Os microrganismos do solo podem estar escondidos abaixo do solo, mas pistas de como eles estão afetando a saúde do solo podem ser facilmente vistas nas plantas, a olho nu. 🔎
O solo é um dos ecossistemas terrestres de maior diversidade, fornecendo matéria orgânica, minerais e água para microrganismos que, além de fornecerem nutrientes e metabólitos essenciais para a manutenção da fertilidade, interagem com as raízes das plantas, a microfauna e entre si.
Além das estreitas relações entre os organismos e o meio como um todo, as interações entre os membros da microbiota são de grande importância para o funcionamento deste grande organismo vivo que é o solo, tendo em vista que os microrganismos são as principais formas de vida deste ecossistema que sustenta a vida na Terra. 🌱
A sobrevivência em um ambiente tão variável faz com que a habilidade de competir ou cooperar se torne essencial para qualquer organismo presente no solo. Diferentes membros da microbiota, ou demais organismos, podem se beneficiar ou não dos efeitos destas interações positivas (mutualismo e comensalismo) ou negativas (competição, antagonismo, parasitismo e predação):
Mutualismo: interação entre dois organismos que se beneficiam mutuamente, como exemplo de bactérias diazotróficas ou de fungos micorrízicos arbusculares em associação com plantas;
Comensalismo: apenas um organismo é beneficiado, enquanto o outro não é afetado, a exemplo de metabólitos, vitaminas ou aminoácidos produzidos por uma espécie e consumidos por outra;
Competição: quando as espécies competem entre si por nutrientes, água e espaço;
Antagonismo: inibição do desenvolvimento ou proliferação de uma espécie por outra, assim como o exemplo de diferentes espécies de Trichoderma capazes de inibir o crescimento de diversos fitopatógenos, por meio da secreção de antibióticos ou metabólitos;
Parasitismo: interação na qual um organismo é hospedeiro de outro, como no caso de fungos fitopatogênicos como Phytophthora e Fusarium, que invadem tecidos vegetais para obter energia e condições mais propícias para sobrevivência e desenvolvimento.
Predação: interação na qual um organismo serve de fonte de alimento para o outro, como exemplo de protozoários que consomem microrganismos do solo.
O equilíbrio do solo está relacionado a um conjunto de fatores físicos, químicos e biológicos, dentre os quais, os efeitos das diferentes interações entre os organismos. No caso da microbiota, a diversidade e a abundância relativa de diferentes grupos de microrganismos têm estreita relação com a saúde do solo, pois, por meio da competição ou antagonismo, populações benéficas podem se sobrepor e impedir a proliferação de espécies patogênicas.
Espécies fitopatogênicas oportunistas, em grande parte das vezes, se tornam virulentas devido a um desequilíbrio da microbiota, isto é, condições em que sua proliferação e infecção se tornam favoráveis. 💣
O equilíbrio da microbiota está relacionado a diferentes fatores bióticos e abióticos. Os fatores bióticos envolvem a atuação de seres vivos, como a produção de antibióticos e antifúngicos por microrganismos ou a sua predação por nematóides e protistas, entre outros. Os fatores abióticos, não envolvem a atuação direta de organismos vivos, a exemplo da temperatura e radiação solar, entre outros.
Além da atuação em ciclos biogeoquímicos, solubilização de nutrientes e biocontrole de patógenos, o cooperativismo entre a microbiota é uma atividade essencial para que moléculas indispensáveis para a vida terrestre sejam criadas. São diversas as trocas de metabólitos que ocorrem no solo. Espécies degradam moléculas orgânicas e inorgânicas e associam-nas em diferentes compostos que são utilizados por outras espécies, formando uma rede complexa de troca.
Como exemplo, podemos citar a cascata de reações a partir da produção de metanol proveniente do metabolismo deste gás por espécies como Escherichia coli. O metanol pode ser metabolizado em formaldeído por espécies do gênero Hyphomicrobium e assimilado juntamente com a ribulose-5-fosfato em dihidroxiacetona por membros do gênero Methylococcus. Estas últimas, por sua vez, são degradadas por leveduras e bactérias em etanol e, juntamente com o acetato, formam um bom substrato para o crescimento de Clostridium kluyveri.
A partir deste, dentre inúmeros outros exemplos, fica evidente a complexidade da interconexão de metabólitos e outras substâncias entre os microrganismos. Existem incontáveis redes metabólicas e compostos que conectam a microbiota, interferindo em suas relações e diversidade. 🦠
A presença e a abundância relativa de diferentes microrganismos também afetam as plantas, que dependem, em grande parte, dos resultados das atividades e interações da microbiota para a absorção de nutrientes ou defesa contra fitopatógenos. Desta forma, a avaliação da microbiota do solo se torna uma importante ferramenta para o manejo dos cultivos, tendo em vista que as doenças ou as deficiências nutricionais de plantas podem estar relacionadas ao desequilíbrio da microbiota, além dos fatores químicos e físicos já bem conhecidos.
O sequenciamento do DNA dos microrganismos do solo pode ser feito por meio de técnicas como a metataxonômica e a metagenômica. Enquanto a metataxonômica concede informações até o nível de gênero de bactérias e espécie de fungos, baseando-se na amplificação, sequenciamento e análise de genes marcadores como o 16S rRNA (bactérias) e ITS (fungos), na metagenômica, todo o DNA da amostra é avaliado, fornecendo informações até o nível de espécie para bactérias, fungos e vírus, além da possibilidade de mapeamento de genes ou rotas metabólicas específicas.
A Agrega realiza o sequenciamento metagenômico e metataxonômico do solo com a tecnologia Illumina. Para a prevenção de doenças vegetais e um maior conhecimento sobre a saúde do solo, entre em contato conosco e obtenha o diagnóstico completo do microbioma do seu solo.
Fontes
CARDOSO EJBN, ANDREOTE FD (2016). Microbiologia do Solo. Piracicaba: ESALQ. 2ed.
EFFMERT, U et al. (2012). Volatile Mediated Interactions Between Bacteria and Fungi in the Soil. J Chem Ecol 38, 665–703.
FIERRER, N (2017). Embracing the unknown: disentangling the complexities of the soil microbiome. Nat Rev Microbiol 15, 579–590.
WILPISZESKI, RL et al. (2019). Soil Aggregate Microbial Communities: Towards Understanding Microbiome Interactions at Biologically Relevant Scales. ASM Journals: Applied and Environmental Microbiology, vol. 85, n. 14.