BIODIVERSIDADE DO SOLO

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1 BIODIVERSIDADE DO SOLO Contextualização curricular atual Ensino Secundário 10º ano de escolaridade. Disciplina de Biologia-Geologia. A Vida e os Seres Vivos - Módulo 2 Diversidade e Unidade da Biosfera. Evolução e Classificação dos Seres Vivos - Módulo 5 - Sistemática Objetivos específicos Identificar e descrever os seres vivos que habitam e interagem com o solo. Reconhecer a diversidade de organismos existentes no solo. Analisar como a atividade e relações estabelecidas entre os organismos influencia a fertilidade e estrutura dos solos. Analisar e compreender as relações tróficas dos seres vivos do solo. Compreender a importância que a biodiversidade do solo tem para a manutenção da vida na Terra. Reconhecer a importância dos contributos da história da ciência do solo e da tecnologia científica para a compreensão do conhecimento científico atual. Aplicar a taxonomia e nomenclatura dos seres vivos do solo.

2 INTRODUÇÃO O solo contém uma enorme diversidade de organismos. É aliás maior a sua diversidade e abundância no solo do que à superfície. De acordo com a Soil Science Society of America existem mais organismos vivos numa colher de sopa do que todas as pessoas no planeta! A atividade desses organismos assegura a fertilidade dos solos, a qualidade da nossa alimentação, a pureza do ar e a qualidade da água, contudo, o crescimento da pressão exercida pelas atividades humanas e as mudanças globais ameaçam diretamente a biodiversidade do solo e o funcionamento dos solos. Uma gestão sustentável supõe assim preservar a sua biodiversidade, visto que o solo é um recurso finito e não renovável. Então quais as criaturas que poderemos encontrar no solo? Por exemplo, estima-se segundo o Earth Institute, que um acre de solo pode conter mais de 680 kg de bactérias, 1089 quilos de fungos, 400 quilos de minhocas, 400 kg de artrópodes e algas e mesmo alguns mamíferos como as toupeiras. Um grama de solo pode conter mais de um bilião de bactérias das quais só 5% são conhecidas pela Ciência. Este recurso vivo assegura numerosos serviços indispensáveis ao funcionamento dos ecossistemas terrestres e ao desenvolvimento das sociedades humanas. Identificam-se quatro funções críticas dos serviços dos ecossistemas para a manutenção de um solo saudável: Ciclo do Carbono as transformações do Carbono quebram a matéria orgânica durante a decomposição. Por exemplo pequenos invertebrados alimentam-se de detritos e geram pequenos fragmentos contribuindo para aumentar a matéria orgânica no solo. Ciclo dos nutrientes, como por exemplo a fixação do azoto pelas bactérias em simbiose com muitas plantas leguminosas através da captura do azoto atmosférico tornando-o disponível para outras plantas. Manutenção da estrutura do solo que se refere ao arranjo da areia, silte, argilas, matéria orgânica numa estrutura sólida (ex: agregados de solo) de diferentes tamanhos. Por exemplo as minhocas alimentamse no solo, excretando agregados biogénicos que quando secos são mais resistentes à erosão do que o restante solo.também os filamentos dos fungos envolvendo as partículas de solo e as bactérias

3 contribuem para que as partículas de argila se liguem proporcionando uma desejável estabilidade dos agregados do solo. Regulação da população que está ligada às cadeias alimentares do solo que assegura números da população em controlo através da competição, predação e parasitismo. A alteração da cadeia alimentar pode resultar em surtos de pragas e de doenças transmitidas pelo solo. Bactérias, fungos, plantas, animais e outros seres vivos, todos têm um papel importante no desenvolvimento do solo. Um solo saudável é um solo cheio de vida! Os animais também contribuem para o processo de formação do solo, nomeadamente, através da decomposição dos seus corpos, enquanto pequenos mamíferos e muitos invertebrados vivem no solo. A atividade conjunta de muitos seres vivos como os ácaros, milípedes, minhocas, ratos e outros seres vivos, através da construção de galerias, alimentação e outros, permitem que a matéria orgânica seja transformada e incorporada no solo. Galerias e matéria orgânica em decomposição melhoram a estrutura do solo. Por sua vez, os decompositores microscópicos desempenham um papel muito importante na reciclagem dos nutrientes num ecossistema do solo. Os fungos são igualmente importantes porque para além de decomporem a matéria orgânica, são os primeiros a se alimentarem da madeira e tecidos das folhas. Sem essa sua ação inicial, muitas partes das plantas não se poderiam decompor. Também o contributo importante para a formação do solo é efetuado pelos líquenes (associação entre algas-cianobactérias e fungos), sendo frequentemente os primeiros colonizadores das rochas alterando-as quimicamente. Os cientistas geralmente classificam os organismos do solo pelo seu tamanho. Os mais pequenos (bactérias, fungos, etc.), seguidos pela microfauna (nemátodos, etc), mesofauna (colêmbolos, ácaros, etc.) e macrofauna (minhocas,etc.). Finalmente os maiores correspondem à megafauna, representada pelos vertebrados como as toupeiras. Esta atividade está assim estruturada em 7 famílias, incluindo respetivamente a família solo, plantas, microfauna, mesofauna,

4 macrofauna, megafauna que interagem entre si e a família denominada de cientistas que pretende evidenciar o papel importante da investigação para se alcançar uma compreensão mais clara e complexa a respeito dos seres vivos e do solo. AS 7 Famílias do Solo 1 - Família Microfauna Estes são os mais pequenos e mais numerosos organismos do solo. Só podem ser observados ao microscópio. Esta família inclui organismos unicelulares, como as bactérias e protozoários (ciliados e amiba) e organismos pluricelulares, como os fungos, rotíferos e nemátodos. 2 Família Mesofauna Estes organismos são também muito pequenos (menos de 2 mm) para serem visíveis ao olho nu, mas podem ser observados através de uma lupa Alguns invertebrados são encontrados nesta família tardígrados (artrópodes - ursos-de água), enquitreídeos (anelídeos - minhocas brancas ), ácaros e pequenos insetos como colêmbolos, diplura (artrópodes) e protura (artrópodes). 3 - Família Macrofauna Nesta família os organismos são visíveis a olho nú - uns possuem alguns centímetros de comprimento e algumas minhocas crescem para mais de um metro! Algumas larvas de insetos na família dos invertebrados poderão ser observados na superfície do solo tal como milípedes, formigas e térmitas.. 4 Família Megafauna São organismos muito maiores mas não tão numerosos no solo. Estes vertebrados que efetuam buracos e tocas incluem as toupeiras, texugos. coelhos, ouriços e sapos.

5 5 Família Solo O solo é constituído por partículas sólidas (areia, silte, argila, matéria orgânica), ar e água. A diversidade do solo depende da diversidade das partículas, das condições climáticas, da utilização do solo (agricultura, floresta, etc) e da diversidade de organismos no ambiente. 6 Família Plantas As plantas possibilitam a existência de uma camada protetora que previne a erosão e promove a infiltração da água. Através das suas folhas que caem são também uma fonte primária de matéria orgânica para a existência de outros seres vivos possibilitando alimento através da sua decomposição. Para além disso, libertam substâncias químicas através das suas raízes possibilitando alimento para os microrganismos e acelerando o processo de meteorização química das rochas. Esse processo liberta nutrientes que lentamente vão transformando as rochas em solo. As raízes são frequentemente associadas com fungos (micorrizas) ou resultam de uma associação simbiótica entre algas e fungos. 7 Família Cientistas Cientistas como Charles Darwin, P.E. Muller e S. Waksman utilizaram ferramentas simples como uma lupa, funil de Berlese ou o microscópio, avançaram o conhecimento da vida nos solos. Atualmente, os cientistas utilizam a bioinformática e tecnologias avançadas para estudar a biodiversidade do solo através de análises do DNA.

6 Regras do Jogo O objetivo do jogo é recolher o maior número de conjuntos de famílias possível. Um jogador baralha e dá um conjunto de 7 cartas para cada jogador. As restantes cartas são colocadas viradas para baixo para formar o baralho. O jogador à esquerda de quem baralha joga primeiro, pedindo a qualquer jogador uma carta específica de uma família que ele / ela recolhe sendo que esse jogador já deverá ter, pelo menos, uma outra carta dessa família de cartas. O objetivo é recolher a família completa. Por exemplo, o jogador pode perguntar: - "Na família Macrofauna, tens a minhoca?" Os 6 membros das 7 famílias estão listados no topo de cada carta. O jogador a quem se pediu a carta deverá entregá-la se a tiver. Se o jogador que solicitou a carta a obtém, poderá em seguida jogar novamente, mas se não a obtiver deverá recolher uma carta do topo do baralho Se a carta solicitada for da família referida o jogador dirá - bem tirada e joga novamente. Caso contrário, o próximo jogador assume a sua vez de jogar. Quando um jogador tiver a família completa coloca-a na mesa lendo a informação sobre os seres vivos que constituem essa família e joga novamente. Ganha o jogador que conseguir ter mais famílias completas no final.

7 FAMÍLIA MACROFAUNA Isópodes terrestres- Bicho de Conta.Família Macrofauna Larvas de coleópteros Família Macrofauna Minhocas - Família Macrofauna Isópodes terrestres. Larvas de coleópteros. Minhocas. Formigas. Milípedes. Térmitas. Isópodes. Larvas de coleópteros. Minhocas. Formigas. Milípedes. Isópodes. Larvas de coleópteros. Minhocas. Formigsa. Milípedes. Térmitas Vivem em ambientes húmidos e abrigados da luz. Importantes recicladores - digerem as folhas mortas. Tamanho real 1,5 cm. A larva de coleóptero alimenta-se de raízes e sementes. Tamanho real: 4 cm Contribuem para a fertilidade do solo e melhoram a estrutura do solo. Transformam os resíduos orgânicos em bionutrientes. Tamanho real- 5,30 cm Formigas Família Macrofauna Isópodes. Larvas de coleópteros. Minhocas. Formigas. Milípedes. Térmitas Milípedes Maria Café. Família Macrofauna Isópodes. Larvas de coleópteros. Minhocas. Formigas. Milípedes. Térmitas. Térmitas Família Macrofauna Isópodes. Larvas de coleópteros. Minhocas. Formigas. Milípedes. Térmitas As formigas são omnívoras. Alimentam-se de tudo incluindo pequenos insectos, restos de plantas. etc. Tamanho real 0,8-2 cm Os milípedes são detritívoros, isto é, alimentam.-se de detritos como matéria vegetal morta. Tamanho real 8 cm As térmitas alimentam-se de madeira, erva, fungos ou húmus. Ajudam a libertar os nutrientes da celulose para o solo. Tamanho real 0,5-1 cm

8 FAMÍLIA MEGAFAUNA Família Megafauna Coelho bravo, Texugo, Ouriço terrestre, Toupeira, Rato, Sapo Coelho Bravo Família Megafauna Texugo Coelho bravo, Texugo, OIuriço terrestre, Toupeira, Rato, Sapo Família Megafauna Ouriço Terrestre Coelho bravo, Texugo, Ouriço terrestre, Toupeira, Rato, Sapo O coelho bravo fica na sua toca durante o dia. Sai para se alimentar de plantas (folhas, caules, etc). Tamanho real 40 cm O texugo é omnívoro. Alimenta-se de tudo (roedores, insectos, fungos, minhocas, etc.). Tamanho real 70 cm O ouriço terrestre é um mamífero insectívoro. Noctívago, constrói tocas para hibernar e ter as crias. Tamanho real 30 cm Coelho bravo, Texugo, Ouriço terrestre, Toupeira, Rato, Sapo. Família Megafauna Toupeira Coelho bravo, Texugo, Ouriço terrestre, Toupeira, Rato, Sapo. Família Megafauna Rato Família Megafauna Sapo Coelho bravo, Texugo, Ouriço terrestre, Toupeira, Rato, Sapo. A toupeira vive sozinha em túneis que escava. Prefere alimentar-se de minhocas. Tamanho real -15cm O rato é um mamífero roedor que tem a capacidade de construir complexas tocas no solo. Tamanho Alimenta-se de insetos. Esconde-se em buracos que escava no solo. Tamanho real 5-10cm

9 FAMÍLIA MICROFAUNA Família Microfauna Família Microfauna Fungos, Nemátodos Bactérias, Rotíferos, Amiba, Ciliados. FUNGOS Família Microfauna Fungos, Nemátodos Bactérias, Rotíferos, Amiba, Ciliados. NEMÁTODOS Fungos, Nemátodos Bactérias, Rotíferos, Amiba, Ciliados. Família Microfauna BACTÉRIAS No solo, os fungos estão na forma de filamentos brancos. Juntamente com as bactérias decompõem a matéria orgânica. Diâmetro dos filamentos: 0,005mm Um nemátodo é um verme não segmentado, de corpo cilíndrico, alongado e cutícula externa. Pode ser um parasita de uma planta, bactéria, fungo ou de outros nemátodos. Tamanho real: 0,2mm As bactérias dispersam-se no solo. Transformam a matéria orgânica em nutrientes para as plantas. Tamanho real: 0,003mm Família Microfauna ROTÍFEROS Fungos, Nemátodos Bactérias, Rotíferos, Amiba, Ciliados. Fungos, Nemátodos Bactérias, Rotíferos, Amiba, Ciliados. Família Microfauna AMIBA Fungos, Nemátodos Bactérias, Rotíferos, Amiba, Ciliados. Família Microfauna CILIADOS Os rotíferos vivem em solos com água e alimentam-se de bactérias e protozoários. Tamanho real: 0,3mm A Amiba é um protozoário que se alimenta principalmente de bactérias e matéria orgânica do solo. Tamanho real: 0,3mm0,01-0,1 mm Os ciliados como todos os protozoários são organismos unicelulares. Alimenta-se de filamentos de fungos. Tamanho real:

10 FAMÍLIA MESOFAUNA Família Mesofaunai TARDÍGRADOS Família Mesofaunai ENQUITREÍDEOS Família Mesofaunai PROTURA Tardígrados, Enquitreídeos Protura Colêmbolos Ácaros Diplura. Tardígrados, Enquitreídeos Protura Colêmbolos Ácaros Diplura. Tardígrados, Enquitreídeos Protura Colêmbolos Ácaros Diplura. Os Tardigrados são também chamados de ursos de água. Muito resistentes a diferenças de temperaturas, pressão e radiação,. Alimentam-se de rotíferos, nemátodos e protozoários. Tamanho real: 0,5mm Os Enqutreídeos ou minhoquinhas brancas são parentes das minhocas.. Diâmetro real: 0,2mm de diâmetro Os Protura têm 6 pernas, mas não têm antenas,asas ou olhos. Vivem nos solos húmidos, ou em húmus, folhas mortas e troncos. Tamanho real: 1mm Tardígrados, Enquitreídeos Protura Colêmbolos Ácaros Diplura. Família Mesofaunai COLÊMBOLOS Família Mesofaunai Tardígrados, Enquitreídeos Protura Colêmbolos Ácaros Diplura. ÁCAROS Família Mesofaunai Tardígrados- Enquitrédeos. Protura, Colêmbolos, Ácaros,.Diplura DIPLURA Os Colêmbolos vivem principalmente no lixo. Alimentam-se de fungos e bactérias. Tamanho real: 0,5mm Os Ácaros são relacionados com as aranhas. Alimentam-se geralmente, de restos de plantas. mas são por vezes predadores. Tamanho real: 0,5mm Os Diplura são artrópodes predadores. Alimentam-se de ácaros e colêmbolos usando as suas mandíbulas. Tamanho

11 FAMÍLIA PLANTAS FAMÍLIA DAS PLANTAS FAMÍLIA DAS PLANTAS FAMÍLIA DAS PLANTAS Pelos das Micorrizas, Nódulos das Líquenes, Manta Morta RAÍZES Pelos das Micorrizas, Nódulos das Líquenes, Manta Morta PELOS DAS RAÍZES MICORRIZAS Pelos das Micorrizas, Nódulos das Líquenes, Manta Morta As raízes fixam as plantas ao solo. Absorvem a água e sais minerais. Acumulam as reservas. É através dos pelos que a raiz absorve a água e os sais minerais. Tamanho atual 1-5 mm. São associações simbióticas entre os fungos e raízes. Os fungos auxiliam a absorção de nutrientes, água e protegem a planta. Em troca a planta fornece ao fungo várias substâncias orgânicas essenciais para o seu crescimento. FAMÍLIA DAS PLANTAS NÓDULOS DAS RAÍZES Pelos das Micorrizas, Nódulos das Líquenes, Manta Morta FAMÍLIA DAS PLANTAS Pelos das Micorrizas, Nódulos das Líquenes, Manta Morta LÍQUENES FAMÍLIA DAS PLANTAS Pelos das Micorrizas, Nódulos das Líquenes, Manta Morta MANTA MORTA Resulta na associação simbiótica entre bactérias e plantas (leguminosas), permitindo a fixação do azoto atmosférico por parte da planta. Os líquenes constituem a simbiose de um organismo formado por um fungo e uma alga ou cianobactérias. Libertam ácidos orgânicos que alteram as rochas e iniciando a formação do solo (pedogénese). A Manta Morta é uma camada do solo constituída por restos de plantas e seres vivos em decomposição. Abriga animais que cortam detritos orgânicos

12 FAMÍLIA SOLO FAMÍLIA SOLO FAMÍLIA SOLO FAMÍLIA SOLO MATÉRIA ORGÂNICA Matéria orgânica, Areia, Silte, Argila, Água, Ar Matéria orgânica, Areia, Silte, Argila, Água, Ar AREIA Matéria orgânica, Areia, Silte, Argila, Água, Ar SILTE A Matéria orgânica é uma mistura de organismos vivos e não vivos que podem ser decompostoa com diferentes extensões e integrados no solo, Um grão de areia é uma partícula mineral derivada da erosão da rocha. Os solos arenosso não retêm muita água. O Silte é feito de partículas minerais geralmente trazidas pela água ou pelo vento. Solos siltosos erodem FAMÍLIA SOLO ARGILA FAMÍLIA SOLO ÁGUA FAMÍLIA SOLO AR Matéria orgânica, Areia, Silte, Argila, Água, Ar Matéria orgânica, Areia, Silte, Argila, Água, Ar Matéria orgânica, Areia, Silte, Argila, Água, Ar. A Argila consiste em finas partículas minerais, Os solos argilosos absorvem água e retêm a matéria orgânica. A Água é necessária para a vida nos solos. Microrganismos e microfauna movimentam-se flutuando na água do solo. O Ar providencia o Oxigénio para os organismos do solo que em troca libertam dióxido de carbono.

13 FAMÍLIA CIENTISTAS FAMÍLIA CIENTISTAS Charles Darwin FAMÍLIA CIENTISTAS Microscópio óptico FAMÍLIA CIENTISTAS Peter E. Muller C. Darwin ( ) foi o primeiro cientista a realçar a importância das minhocas para a fertilidade e estrutura do solo Um microscópio óptico amplia (0,001-1 mm) facilitando a observação dos organismos do solo. Peter E. Muller ( ). Demonstrou que os organismos do solo participam na formação do solo. FAMÍLIA CIENTISTAS Funil de Berlese- Tullgren FAMÍLIA CIENTISTAS Sondagens FAMÍLIA CIENTISTAS Selman Waksman O funil de Berlese- Tullgren permite extrair a mesofauna do solo. É um método seletivo onde os animais se movem por tactismo proporcionado por estímulos luminosos e térmicos. As sondagens são usadas para recolher o solo permitindo determinar o tipo, caraterísticas, espessura, profundidade e indices de resistência das camadas dos solos. Selman Waksman ( ). Especialista em microbiologia do solo que obteve a estreptomicina para o tratamento da tuberculose. Obteve o Prémio Nobel da Medicina em 1952.

14 Esta atividade foi adaptada do Programa de Investigação Gessol Ministère de l`ecologie, du Développement Durable, des Transports et du Logement por Jorge Fernandes Bibliografia: Agência Embrapa de Informação Tecnológica. Recuperado em fevereiro de 2016, /arvore/cont000fh2b6ju702wyiv80rn0etnp34lvqd.html Direção Geral da Educação. Recuperado em fevereiro de 2016, de Foth, H (1984). Fundamentals of Soil Science, 7th Ed. New York, WILEY. Le Programme Gessol. Recuperado em 2016, fevereiro, de