Microbiologia da água e ar. Everlon Cid Rigobelo

Transcrição

1 Microbiologia da água e ar Everlon Cid Rigobelo 1

2 Oceanos Abertos Zona pelágica [ ] de nutrientes baixas Nutrientes inorgânicos, N, P e o Fe Essenciais para os organismos fototróficos 2

3 Zonas Marinhas 3

4 Oceanos Abertos Temperatura Águas frias Baixo número de células microbianas Atividade dos fototróficos marinhos é limitada Quando comparado com lagos e rios 4

5 Oceanos Abertos Devido a grande amplitude dos oceanos Grande sequestro de carbono Grande produção de O2 Devido a fotossíntese oxigênica 5

6 Comunidades Microbianas Marinhas Possuem grande influência Nas cadeias alimentares Clima Global 6

7 Zona Pelágica Salinidade Constante e variável nas áreas costeiras Áreas costeiras Elevada atividade microbiana Devido ao influxo de nutrientes Poluentes Atividade humana 7

8 Baías e Enseadas Ricas em esgotos ou dejetos industriais Sustentam os fitoplanctions e bactérias 8

9 Baías e Enseadas Elevada taxa de poluição Águas oceanas rasas se tornam anóxicas Devido a remoção do O 2 pela respiração Produção de H 2 S pelas bactérias redutoras de S 9

10 Produtividade Primária Proclorófitas Procariotos fototróficos filogeneticamente relacionados às cianobactérias Prochlorococcus Dominantes em oceanos tropicais e subtropicais Ao redor do mundo 10

11 Produtividade primária Existem 4 linhagens de Prochlorococcus Desenvolvendo em sua faixa de profundidade Distintos geneticamente e fisiologicamente Realizam fotossíntese intensidades de luz 11

12 Prochlorococcus Distribuição Águas de superfície e profundas (200 m) 12

13 Trichodesmium Oceanos tropicais e subtropicais Cianobactéria filamentosa plantônica marinha Fototrófico amplamente distribuído Fixador de nitrogênio (ciclo do N marinho) 13

14 Trichodesmium 14

15 Ostreococcus Algas da Família Prasinophyceae Os menores eucariotos conhecidos Fototróficos em água oceânicas Costeiras e pelágicas 15

16 Ostreococcus 16

17 Pelagibacter Procariotos heterotróficos planctônicos Água pelágicas Oligotróficos crescem [ ] de nutrientes Usam o pigmento rodopsina Convertem energia luminosa em ATP Desprovidos de clorofila 17

18 Pelagibacter 18

19 Erythrobacter Fototróficos anoxigênicos aeróbios Família Alphaproteobacteria Usam o ATP para fosforilação Incapazes de crescer autotroficamente Depende do C-org como fonte de C 19

20 Erythrobacter 20

21 Archaea e Bacteria profundidade procariotos em mar aberto Águas superficiais predominam Bacteria Águas profundas Bacteria e Archaea Oceanos contêm a MAIOR Biomassa microbiana da superfície da Terra 21

22 Vírus marinhos São os mais abundantes nos oceanos 1 x 10 7 partículas de vírions /ml Maioria são bacteriófagos 10 x maior do que bactérias 22

23 Vírus marinhos Manutenção dos níveis de células hospedeiras Relacionados a outras função lisogenia Prochlorococcus Genes fotossintéticos carregados por vírus Vírus grandes diversidade genética Água oceânicas reservatório de diversidade 23

24 Mar profundo e a Barofilia Águas pelágicas luz até 300 metros Região fótica até 1 km Considerável atividade biológica Mar profundo Profundidade superior a 1km 75% das água oceânicas ausência de fotossíntese 24

25 Distribuição da Luz 25

26 Mar Profundo Extremos ambientais Baixas temperaturas Alta pressão Baixas concentrações de nutrientes 26

27 Micro-organismos Quimitróficos crescem em elevada pressão Condições oligotróficas e T º Profundidades > 100 m psicrófilos 27

28 Estado Nutricional 28

29 Pressão Suportam enorme pressão hidrostática Pressão aumenta 1atm a cada 10 m Profundidade de m Pressão de 500 atm 29

30 Bactérias barotolerantes e barofílicas Micro-organismos barotolerantes Suportam pressão e não crescem Micro-organismos barofílicos Apresentam melhor crescimento sob pressão Barófilos extremos Águas com mais de m 30

31 Moritella Crescem a 400 atm T 2º C T 10º C viabilidade afetada 31

32 Efeitos Moleculares da alta pressão Afeta a fisiologia e a bioquímica celular Enzimas substratos (afinidade diminuída) Ácidos graxos insaturados aumentados M.C As Memb. Citoplas. são mantidas funcionais Proteção contra a geleificação 32

33 Ambientes de Água Doce Produção Primária Fitoplânctions Fototróficos oxigênicos (algas e cianobactérias) Permanecem na coluna de água do lago Espécie Bênticas Aderídos ao fundo ou as laterais de um lago 33

34 Fototróficos Oxigênicos Obtêm energia da luz Água doador de elétrons da redução CO2 Micro-organismos heterotróficos Depende da produção primária 34

35 Fototróficos Oxigênicos Atividade fotossintética elevada Excesso de matéria orgânica Pode ocorrer depleção de O2 Gerando condições anóxicas Metabolismo anaeróbico (fermentação) 35

36 Relações com O2 em lagos Oxigênio atm ( 21%) Solubilidade limitada em H2O Produção fotossintética significativa Camadas superfícies de lagos e oceanos Disponibilidade de luz 36

37 Matéria Orgânica Não consumida nas camadas superfícies Profundidade decomposição Quimiorganotróficos anaeróbios Fermentativos e anaeróbios 37

38 O2 Consumo elevado camadas anóxicas Morte de aeróbios estritos Animais e vegetais Camadas inferiores Procariotos anaeróbios poucos eucariotos 38

39 Águas Anóxicas Transição do metabolismo Respiratório para fermentativo e metanogênico Afeta o ciclo do C 39

40 Depleção do O2 Fatores determinantes Matéria orgânica (quantidade) Mistura da coluna de água 40

41 Depleção do O2 Escassez de matéria orgânica Insuficiente para consumo total de O2 Presença de micro-organismos oligotróficos Correntes e ventos fortes (turbulências) Mistura da coluna de água O2 transferido para camadas profundas 41

42 Climas Temperados Lagos com coluna de água estratificada Epilímnio Camadas mornas e menos densas Hipolímnio Camadas inferiores frias e mais densas 42

43 Climas Temperados Termóclina Área de transição do epilímnio ao hipolímnio 43

44 Microbiologia do ar Prof. Everlon Cid Rigobelo 44

45 Microbiologia do Ar População microbiana Transitória e variável No ar não cresce micro-organismos Poeiras e gotículas Podem estar carregadas de micro-organismos 45

46 Transporte de Micro-organismos Partículas de pós ou grandes gotas Poucos centímetros ou quilômetros Sobrevivência Sobrevivem em segundos, semanas ou meses Influências Umidade, Tº, luz solar e tamanho da partícula 46

47 Sobrevivência Natureza dos micro-organismos Esporos ou cistos 47

48 Análise da Microbiologia do Ar Exposição de placas de Petri Método grosseiro Número aproximado Aparelhos mais quantitativos Aparelho de impacto sólido e líquido 48

49 Impacto Sólido Sucção do ar Fendas ou orifícios estreitos em uma placa de metal Incubação em placas de Petri 49

50 Impacto Líquido Sucção do ar Por meio de um meio de cultura Caldo no qual os micro-organismos são retidos Parte do líquido é plaqueada 50

51 Origem Superfície da terra Solo e água Ventos poeira partículas de pó Gotas de água de oceanos, baías e outros gotículas de água (ruptura de bolhas de ar) 51

52 Microcamada Camada superficial de água 0,1 mm de profundidade Emersão de gotículas população microbiana 52

53 Processos Industriais, agrícola e municipais Irrigação de lavoura e florestas com efluentes de esgotos Grandes operações de debulhamento Filtro gotejadores despejos de esgotos Abatedouros de animais 53

54 Tipos de Micro-organismos presentes no Ar Tabela. Tipos de micro-organismos isolados do ar Altitude (m) Bactérias (Gênero) Bolores (Gênero) Alcaligenes - Bacillus Aspergillus Macrosporium Penicillium Bacillus Aspergillus Cladosporium Sarcina - Bacillus Aspergillus Hormodandrium Bacillus Kurthia Penicillium Micrococcus - Bacillus B.E Proctor e B. W Parker, J.Baceriol. 36: 180,