Diversidade e distribuição de cianobactérias de crostas biológicas do bioma caatinga com base em taxonomia polifásica e análise metagenômica

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Lima, Nathali Maria Machado
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Crostas biológicas; Ambientes restritivos; Diversidade em crostas; Bactérias fotossintetizantes.; Biological soil crusts; Extreme environments; Biocrust diversity; Photosynthetic bacteria
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/194221

Crostas biológicas (CBs) consistem em uma comunidade de elementos entrelaçados composta por organismos poiquiloídricos, como cianobactérias, algas verdes, microfungos, bactérias, líquens, musgos e microartrópodes. Estas comunidades exercem funções ecológicas importantes e ocorrem nas camadas superficiais do solo, em uma variedade de regiões climáticas ao redor do globo, principalmente em regiões áridas e semiáridas. As cianobactérias são componentes de extrema importância nessas comunidades, sendo consideradas pioneiras e responsáveis por estruturar a camada superior do solo, tornando possível a colonização por outros grupos. Embora as cianobactérias de CBs venham sendo bem estudadas, ainda há muita diversidade não acessada, principalmente na América do Sul. No Brasil, estes estudos estão praticamente restritos às regiões de Cerrado e os dados que foram encontrados até o momento ressaltam a necessidade de ampliação de estudos no país para que também haja o preenchimento de vazio de conhecimento em outros biomas. Dessa forma, a Caatinga, que é um ambiente restritivo, considerada uma das áreas mais quentes entre as regiões semiáridas do mundo e portanto, propício à presença de crostas biológicas, foi escolhida para ser explorada. As coletas foram feitas nos municípios de Cabaceiras, Barra de Santa Rosa e Pocinhos (Paraíba) em quatro localidades, onde amostras das crostas foram recolhidas segundo à metodologia padrão, ao longo de transeções de 200 m. Foram coletadas 10 amostras de crostas em cada local amostrado e também recolhidas porções de solo para a realização de análises de parâmetros físicos e químicos, como nitrogênio total, fósforo total, ortofosfato, matéria orgânica, pH, carbono orgânico e textura do solo. Temperatura, umidade relativa do ar e irradiância foram parâmetros medidos diretamente em campo. Uma parcela de solo de cada amostra foi separada e analisada quanto à presença de cianobactérias, e para cada população registrada foram feitas análises morfológicas e cultivos. Outra parcela de solo de cada amostra foi inoculada em meio de cultura, visando o estabelecimento de culturas de cianobactérias que não tivessem sido observadas anteriormente. As populações cultivadas e consideradas unicianobacteriais tiveram seus materiais genéticos acessados por meio de extração, amplificação e sequenciamento. A última parcela de solo da amostra seguiu para análises metagenômicas, por meio de extração, amplificação e tecnologia de sequenciamento de próxima geração. Foram estudadas 26 populações, sendo nove a partir de amostras provenientes da natureza e outras 17 provenientes de cultivo e analisadas por critérios morfológicos e moleculares. Em todas as quatro localidades estudadas foram encontradas populações de Scytonema e Microcoleus, além de Nostoc também ter sido registrada em três das quatro regiões. Microcoleus e Nostoc foram analisados separadamente, por meio de estudos detalhados de filogenia e resultaram no descrição de seis novos gêneros e 12 novas espécies. A análise de NGS possibilitou uma investigação ecológica, que relacionou a distribuição dos grupos de cianobactérias registradas a fatores ambientais, e também a comparação entre Caatinga e outro bioma propício à formação de crostas, o Pampa. A composição de cianobactérias registrada na Caatinga evidenciou a dominância de organismos adaptados à sobrevivência em ambiente com altas temperaturas e níveis de irradiância. Comumente encontrados em crostas em estágio de desenvolvimento avançado e apresentando uma relação positiva com compostos químicos essenciais para o solo, como fósforo e nitrogênio. Enfatizando assim, a importância das cianobactérias na nutrição dos solos e na consequente criação de condições favoráveis para o estabelecimento de organismos superiores. Como apêndice foram apresentados dados de um estudo realizado em parceria com um laboratório na Austrália. Neste trabalho foram aplicadas técnicas recentes que utilizam cianobactérias provenientes de crostas biológicas na conservação e restauração de espécies de plantas nativas.