitat. A interação como um todo entre 
as populações mantém o equilíbrio ecológico de uma comunidade. 
Segundo o “Princípio de Allee”, pode ocorrer interação positiva e negativa 
mesmo em uma simples população. Tais interações foram originalmente observadas 
em plantas e animais, estão inter-relacionadas e são dependentes da densidade 
populacional. 
De forma generalizada, as interações positivas aumentam a taxa de 
crescimento da população, enquanto as interações negativas têm efeito oposto. Com o 
aumento da densidade da população, as interações positivas teoricamente aumentam 
a taxa de crescimento até um limite. Em contraste, interações negativas diminuem a 
taxa de crescimento com o aumento da densidade populacional. 
Geralmente, as interações positivas (cooperação) predominam a baixas 
densidades populacionais e as negativas (competição) a altas densidades 
populacionais. Como um resultado, há uma densidade populacional ótima para a 
máxima taxa de crescimento. As taxas de crescimento abaixo da ótima densidade são 
fortemente afetadas pelas interações positivas; taxas de crescimento acima da 
densidade populacional são fortemente influenciadas pelas interações negativas. 
 
1. INTERAÇÕES POSITIVAS OU COOPERAÇÃO 
A importância da cooperação dentro de uma mesma população é evidenciada 
por um período lag extenso ou uma completa ausência de crescimento quando um 
inóculo muito pequeno é usado nos procedimentos rotineiros de transferência de 
cultura. Isto é verdade principalmente para microorganismos de crescimento lento e é 
um dos maiores obstáculos para todos os procedimentos de isolamento que requerem 
o crescimento de uma célula microbiana para produzir colônia. Há pouca dúvida de 
que as populações de densidade mediana são geralmente os que resultam em 
sucessos, comparados com organismos individuais na colonização de habitat natural. 
Um exemplo típico é sobre “a dose infecciosa mínima” de centenas de 
microorganismos para causar doença, onde raramente um único microorganismo é 
capaz de se defender sozinho. Como o mecanismo que confere a semi-
permeabilidade da membrana do microorganismo não é perfeito, tende a deixar 
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escapar intermediários metabólitos, de baixo peso molecular, que são essenciais para 
a biossíntese e crescimento numa população. Quando os microorganismos estão em 
uma maior densidade de células uma significante concentração extracelular desses 
metabólitos é estabelecida, o que contra-reage a perdas posteriores e facilita a 
reabsorção. Para uma simples célula ou uma baixa densidade de células, entretanto, 
as perdas podem exceder as taxas de recuperação e impedir o crescimento, 
reforçando a importância da cooperação dentro da população. Um inóculo substancial, 
isto é, uma população suficientemente grande, é capaz de ajustar a um meio de 
cultura com potencial para crescimento inicial desfavorável, enquanto uma simples 
célula ou uma pequena população não é capaz de fazê-lo. 
A formação de colônias pelas populações microbianas é provavelmente uma 
adaptação baseada nas interações de cooperação dentro da população. Mesmo as 
bactérias móveis, que podem mover para onde quiserem normalmente permanecem 
em colônias. Microcolônias, ao invés de microorganismos individuais, são observados 
aderidas as partículas. A associação de uma população dentro de uma colônia permite 
uma utilização mais eficiente dos recursos disponíveis. Algumas colônias de bactérias 
exibem movimento em massa, ocasionalmente giram em volta ou migram em vias 
espirais; tais migrações coordenadas obtêm, provavelmente, resultados que 
beneficiam os microorganismos dentro das colônias, na busca de novas fontes de 
nutrientes. 
Interações cooperativas dentro das populações podem ser particularmente 
importantes quando a população esta utilizando substratos insolúveis tais como lignina 
e celulose. A produção de enzimas extracelulares por membros individuais de uma 
população torna tal substrato disponível para todos os membros da população. Em 
baixas densidades populacionais, os produtos solúveis liberados pelas enzimas 
podem ser rapidamente perdidos pela diluição, enquanto em população com 
densidades maiores, os produtos solúveis resultantes podem ser utilizados com alta 
eficiência. Como um exemplo, a mixobactéria alimenta-se predominantemente de 
substratos insolúveis, e elas usam suas exoenzimas de maneira comunitária para 
solubilizar esse substrato. O crescimento dependente da densidade da Myxococcus 
xanthus em caseína insolúvel tem sido demonstrado. Nenhum crescimento ocorreu em 
caseína à densidade celular menor que 103/mL, e a taxa de crescimento aumentou 
com o aumento da densidade celular. Isto não é observado se a caseína pré-
hidrolizada é utilizada. Em adição a solubilização cooperativa dos substratos, ácidos 
orgânicos produzidos por indivíduos dentro de uma população pode também 
solubilizar elementos inorgânicos (por exemplo, fosfatos) em certos habitats, tais como 
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solos e superfícies de rochas, tornando os elementos essenciais disponíveis para 
todos os membros da população. 
A cooperação em uma população pode também funcionar como um 
mecanismo de proteção contra fatores ambientais hostis. É comum observar em 
laboratório que em dada concentração, um inibidor metabólico tem um efeito menor 
sobre uma suspensão celular do que sobre a mesma diluída. Populações microbianas 
dentro de biofilmes são mais resistentes a agentes antimicrobianos do que células em 
suspensão dos mesmos organismos. Em ambientes naturais, em exposição à UV, alta 
densidade populacional provavelmente protege alguns membros da exposição direta, 
permitindo um crescimentocontínuo da população. 
Mudança genética é outra interação cooperativa que ocorre da população. A 
resistência a antibióticos e metais pesados, bem como a habilidade de utilizar um 
substrato orgânico não comum, são freqüentemente transmitida geneticamente a 
outros membros da população. Esse fenômeno permite que informações adaptativas 
surgidas em um microorganismo possam ser disseminadas através da população. 
Mudança genética é importante na prevenção de super-especialização dentro da 
população. Muitos métodos de trocas genéticas têm evoluído para permitir este 
esforço cooperativo. Estes mecanismos incluem a transformação, transdução e 
conjugação. Embora esses eventos genéticos ocorram somente entre dois membros 
da população, eles normalmente requerem alta densidade populacional. Populações 
bacterianas, por exemplo, geralmente requerem densidades maiores que 105 
células/mL para a troca genética de conjugação; em baixos níveis de densidade 
populacional, a probabilidade de sucesso na mudança genética é muito baixa e o 
processo geralmente não é significante. Algumas vezes, entretanto, a formação de 
agregados em população com baixa densidade pode facilitar a troca genética. Células 
receptoras de Enterococcus faecalis produzem substâncias sinalizadoras que induzem 
as células doadoras a produzirem aglutininas que levam a aproximação entre células, 
formando agregados com células receptoras. 
 
2. INTERAÇÕES NEGATIVAS OU COMPETIÇÃO 
Em seu ambiente natural, as bactérias sofrem a influência da competição pelos 
recursos oriundos do meio em que vivem. Como em uma população, todos os 
membros tendem a usar o mesmo substrato e ocupar o mesmo nicho ecológico, se um 
indivíduo dentro da população metaboliza uma molécula-substrato, essa molécula não 
vai estar disponível para os outros membros da população. Em habitat natural com 
baixa concentração de substrato disponível, o aumento na densidade populacional 
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causa um aumento na competição pelos recursos disponíveis. A competição dentro da 
população de microorganismos predadores ocorre pela disponibilidade da presa; entre 
os microorganismos parasíticos ocorre pela disponibilidade de célula hospedeira. 
Além da procura de fontes de nutrientes, a competição inclui interações 
negativas, como aquelas que resultam do acúmulo de substancias tóxicas produzidas 
por membros da população. Dentro de uma população com alta densidade, produtos 
metabólicos podem acumular a níveis inibitórios. A presença de intermediários 
metabólicos tal como os ácidos graxos de baixo peso molecular e H2S, como ocorre 
em determinadas condições, constitui um mecanismo de “feedback” negativo. Esse 
acúmulo pode limitar efetivamente o crescimento de algumas populações microbianas 
mesmo que se tenha substrato disponível. Como exemplo desse tipo de interação 
competitiva, o excesso de H2S acumulado pode limitar a redução de sulfato; acúmulo 
de ácido lático e outros ácidos graxos podem afetar a atividade do Lactobacillus; e o 
acúmulo de etanol pode afetar o processo de fermentação de Saccharomyces. 
Com o intuito de obter uma maior vantagem adaptativa em relação às outras 
espécies, tem se observado a produção de colicinas. As colicinas são compostos 
proteináceos produzidos por Escherichia coli e outros membros da família 
Enterobacteriaceae, sendo ativas, principalmente, contra bactérias mais relacionadas. 
Já foram descritos, trinta e quatro tipos de colicinas, das quais vinte e uma têm sido 
bem estudadas. Esses estudos mostram uma diversidade de proteínas com 
características intrigantes: são produzidas sob condições de estresse como a ausência 
de nutrientes; somente uma fração das bactérias colicinogênicas é induzida a produzir 
a proteína; e as bactérias colicinogênicas são protegidas contra as colicinas que 
produzem por proteínas de imunidade expressas constitutivamente. 
 
 
INTERAÇÃO ENTRE POPULACÕES MICROBIANAS 
 
Quando duas populações diferentes interagem, uma ou ambas podem se 
beneficiar da interação, ou uma ou ambas podem ser negativamente afetadas. As 
categorias usadas para descrever essas interações representam uma classificação de 
sistema conceitual (Tabela 1). Possíveis interações entre as populações microbianas 
podem ser reconhecidas como interações negativas (competição e amensalismo); 
positivas (comensalismo, sinergismo, mutualismo) ou interações que são positivas 
para uma e negativa para outra população (parasitismo e predação). Em comunidades 
simples, uma ou mais das interações citadas podem ser observadas e estudadas. 
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Dentro de uma complexa comunidade biológica natural todas essas interações 
provavelmente ocorrem entre diferentes populações. As interações negativas entre as 
populações agem como mecanismo de “feedback” que limita a densidade da 
população. Enquanto que as interações positivas permitem aos microorganismos usar 
recursos disponíveis mais eficientemente e ocupar habitat que de outro modo seria 
inabitável. 
Relações mutualistas entre populações microbianas criam essencialmente 
novos organismos capazes de ocupar nichos que não poderiam ser ocupados pelos 
organismos sozinhos. Interações positivas entre populações microbianas são 
baseadas em combinações físicas e capacidades metabólicas que aumentam as taxas 
de crescimento e sobrevivência. As interações negativas que limitam a densidade 
populacional representam um mecanismo de auto-regulação que a longo prazo 
beneficia as espécies por evitar uma superpopulação, destruição do habitat, e 
conseqüentemente, a sua extinção. Interações entre populações microbianas são 
esforços dirigidos na evolução da estrutura da comunidade. 
 
TABELA 1. Tipos de interações entre populações microbianas 
 
Interação Efeito da Interação 
População A População B 
Neutralismo 0 0 
Comensalismo 0 + 
Sinergismo + + 
Mutualismo + + 
Competição - - 
Amensalismo - + ou 0 
Predação + - 
Parasitismo + - 
+ = efeito positivo 
- = efeito negativo 
0 = sem efeito 
 
 
 
 
 
 
 
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1. NEUTRALISMO 
Neutralismo é a ausência de interação entre duas populações microbianas. O 
neutralismo não ocorre entre populações que apresentam funções semelhantes dentro 
da comunidade. Está presente entre populações com capacidade metabólica 
extremamente diferente do que com capacidade similar. É difícil demonstrar o 
neutralismo, isto é, nenhuma interação entre os microorganismos de duas populações. 
Assim, quando descritos são porque as interações que ocorrem é de mínima 
importância. Ocorre entre duas populações de baixa densidade, onde uma população 
não sente a presença da outra. O neutralismo ocorre em habitat marinho e oligotrófico 
(baixa concentração de nutrientes) e habitat de lagos onde haja densidade 
populacional extremamente baixa. 
Em sedimentos e solos, ocorre quando a população microbiana ocupa locais 
separados (microhabitat) nos solos e partículas de sedimentos. Somente a separação 
física, entretanto, não assegura uma relação de neutralismo. Por exemplo, um 
microorganismo patogênico pode invadir a raiz da planta, resultando na morte dessa 
planta e a destruição de habitat de outras populações de microorganismos que moram 
nas folhas das plantas. Embora não tenha contato direto entre duas populações, a 
destruição das folhas pelo patógeno da raiz elimina a relação de neutralismo. 
O neutralismo ocorre também entre duas populações bem diferentes. Na 
atmosfera, onde a densidade populacional é baixa e todos os microorganismos são 
considerados alóctones (não indígenas), nessas condições é a relação mais comum. 
As condições ambientais que não permitem crescimento microbiano ativo 
favorecem o neutralismo. Por exemplo, microorganismos congelados, tais como 
produtos alimentícios congelados, águas de lago congelado, são tipicamente uma 
relação de neutralismo. As condiçõesambientais que favorecem o crescimento da 
população microbiana diminuem a relação de neutralismo. 
Os microorganismos em repouso ou com baixa taxa metabólica não força os 
microorganismos as relações competitivas pelos recursos disponíveis com outros 
microorganismos na comunidade. Produção de esporos, cistos e corpos de repouso 
durante o período de estresse ambiental, tal como excessivo calor ou seca, permite 
que as populações microbianas entrem na relação de neutralismo. 
 
 
 
 
 
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2. COMENSALISMO 
O comensalismo ocorre quando uma população se beneficia enquanto a outra 
permanece inalterada ou não é afetada. Há inúmeras bases físicas e químicas para a 
relação de comensalismo: 
- Quando a população de aeróbios utiliza oxigênio e há a criação de um 
ambiente com menores tensões de oxigênio, cria um habitat favorável ao crescimento 
de anaeróbios facultativos. Não competem pelo mesmo substrato. 
- Quando a produção de fatores de crescimento é base para muitas relações 
comensais: alguns microorganismos excretam vitaminas, que podem ser utilizadas por 
outras populações microbianas. Flavobacterium brevis excreta cisteína, que pode ser 
usado em habitat aquático por Legionella pneumophila. 
- A transformação de compostos insolúveis a solúveis e a conversão de 
compostos solúveis a compostos gasosos pode também ser a base para uma relação 
comensal. 
- O metano produzido por bactérias nos sedimentos podem beneficiar os 
oxidantes do metano na camada superior. Sob certas condições Desulfovibrio supre 
Methanobacterium com acetato e hidrogênio resultante da respiração anaeróbia e 
fermentação, usando sulfato e lactato para gerar esses produtos. 
- A atividade de uma população pode também fazer um composto tornar 
disponível para outra população. 
- Uma população pode produzir ácidos que podem liberar compostos que estão 
ligados ou inacessíveis a 2º população. Isto é muito comum nos solos onde muitos 
compostos estão ligados as partículas minerais ou aos materiais húmicos. 
O comensalismo entre populações é a conversão de moléculas orgânicas por 
uma população em substratos entre outras populações. Alguns fungos, por exemplo, 
produzem enzimas extracelulares que convertem compostos poliméricos complexos, 
tal como a celulose em compostos simples, tal como glicose. Esse composto simples 
pode ser usado por outras populações microbianas que não possuem essa enzima e 
utilizam a molécula orgânica complexa. O fato de muitas bactérias nutricionalmente 
fastidiosas ocorrerem no solo sugere que seu crescimento e sua sobrevivência podem 
depender da síntese e excreção de vitaminas e aminoácidos por espécies menos 
fastidiosas. 
Uma das bases para relação comensal é o co-metabolismo onde um 
organismo transforma um substrato a outro sem utilizá-lo como nutriente ou fonte de 
energia. Este substrato poderá ser utilizado por outra população, viabilizando o 
crescimento de organismos em ambientes onde não haveria substratos disponíveis. 
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Um exemplo ocorre quando Mycobacterium vaccae metaboliza ciclohexano 
transformando em ciclo hexanol enquanto cresce em propano. As populações 
bacterianas são beneficiadas porque elas não conseguem metabolizar o ciclo hexano, 
mas conseguem metabolizar o ciclo hexanol (Figura 1). 
 
 
FIGURA 1. Exemplo de comensalismo baseado no co-metabolismo. 
 
3. SINERGISMO (PROTOCOOPERAÇAO) 
No sinergismo é uma interação entre duas populações na qual ambos se 
beneficiam. Às vezes essa relação é tão frouxa que uma das populações pode 
facilmente ser substituída por outra. Sinergismo permite que as populações 
microbianas participem do processo de síntese ou degradação de um composto que 
nenhuma delas sozinhas seria capaz de completar. O termo sintrofismo é aplicado a 
interação de duas ou mais populações que suprem um ao outro a necessidade 
nutricional. Um exemplo teórico de sintrofismo pode ser observado na figura 2. Outro 
exemplo é a relação entre Cellulomase e Azotobacter, onde a Cellulomonas degrada a 
celulose liberando glicose que é usada por Azotobacter e Azotobacter fixa nitrogênio 
gasoso (N2), transformando-o em amônio (NH4+), uma forma utilizável por 
Cellulomonas Outros exemplos típicos são as interações que ocorrem em 
biodigestores e no rúmen. 
 
 
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FIGURA 2. Exemplo teórico de sinergismo. 
 
4. MUTUALISMO 
Mutualismo é uma associação interativa obrigatória entre membros de duas 
populações, produzindo uma condição na qual dois organismos vivem juntos, em 
grande proximidade física, visando ao benefício mútuo. É bastante específica e 
permite que os organismos existam em condições onde não poderiam ocupar 
sozinhos. Porém não fica excluída a possibilidade da população existir separadamente 
em outros habitats. 
Em exemplo de mutualismo é a interação entre os protozoários Paramecium e 
algas endosimbiontes Chlorella que permite que o Paramecium viva em condições 
anaeróbicas fornecendo-lhe O2 e carboidrato originário da fotossíntese. A Chlorella, 
por sua vez, recebe proteção, motilidade, CO2 e fatores de crescimento. Em média, 
cada protozoário pode conter de 50-100 células de algas. 
Os liquens são formados pela associação mutualística entre fungos e algas. Os 
fungos mais comuns nessas associações são os ascomicetos, e as algas mais 
freqüentemente encontradas são Trebouxia, Pseudotrebouxia, Trentepohlia e Nostoc. 
Alguns liquens resultam da associação entre fungos e cianobactérias. A associação 
permite que os liquens habitem locais onde nem algas nem fungos poderiam viver 
separadamente. Nesta relação simbiótica a alga é responsável pela produção de 
alimento orgânico e realização da fotossíntese. O fungo produz ácido que desagrega 
as rochas e, através de suas hifas, absorve água e sais minerais do solo, fornecendo-
os à alga, garantindo a proteção e um ambiente adequado para o desenvolvimento da 
alga. Os liquens associados a cianobactérias podem até aproveitar o nitrogênio 
atmosférico (N2) como fonte de nitrogênio. 
Os liquens são amplamente distribuídos e podem ocorrer em ambientes 
inóspitos, como desertos e regiões polares. São considerados colonizadores 
primários, pois executam papel primordial nas sucessões ecológicas, uma vez que 
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propiciam a chegada de outros organismos no ambiente, ao degradar rochas, auxiliar 
na formação do solo e ocupar o ambiente como seres pioneiros. 
Por não possuírem mecanismos de excreção são particularmente sensíveis a 
compostos tóxicos, podendo ser utilizados como importantes indicadores ambientais, 
sendo utilizados como indicadores de: componentes tóxicos do ar poluído, 
particularmente de dióxido de enxofre; mapeamento de metais pesados e outros 
poluentes ao redor de pólos industriais; instrumentos para monitorar a contaminação 
por substâncias radioativas. 
As micorrizas (mico = fungo; rizo = raiz) são associações mutualísticas de 
fungos do solo com as raízes de plantas. As hifas do fungo envolvem as raízes das 
plantas ou então chegam a penetrar em suas células. O fungo aumenta a superfície de 
absorção de água e sais minerais das raízes, além de converter certos sais minerais 
em formas que são mais facilmente absorvidas pelas plantas. Em troca, a planta 
fornece carbono orgânico ao fungo. Em geral, as plantas não crescem tão bem — e, 
às vezes, até morrem — se forem privadas da associação com o fungo, principalmente 
em solos pobres em sais minerais. Há vários tipos de associações micorrízicas, entre 
elas as principais são as micorrizas arbusculares e as ectomicorrizas. Acredita-se hoje 
que as micorrizas são regra e não mais exceção. Cerca de 90% das plantas 
agronômicas (soja, tomate) são colonizadas por algum fungo micorrízico, 
principalmente arbuscular, já em espécies florestais há o predomínio das 
ectomicorrizas. 
A fixação biológica de nitrogênio (FBN)é o processo pelo qual este elemento 
químico é captado da atmosfera, onde se caracteriza pela sua forma molecular 
relativamente inerte (N2) e é convertido em compostos nitrogenados (como amônio ou 
nitrato) usados em diversos processos químico-biológicos do solo, especialmente 
importantes para a nutrição de plantas. 
A associação de bactérias diazotróficas, principalmente do gênero Rhizobium, 
com raízes de plantas da família das leguminosas (Fabaceae) é um exemplo de 
interação mutualística. As bactérias utilizam parte dos fotoassimilados da planta 
hospedeira para gerar a energia necessária para promover o processo de fixação 
biológica de nitrogênio. Por outro lado, a planta beneficia-se do nitrogênio fixado pela 
bactéria para síntese de suas proteínas. 
A inoculação de bactérias diazotróficas em sementes de leguminosas é uma 
tecnologia capaz de reduzir consideravelmente a adubação mineral nitrogenada e em 
alguns casos substituí-la, pois o N fixado pode alcançar em média 1500 kg/ha, 
resultando em expressiva redução do custo de produção da cultura. Essa tecnologia 
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deve-se principalmente aos estudos da pesquisadora Dra. Johanna Döbereiner (1924-
2000) (Embrapa Agroecologia). 
Outro exemplo de mutualismo é a relação entre cupins (térmites) e 
protozoários. Os protozoários vivem no trato digestivo dos cupins; digerem a celulose 
ingerida pelos cupins originando hidratos de carbono, dos quais se alimentam, e 
produzindo acetato que é oxidado pelos cupins. O alimento dos insetos é pobre em 
aminoácidos e vitaminas; e estes conseguem obter estes nutrientes dos protozoários, 
já os protozoários recebem alimento dos cupins e um local seguro para viver. Como os 
cupins são incapazes de digerir celulose (não têm celulase), dependem da relação 
simbiótica para sobreviver (relação obrigatória). 
 
5. COMPETIÇAO 
Na competição, ambas as populações são afetadas negativamente em relação 
ao crescimento e sobrevivência. Ocorre quando microorganismos tentam usar o 
mesmo recurso (local físico, nutriente, etc). Se um deles dominar, crescerá mais que o 
outro (princípio da exclusão competitiva). Um exemplo são protozoários ciliados que 
têm nichos ecológicos semelhantes (Figura 3). Outro exemplo é a competição por 
amônia por microorganismos heterotróficos e bactérias que oxidam amônia. Os 
heterotróficos utilizam a amônia para fazer aminoácidos e proteínas, e as últimas 
necessitam da amônia primariamente como fonte de energia. Se a amônia existe em 
quantidades limitantes, haverá a diminuição da taxa de crescimento das duas 
populações. Em outro exemplo de competição, estirpes de Rhizobium competem uns 
com os outros para estabelecer a simbiose com a planta leguminosa. 
 
 
Figura 3. Volume da população de Paramecium aurelia e Paramecium caudatum 
crescendo separados ou em mistura. 
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6. AMENSALISMO (ANTAGONISMO) 
Interação em que um organismo produz compostos que inibem o 
desenvolvimento do outro. Ocorre quando a produção de substâncias tóxicas por uma 
população microbiana afetará a outra negativamente. 
A produção de antibióticos por microorganismos é um exemplo clássico de 
antagonismo microbiano. Actinomicetes, espécies de Bacillus e fungos produzem 
antibióticos como metabólitos secundários, que inibem grupos específicos de 
organismos. Alguns exemplos são as penicilinas e cefalosporinas que são ativas 
contra bactérias Gram-positivas; estreptomicinas que são ativas contra bactérias 
Gram-positivas e Gram-negativas e as cicloheximidas que são ativas contra células 
eucariotas. Entretanto, existem muitas outras formas de antagonismo. Por exemplo, 
alguns fungos produzem cianeto em concentrações que são tóxicas para outros 
microorganismos, e algumas algas produzem ácidos graxos antibacterianos. O 
metano, o sulfeto e compostos voláteis que contêm enxofre, produzidos por alguns 
microorganismos do solo, podem inibir outras espécies. 
As mixobactérias e os estreptomicetos são conhecidos pela capacidade de 
secretar poderosas enzimas líticas, as quais degradam a parede celular ou outras 
camadas protetoras de superfície de outras bactérias. O material celular degradado, 
bem como as substâncias internas liberadas pela lise do organismo, pode servir como 
nutrientes para as mixobactérias, os estreptomicetos e outros microorganismos. 
 
7. PREDAÇAO 
A predação é uma associação em que um organismo, o predador, alimenta-se 
e digere outro organismo, a presa. É uma relação de curta duração e normalmente o 
predador é maior que a presa. Por exemplo, alguns protozoários alimentam-se de 
bactérias e esporos fúngicos. Outro exemplo de predação é o fungo sendo utilizado 
como alimento por ácaros. 
 
 
8. PARASITISMO 
O parasitismo é uma interação em que um organismo vive sobre ou dentro de 
outro organismo. O parasita é dependente do hospedeiro e vive em contato físico 
íntimo e em associação metabólica com o hospedeiro. O parasita alimenta-se de 
células, tecidos ou fluidos do hospedeiro e este é geralmente prejudicado no processo, 
embora não necessariamente morto. Todos os principais grupos de plantas, animais e 
microorganismos são susceptíveis ao ataque de parasitas microbianos. Exemplos de 
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parasitismo de microorganismos incluem bacteriófagos, que replicam somente no 
interior de células bacterianas, e fungos quitrídios que parasitam algas bem como 
outros fungos e plantas. 
Por muitos anos os microbiologistas não acreditaram que algumas bactérias 
alimentavam-se de outras bactérias, e a descoberta da bactéria Bdellovibrio, por Heinz 
Stolp e Mortimer Starr, em 1963, causou grande surpresa. Bdellovibrio parasita 
bactérias Gram-positivas (Pseudomonas phaseolicola, Pseudomonas fluorescens, 
Escherichia coli, Spirillum serpens). A célula do Bdellovibrio liga-se à superfície da 
célula hospedeira, fazendo um orifício através do qual entra na célula. A célula 
hospedeira perde a sua mobilidade e a sua atividade metabólica e o conteúdo celular 
é progressivamente degradado de forma a providenciar nutrientes ao parasita. Após 1 
a 3 horas, a célula de Bdellovibrio transforma-se numa espiral e divide-se em 6 a25 
células filhas que se libertam para o meio ambiente. Os bdelovídrios são difundidos no 
solo e nas águas de esgoto e podem afetar outras bactérias nesses ambientes.