ECOLOGIA MICROBIANA DOCENTES: Prof. Helena Galvão Prof. Margarida Reis (responsável) Mestrado (2º ciclo Bologna) em Biologia Molecular e Microbiana

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Madalena Soares Bicalho
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1 ECOLOGIA MICROBIANA Mestrado (2º ciclo Bologna) em Biologia Molecular e Microbiana TEÓRICA 2 DOCENTES: Prof. Helena Galvão Prof. Margarida Reis (responsável)

2 Importância da Teia Alimentar Microbiana A comunidade microbiana no meio ambiental (águas naturais, sedimentos, solos húmidos) é formada por grupos funcionais diferentes de microrganismos que interagem entre si mantendo um equílibrio ecológico dinâmico. Esta teia alimentar monopoliza grande parte do C fixado na camada de mistura nos oceanos e portanto é considerada como um sink ou sumidouro, no qual a matéria orgânica está continuamente em fluxo sendo incorporada e remineralizada, ficando muito pouco (< 5%) disponível para niveis tróficos superiores (metazoários) A ecologia microbiana assegura a auto-depuração do ambiente e a qualidade da água. O funcionamento das Estações de Tratamento de Águas Residuais (E.T.A.R.s) depende da depuração biológica assegurada pela teia alimentar microbiana detrítica.

3 Teia Alimentar Microbiana Principais Processos: Produção primária (fitoplancton/micro-algas) produz perdas sob forma de exsudações de matéria orgânica dissolvida (DOM); Bactérias incorporam este DOM lábil, principal fonte de alimento em águas e sedimentos naturais não-poluídos; Protistas predam bactérias e micro-algas; Predação de protistas sofre perdas (10% a 60% do carbono consumido) quando ingere presas sloppy-feeding ; Remineralização de matéria orgânica pelas bactérias e protistas produzem nutrientes inorgânicos dissolvidos; Micro-algas e bactérias competem na absorção de DIN; Senescência de microrganismos produz Matéria Orgânica Particulada (POM); Sedimentação deste POM principal fonte de alimento para organismos bentónicos, mas apenas ca. 1% sedimenta até ao fundo do oceano.

4 Modelos de Teias Alimentares Microbianas Teia alimentar detrítica: Microrganismos colonizam partícula em suspensão e cooperam na sua degradação/ remineralização Teia alimentar planctónica: Ca. 90% do C fixado pela fotossintese é remineralizado na camada de mistura, apenas 10 % atravessa o termoclina e ca. 1% chega ao sedimento.

5 Microbial loop (circuito microbiano) Fenchel (1987) O sloppy feeding de protistas fagotróficos produz DOM fechando o microbial loop Variações de populações de nanoflagelados e bactérias revelam relação predador-presa (Linmfjorden, Dinamarca; Fenchel 1982)

6 Microbial loop vs Microbial food web Microbial food web Setas tracejadas indicam fluxos de m.o. & setas contínuas fluxos de DIN (Sherr, 1988) Setas tracejadas indicam fluxos de matéria orgânica & setas contínuas fluxos de nutrientes inorgânicos dissolvidos-din (Ducklow, 1983) Microbial food web com inclusão de virus. Setas indicam transferência de matéria (Gobler, 1997)

7 Sedimentação de partículas/agregados nos oceanos a) Agregados com velocidades rápidas de sedimentação (ca. 100 m dia -1 ) atravessam termoclina intactos e transportam m.o. para zona meso- e batipelágica. b) Agregados com velocidades lentas de sedimentação (< 30 m dia -1 ) ficam retidos na camada de mistura e são completamente remineralizados pela teia laimentar detrítica acima do termoclina.

8 Comparação da produtividade da zona costeira e zona oceânica Zona Costeira (Prod. 1ária alta) Zona oceânica (Prod. 1ária baixa) Bloom fitopl. superficie Máximo de fitopl. termoclina Grazing acelerado Grazing reduzido Pelotas fecais sedimentam 1-5% biomassa fitopl.sedimenta Sedimentos anaeróbios Sedimentos aeróbios

9 Degradação de microalgas vs macrófitas Fitoplancton consumido e digerido directamente por protistas e metazoários filtradores» processo rápido e eficaz. Macrófitas devido a teor elevado de fibra vegetal refractária são fragmentadas por acção de bentos herbívoro, depois fibra vegetal é colonizada e degradada por microrganismos» processo lento e pouco eficaz.

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