FUNGOS MICORRÍZICOS ARBUSCULARES (GLOMEROMYCOTA) EM FRAGMENTOS DE MATA ATLÂNTICA NO CENTRO DE ENDEMISMO
PERNAMBUCO.
Recife 2004
Aline Maria Magalhães Melo
FUNGOS MICORRÍZICOS ARBUSCULARES (GLOMEROMYCOTA) EM FRAGMENTOS DE MATA ATLÂNTICA NO CENTRO DE ENDEMISMO
PERNAMBUCO.
Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Biologia de Fungos do Departamento de Micologia, Centro de Ciências Biológicas da Universidade Federal de Pernambuco, como parte dos requisitos para obtenção do título de Mestre.
Orientadora: Dra. Leonor Costa Maia
Recife 2004
AGRADECIMENTOS
À minha querida mãe pela dedicação, carinho, compreensão e apoio nas minhas decisões.
À Profa Leonor Costa Maia pela orientação, paciência e oportunidade de desenvolver este trabalho.
À Profa Uided Maaze pelo incentivo dessa nova etapa acadêmica.
Ao Conselho Nacional de Pesquisa (CNPq) pela concessão da bolsa de pós graduação. Ao PROBIO pelo transporte aos locais de coleta.
A Bruno Goto pelo grande apoio na identificação das espécies de FMA.
A Fábio Sérgio Barbosa pelas sugestões, ajuda nas coletas de solo, na extração e quantificação da glomalina e principalmente pelo convívio e companherismo.
À Maryluce pela ótima convivência e incentivo nos momentos difíceis. À Rosemeri pela auxílio na coleta do bioensaio.
À toda equipe do laboratório que de alguma forma contribuiu para a conclusão desse trabalho.
LISTA DE TABELAS
Pág.
Tabela 1. Caracterização dos solos coletados nas matas das Usinas Frei Caneca (PE) e Serra Grande (AL), janeiro e fevereiro de 2003, respectivamente... 31 Tabela 2. Número de propágulos infectivos (.cm-3 de solo) em áreas de Mata Atlântica pertencentes às Usinas Frei Caneca – PE (1= Mata do Quengo; 2= Mata do Espelho; 3= Mata do Fervedouro; 4= Mata do Ageró) e Serra Grande – AL (1= Mata do Varjão; 2= Mata do Dudé; 3= Mata da Trilha de Amaro; 4= Mata da Trilha do Cavalo Morto)... 36 Tabela 3. Espécies de FMA em áreas de Mata Atlântica pertencentes as Usinas Frei Caneca (PE) e Serra Grande (AL). B= Borda de mata; I= Interior de mata... 37
LISTA DE FIGURAS
Pág.
Figura 1. Locais de coleta de solo em áreas de Mata Atlântica, Complexo Catende – Centro de Endemismo Pernambucano: (a) Usinas Frei Caneca (PE) e (b) Usina Serra Grande (AL)... 28 Figura 2. Fotografias das áreas de coleta. Mata Atlântica, Complexo Catende,– Centro de Endemismo Pernambucano: (a) visão panorâmica da área da Usina Serra Grande (AL) e (b) área da Usina Frei Caneca (PE) ... 29 Figura 3. Densidade de esporos de FMA em áreas de Mata Atlântica: (a) Comparação entre as matas da Usina Frei Caneca/PE (1- Quengo, 2- Espelho, 3- Fervedouro, 4- Ageró); (b) Comparação entre as matas da Usina Serra Grande/AL (1- Varjão, 2- Dudé, 3- Trilha de Amaro, 4- Trilha do Cavalo Morto) e (c) comparação entre (a) e (b), independentemente da área de coleta... 34 Figura 4. Concentração de glomalina em solo de áreas de Mata Atlântica: (a) Comparação entre as matas da Usina Frei Caneca/PE (1- Quengo, 2- Espelho, 3- Fervedouro, 4- Ageró); (b) Comparação entre as matas da Usina Serra Grande/AL (1- Varjão, 2- Dudé, 3- Trilha de Amaro, 4- Trilha do Cavalo Morto) e (c) comparação entre (a) e (b), independentemente da área de coleta... 35 Figura 5. Esporos de FMA coletados em áreas de Mata Atlântica: (a) Acaulospora sp.; (b) Acaulospora mellea Spain & Schenck; (c) Acaulospora rugosa Morton; (d) Acaulospora scrobiculata Trappe; (e) Glomus clavisporum (Trappe) Almeida & Schenck; (f) G. clavisporum-detalhe; (g) Glomus taiwanensis (Wu & Chen) Almeida & Schenck; (h) Scutellospora cerradensis (Wu & Chen) Almeida & Schenck. ... 38
SUMÁRIO Pág. Agradecimentos... 4 Lista de Tabelas... 5 Lista de Figuras... 6 Resumo ... 8 Introdução ... 9 Revisão de Literatura ... 10 Referências bibliográficas ... 16
ARTIGO - Fungos micorrízicos arbusculares (Glomeromycota) em fragmentos de Mata Atlântica no Centro de Endemismo Pernambuco 23 Resumo ... 24 Abstract ... 25 Introdução ... 26 Material e métodos ... 27 Resultados ... 33 Discussão ... 39 Conclusões ... 41 Referências bibliográficas ... 42 Agradecimentos... 42 Anexo 46
Resumo
Os fungos micorrízicos arbusculares (FMA), biotróficos obrigatórios, formam associação simbiótica com a maioria das plantas, contribuem para a composição florística e a estabilidade dos ecossistemas naturais e são importantes na agregação do solo e na ciclagem de nutrientes. Os FMA produzem uma glicoproteína denominada glomalina relacionada à estabilidade de agregados do solo e estocagem de carbono, que pode ser utilizada para estudo da atividade desses fungos no solo. Este trabalho teve por objetivo conhecer a diversidade e determinar a infectividade e a similaridade de espécies de FMA em duas áreas de Floresta Atlântica (quatro matas/área), no Complexo Catende, localizado em municípios do Estado de AL e PE. Amostras de solo rizosférico foram coletadas em seis pontos aleatórios, tanto na borda quanto no interior das matas; esporos de FMA foram extraídos do solo, quantificados e identificados. Foram utilizadas quatro diluições do solo (0, 1:10, 1:100 e 1:1000) para determinar a infectividade dos FMA nativos e após 35 dias foi avaliada a presença de estruturas micorrízicas. A glomalina foi quantificada pelo método de Bradford. Foram identificadas 17 espécies de FMA dos gêneros: Acaulospora (5), Archaeospora (1), Entrophospora (1), Gigaspora (1), Glomus (7) e Scutellospora (2), sendo 10 e 12 espécies registradas para as matas da Usina Serra Grande e Frei Caneca, respectivamente, com índice de similaridade de 45% entre as duas áreas. A densidade de esporos de FMA foi ligeiramente maior em Frei Caneca do que em Serra Grande. Comparando a borda e o interior, houve diferença na densidade de esporos apenas em uma mata de cada área, indicando que a distribuição de esporos de FMA aparentemente não é afetada pelo efeito de borda. O número mais provável (NMP) de propágulos infectivos de FMA variou de 4,5 até > 2.400 propágulos.cm-3 de solo, nas duas áreas, sendo entretanto maior em Frei Caneca. Maiores valores de glomalina ocorreram, em geral, no interior das matas da Usina Frei Caneca atingindo valores de até 22,21 mg.g-1 de solo, considerado elevado quando comparado com outros ecossistemas. De modo geral, maior densidade de esporos, NMP de propágulos infectivos de FMA e produção de glomalina foram registrados em Frei Caneca, embora nem sempre a diferença tenha sido estatisticamente significativa.
Introdução
Os fungos micorrízicos arbusculares (FMA) são organismos biotróficos obrigatórios que vivem em associação simbiótica mutualista com a maioria dos vegetais superiores (Siqueira, 1994). Incluídos inicialmente na ordem Endogonales (Zygomycetes) e posteriormente agrupados numa nova ordem Glomales (Morton & Benny, 1990), os FMA, de acordo com a classificação mais recente (Schüßler et al. 2001), estão reunidos no filo Glomeromycota, classe Glomeromycetes, com quatro ordens: Glomerales, Diversiporales, Paraglomerales e Archaeosporales.
Em função de evidências fósseis que datam de 460 milhões de anos (Wilkinson, 2001) foi sugerido que a associação micorrízica esteve envolvida com o surgimento das primeiras plantas terrestres (Smith & Read, 1997). Nesta associação, o micélio fúngico aumenta a área de absorção das raízes, translocando nutrientes minerais e água para a planta hospedeira (Siqueira & Franco, 1988) através de estruturas especiais altamente ramificadas denominadas arbúsculos, os quais aumentam a superfície de contato entre o fungo e a célula radicular vegetal, recebendo os carboidratos fornecidos pelo hospedeiro (Smith & Read, 1997).
Entre os benefícios da associação micorrízica para o hospedeiro estão o incremento no crescimento e na tolerância a estresses de natureza biótica e abiótica (Silveira, 1992).
Os FMA são importantes componentes do solo, contribuindo para a composição e estrutura da comunidade vegetal, a estabilidade dos ecossistemas naturais (van der Heijden et al., 1998a e b), a agregação do solo e a ciclagem de nutrientes (Silveira, 1992), principalmente em solos onde há baixa disponibilidade de nutrientes, característica encontrada em vários solos tropicais (Smith & Read, 1997). Muitas espécies vegetais de florestas tropicais são dependentes da micorrização para seu estabelecimento (Janos, 1980a), comprovando a relevância da associação nesses ecossistemas.
A Mata Atlântica apresenta elevada diversidade biológica, porém, hoje se encontra dividida em fragmentos com área total extremamente reduzida. O levantamento de dados sobre FMA em ecossistemas naturais é de extremo significado, pois fornece informações que podem ser utilizadas para o melhor entendimento desses fungos no ambiente, bem como serem úteis em possíveis programas de reflorestamento.
Devido à grande importância desses fungos como componentes da microbiota do solo, este trabalho teve por objetivo conhecer a sua diversidade em áreas de Mata
Atlântica, determinar a similaridade de espécies nas áreas amostradas, avaliar a infectividade e determinar a concentração de glomalina por eles produzida nos solos estudados.
Revisão de literatura
1. Micorriza
O termo micorriza, designação dada para a simbiose mutualística de certos fungos do solo com raízes de plantas, foi empregado pela primeira vez por Albert Frank em 1885. Neste tipo de simbiose há uma troca bidirecional de nutrientes entre os organismos envolvidos em que ambos se beneficiam. De acordo com a morfologia e anatomia das raízes colonizadas, as micorrizas são classificadas em ectomicorriza, ectendomicorriza ou endomicorriza, entre essas últimas destacando-se a do tipo arbuscular comumente encontrada nas regiões tropicais (Smith & Read, 1997).
Os fungos que constituem a micorriza arbuscular são biotróficos obrigatórios que vivem em íntima associação com raízes. A denominação micorriza arbuscular é originada da formação característica de estruturas fúngicas chamadas arbúsculos, formadas pelos fungos micorrízicos arbusculares (FMA) dentro das células corticais das raízes. Os arbúsculos aumentam a superfície de contato entre a planta e o fungo e são locais de trocas de nutrientes entre os simbiontes: o fungo fornece nutrientes minerais, principalmente fósforo, e a planta por sua vez transfere fotossintatos para o fungo (Smith & Read, 1997). Estudos citoquímicos revelaram que hifas intercelulares poderiam ter um maior papel na atividade de absorção de carboidratos, enquanto os arbúsculos poderiam estar principalmente associado com a transferência de nutrientes minerais para a planta (Bago, 2000). Análises de materiais fósseis de um vegetal com características de briófitas e plantas vasculares, provenientes do Devoniano (400 milhões de anos), revelaram a presença de estruturas fúngicas similares às dos FMA atuais, evidenciando o envolvimento da associação micorrízica com o estabelecimento das primeiras plantas terrestres (Smith & Read, 1997). Posteriormente hifas e esporos fossilizados, semelhantes aos de Glomus, foram encontrados em rochas do Ordoviciano (460 milhões de anos), indicando que os FMA surgiram antes das primeiras plantas vasculares, reforçando o papel essencial destes fungos no processo de colonização do ambiente terrestre pelos vegetais superiores (Wilkinson, 2001).
Um dos principais mecanismos envolvidos no incremento do crescimento de plantas micorrizadas é o aumento da área de absorção das raízes e utilização de nutrientes do solo. Além disso destaca-se o acesso a nutrientes pouco disponíveis, a redução de danos causados por pragas e doenças, os efeitos benéficos na agregação do solo (melhoria da conservação da água e do solo), bem como a ação no biocontrole sobre certos patógenos e pragas, a diminuição de estresses causados por fatores diversos como metais pesados e poluentes orgânicos, a influência na produção e/ou acúmulo de substâncias reguladoras do crescimento, aumentando a tolerância a estresses hídricos e atuando no acúmulo de certos metabólitos secundários (Silveira, 1992; Siqueira et al., 2002). Os FMA desempenham importante papel nos ecossistemas, contribuindo na composição florística (van der Heijden et al., 1998b), favorecendo o crescimento e o estabelecimento de plantas, principalmente em solos pobres em nutrientes (Janos, 1980a; Siqueira & Saggin-Júnior, 2001), e atuando como componentes essenciais na agregação de partículas do solo e na ciclagem de nutrientes (Bowen, 1980; Silveira, 1992).
Com base na ontogenia e nas características da parede dos esporos, os FMA estão agrupados em gêneros que incluem aproximadamente 145 espécies descritas (Bever et
al., 2001). Inicialmente os FMA estavam incluídos na família Endogonaceae, ordem
Endogonales (Gerdemann & Trappe, 1974). A justificativa desta classificação era que os táxons de FMA descritos até aquela época apresentavam hábito esporocárpico. Posteriormente, Morton & Benny (1990) propuseram uma nova classificação para os FMA baseada em análises filogenéticas, passando-os da ordem Endogonales para Glomales, que foi dividida em duas subordens: Glomineae e Gigasporineae e três famílias: Acaulosporaceae, Glomaceae e Gigasporaceae. Endogonales foi mantida com uma família (Endogonaceae) e apenas um gênero (Endogone), que não forma micorriza arbuscular.
Estudos moleculares levaram à proposição de duas novas famílias cada uma com um gênero (Archaeosporaceae - Archeospora e Paraglomaceae - Paraglomus). Seqüências de DNA, reações imunológicas contra anticorpos monoclonais específicos e morfologia de estruturas micorrízicas foram alguns dos aspectos que levaram ao reconhecimento desses novos gêneros (Morton & Redecker, 2001).
A classificação mais recente, baseada na análise filogenética utilizando seqüências de genes da subunidade menor (18S) do RNA ribossomal, transferiu os FMA do filo Zygomycota para um novo filo, Glomeromycota, considerando o caráter polifilético do primeiro grupo. Este novo filo inclui a classe Glomeromycetes,
representada por Glomerales, Archaeosporales, Paraglomerales e Diversiporales (Schüβler et al., 2001).
2. Diversidade e distribuição dos FMA
Os FMA têm ampla distribuição em muitas partes do mundo, especialmente nos trópicos, onde é comum sua presença em diversas plantas, com exceção de alguns membros das famílias Polygonaceae, Juncaceae, Cruciferae, Caryophylaceae, Brassicaceae, Chenopodiaceae e Cyperaceae, entre outras (Siqueira et al., 2002).
Existem vários registros da presença da associação micorrízica arbuscular nos trópicos, tanto em plantas florestais quanto em cultivadas, como o amendoim (Bononi et
al., 1988), banana (Melo et al., 1997), café (Fernandes & Siqueira, 1989), citros (Souza et al., 2002), feijão e milho (Maia & Trufem, 1990), entre outras, sugerindo que a
associação é tão importante para o crescimento de plantas nos trópicos quanto em regiões subtropicais e temperadas (Redhead, 1980).
Muitas espécies arbóreas florestais formam associação micorrízica. Das 63 espécies arbóreas de uma floresta tropical do Sri Lanka, 93% apresentavam endomicorriza do tipo arbuscular (Alwis & Abeynayake, 1980). Zhao et al. (2001) observaram 110 espécies vegetais numa floresta tropical da China e verificaram que 54% formavam micorriza arbuscular e 33% possivelmente formavam outros tipos de micorriza. Investigando a ocorrência de micorriza em 100 plantas de importância econômica, social e ecológica de uma floresta tropical dos Camarões, Onguene & Kuyper (2001) verificaram que 74 espécies arbóreas formavam exclusivamente micorriza arbuscular, enquanto 23 formavam ectomicorrizas; algumas dessas apresentavam também estruturas micorrízicas arbusculares. Comparando o crescimento de mudas de espécies de floresta tropical inoculadas ou não com FMA, Janos (1980a) verificou que das 28 espécies estudadas, 23 apresentavam aumento no crescimento quando inoculadas e 16 apresentaram micotrofismo obrigatório nas condições de fertilidade encontradas nos habitats naturais. Indivíduos inoculados recuperaram-se mais rapidamente dos danos de herbivoria, bem como foram capazes de sobreviver após período de murcha, o que indica que as plantas micorrízicas em ambientes naturais podem suportar pressões ambientais. Siqueira & Saggin-Júnior (2001) investigaram a dependência de 29 espécies arbóreas nativas brasileiras, verificando que 65% delas eram altamente micotróficas. Avaliando o estado micorrízico de 29 espécies nativas de Floresta Atlântica, Andrade et al. (2000) observaram evidências de colonização em
todas as espécies estudadas. Na floresta amazônica brasileira, St. John (1980) registrou a presença de micorriza em 79% das espécies vegetais examinadas.
Em áreas tropicais é mencionada a presença de muitos táxons de FMA devido à grande diversidade de vegetais (Janos, 1980b; Gomes & Trufem, 1998) e pela baixa disponibilidade de fósforo geralmente encontrada nos solos (Louis & Lim, 1987; Diederichs & Moawad, 1993). Zhao et al. (2001) registraram a ocorrência de
Acaulospora, Gigaspora, Glomus, Sclerocystis e Scutellospora numa floresta tropical
da China, com Acaulospora e Glomus ocorrendo com maior freqüência (52% e 41%, respectivamente), enquanto Muthukumar et al. (2003) observaram esporos pertencentes apenas a espécies de Acaulospora, Glomus e Scutellospora. Numa floresta tropical do México foram identificadas 16 morfo-espécies de FMA, sendo oito de Glomus, três de
Sclerocystis, três de Acaulospora e duas de Gigaspora (Guadarrama &
Álvarez-Sánchez, 1999). Louis & Lim (1987) observaram várias espécies de Glomus e
Acaulospora em solos tropicais de um remanescente florestal em Singapura.
O número de espécies de FMA encontradas em áreas de Mata Atlântica tem variado, não sendo em geral inferior a 15. Trufem & Viriato (1990) identificaram 16 espécies de FMA, enquanto Gomes & Trufem (1998) registraram a presença de 18, 17 e 15 táxons, respectivamente, em área de eucaliptos, na mata e em áreas de transição. Trufem (1990) identificou 35 espécies de FMA na rizosfera de 35 plantas nativas da mata úmida, na Ilha do Cardoso, São Paulo, mencionando sete novas espécies de FMA. Na rizosfera de três espécies vegetais nativas, Carrenho et al. (2001) identificaram 22 espécies de FMA em áreas de mata revegetadas. De modo similar Trufem & Malatinszky (1995) registraram 23 espécies de FMA na rizosfera de plantas tolerantes e sensíveis à poluição, numa reserva biológica da Mata Atlântica. Para Pernambuco, há registro de pelo menos 38 espécies de FMA (Maia et al., 2002), em diferentes ambientes, naturais e cultivados, coletadas em solos de áreas de mata e caatinga.
3. Métodos para estudo de FMA no solo
Várias técnicas são utilizadas para avaliar populações nativas de FMA em solos. Entre essas destacam-se a quantificação dos esporos, a determinação da biomassa do micélio no solo, a colonização micorrízica, a avaliação do potencial de inóculo e do Número Mais Provável de propágulos infectivos. A quantificação de esporos não é uma medida muito eficaz para ser correlacionada com propágulos infectivos, principalmente em locais onde há crescimento de plântulas ou em ambientes florestais onde a
colonização das raízes é por meio de hifas (Trufem, 1990), além da esporulação depender de condições climáticas, do FMA, do hospedeiro e das características do solo (Sieverding, 1991).
Apesar do micélio externo e da colonização micorrízica serem boas medidas para caracterizar os propágulos de FMA, os resultados podem não ser significativo. A quantificação do micélio externo do campo pode apresentar algumas alterações devido à não separação de hifas de FMA das hifas de fungos não micorrízicos, bem como à não diferenciação de hifas mortas das funcionais (Abbott & Robson, 1991), porque apenas essas últimas são propágulos infectivos. A observação da colonização micorrízica das plantas de um dado ecossistema pode mostrar resultados diferenciados de acordo com o processo de coloração (Millner & Wright, 2002), densidade do sistema radicular, condições edáficas e climáticas. Além disso, a colonização micorrízica não oferece dados de propágulos infectivos e sim uma estimativa da biomassa fúngica na raiz (Sieverding, 1991).
O método de avaliação do potencial de inóculo é baseado na percentagem de colonização das raízes de plântulas crescidas em solo-inóculo diluído. Segmentos contendo hifa micorrízica, vesículas e/ou arbúsculos são contados como positivos (Moorman & Reeves, 1979). Segundo Sieverding (1991), este método elimina algumas desvantagens do método de infecção direta de amostras do campo, como a variabilidade de infecção devido a diferentes estágios de crescimento do hospedeiro no campo.
Para quantificação do número de propágulos infectivos de FMA no solo é freqüentemente utilizado o método do Número Mais Provável (NMP), que estima as populações desses fungos por unidade de volume ou peso do solo (Sieverding, 1991), detectando a presença de propágulos viáveis. Este método avalia a presença ou ausência de micorriza em diluições em série de solo, apresentando números relativos de propágulos (Tommerup, 1991; INVAM, 2001).
Além do método do NMP fornecer apenas uma estimativa do número de propágulos, alguns fatores exercem influência nos valores obtidos. Em experimento comparando valores do NMP de dois inóculos, Wilson & Trinick (1982) verificaram que com o crescimento lento da planta hospedeira durante o experimento, nos meses de outono e inverno, os valores do NMP apresentaram-se muito baixos, indicando que a temperatura influencia a densidade de raiz e esta por sua vez é um fator importante na determinação do valor do NMP.
Hospedeiro com crescimento radicular rápido, variáveis ambientais tais como temperatura, um maior tempo requerido para o teste e estado nutricional do solo (principalmente níveis de fósforo) são alguns fatores que podem contribuir para otimizar o uso do método do NMP (Wilson & Trinick, 1982).
As hifas extra-radiculares dos FMA desempenham importantes funções, tanto para a planta, na ampliação da área de absorção de nutrientes, quanto na estruturação do solo, ligada à síntese de uma proteína (glomalina) importante para a agregação. Essa proteína foi inicialmente detectada a partir de teste utilizando-se um anticorpo monoclonal, tendo apresentado material imunofluorescente em hifas de isolados de nove espécies incluídas nos gêneros Acaulospora, Entrophospora, Gigaspora, Glomus e
Scutellospora (Wright et al., 1996). O nome dado à glicoproteína produzida
exclusivamente pelos FMA, originou-se do nome científico Glomales, ordem na qual eram classificados esses fungos (Wright & Upadhyaya, 1996).
A glomalina é um componente de grande importância, pois está envolvida na estabilidade de agregados do solo (Wright & Upadhyaya, 1998; Wright & Anderson, 2000) e na estocagem de carbono (Rillig & Allen, 1999; Rillig et al., 2001b; Wright & Nichols, 2002). Devido à natureza glicoprotéica, a glomalina estoca carbono nas suas subunidades de proteína e de carboidrato. A glomalina é constituída por um grupo de pequenas glicoproteínas que estão ligadas com o ferro (1-9%) e outros íons e que formam grânulos no solo chamados de agregados (Wright & Nichols, 2002). É considerada uma proteína recalcitrante devido ao seu tempo de degradação e forma de extração via autoclavagem (Rillig et al., 2003).
Alguns fatores ambientais, bem como diferentes práticas de manejo do solo podem afetar a concentração de glomalina e, consequentemente, a estabilidade dos agregados do solo. Rillig et al. (2002) verificaram redução na concentração de glomalina e na agregação do solo em um campo de gramíneas e herbáceas após aquecimento infravermelho. Por outro lado, aumento significativo na concentração de glomalina foi observado em elevadas concentrações de CO2 atmosférico (Rillig et al., 2000, 2001a). Maiores concentrações de glomalina foram registradas em solos de floresta nativa do que em solos cultivados ou sem cultivo (Rillig et al., 2003). A concentração de glomalina bem como a estabilidade de agregados de 1-2 mm foram influenciadas em práticas com rotações de culturas; maiores valores foram verificados quando utilizou-se trigo-milho-painço, e menores valores de agregados estáveis foram observados em rotações com girassol (Wright & Anderson, 2000).
A quantificação da glomalina mede a biomassa e a atividade dos FMA apesar de não ser conhecido seu ciclo no solo (Millner & Wright, 2002). Desse modo, esse parâmetro pode ser utilizado como indicador de mudanças na estrutura do solo.
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FUNGOS MICORRÍZICOS ARBUSCULARES (GLOMEROMYCOTA) EM FRAGMENTOS DE MATA ATLÂNTICA NO CENTRO DE ENDEMISMO
PERNAMBUCO.
Aline Maria Magalhães Melo & Leonor Costa Maia
Fungos micorrízicos arbusculares (Glomeromycota) em fragmentos de Mata Atlântica no Centro de Endemismo Pernambuco
ALINE MARIA MAGALHÃES MELO1 & LEONOR COSTA MAIA1*
1Departamento de Micologia, CCB, Universidade Federal de Pernambuco, Av. Prof. Nelson
Chaves, s/n. 50670-420 Recife, PE, Brasil.
Resumo – (Fungos micorrízicos arbusculares (Glomeromycota) em fragmentos de Mata Atlântica no Centro de Endemismo Pernambuco). A Mata Atlântica apresenta alta diversidade biológica porém encontra-se extremamente degradada. Assim como nos demais ecossistemas terrestres, os fungos micorrízicos arbusculares (FMA) contribuem para a composição florística e estabilidade das plantas e são importantes na agregação do solo pela produção de compostos específicos e na ciclagem de nutrientes. Este trabalho teve por objetivo conhecer a diversidade e determinar a infectividade e a similaridade de espécies de FMA em duas áreas (quatro matas/área) do Complexo Catende (Usinas Frei Caneca-PE e Serra Grande-AL). Amostras de solo rizosférico foram coletadas em seis pontos aleatórios na borda e no interior das matas; esporos de FMA foram extraídos do solo, quantificados e identificados. A infectividade de FMA no solo foi determinada pelo número mais provável (NMP), usando-se quatro diluições do solo (0, 1:10, 1:100 e 1:1000), com cinco repetições, tendo o milho como hospedeiro. A micorrização foi avaliada após 35 dias e a glomalina foi quantificada pelo método de Bradford. Foram identificadas 17 espécies de FMA dos gêneros: Acaulospora (5), Archaeospora (1),
Entrophospora (1), Gigaspora (1), Glomus (7) e Scutellospora (2). Foram registradas 10
e 12 espécies de FMA, respectivamente, nas matas da Usina Serra Grande e Frei Caneca, com índice de similaridade de 45% entre as duas áreas. A densidade de esporos foi ligeiramente maior em Frei Caneca do que em Serra Grande. Aparentemente não houve efeito da borda da Mata na distribuição dos esporos de FMA. O número mais provável de propágulos infectivos de FMA variou de 4,5 até > 2.400 propágulos.cm-3 de solo, nas duas áreas. Maiores valores de glomalina ocorreram, em geral, no interior das matas da Usina Frei Caneca atingindo até 22,21 mg.g-1 de solo, valor considerado elevado quando comparado com outros ecossistemas. De modo geral, maior densidade de esporos, NMP de propágulos infectivos de FMA e produção de glomalina foram registrados em Frei Caneca, embora nem sempre a diferença tenha sido estatisticamente significativa.
Abstract – (Arbuscular mycorrhizal fungi (Glomeromycota) in fragments of Atlantic Forest in the Pernambuco Endemism Center). The Atlantic Forest is well known for its high biological diversity but now is extremely disturbed. The arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) affect the floristic composition, the stabilization of natural systems, being an important element on soil aggregation, throughly production of specific compounds, and nutrient cycle. The aim of this work was to know the diversity, similarly and infectivity of AMF in two areas (Usinas Frei Caneca and Serra Grande) divided, each one, in four fragments. Samples of rhizospheric soil were collected at random from six points, inside and at the border of these fragments. Spores of AMF were extracted from soil, quantified and identified. The infectivity of AMF in the soil was determined using four dilutions (0, 1:10, 1:100, 1:1000), with five replicates, with Zea mays as host. After 35 days, presence of AMF structures was measured. Glomalin was quantified by the Bradford’s method. Seventeen species of AMF representing five genera were found:
Acaulospora (5), Archaeospora (1) Entrophospora (1), Gigaspora (1), Glomus (7) and Scutellospora (2). Ten and 12 species of AMF were registered, respectively, in Serra
Grande and Frei Caneca, with 45% of similarity between these areas. Apparently there was no border effect on distribution of spores of AMF in these areas. The MPN of infective propagules of AMF varied from 4.5 to > 2,400 propagules.cm-3. The highest values of glomalin occurred in Frei Caneca, reaching 22.21mg.g-1 soil, what has been considered a high level, when compared to other systems. In general, higher density of spores, MPN of infective propagules of AMF and production of glomalin were registered in Frei Caneca, although not always with significative differences.
Introdução
Os fungos micorrízicos arbusculares (FMA) são importantes componentes do solo contribuindo para a composição florística e a estabilidade de ecossistemas naturais (van der Heijden et al., 1998) e são importantes na agregação do solo e na ciclagem de nutrientes (Silveira, 1992). Entre os benefícios da micorrização estão os incrementos no crescimento, pela maior absorção de nutrientes e maior tolerância a estresses de natureza biótica e abiótica (Siqueira & Franco, 1988). Os FMA estão agora incluídos no filo Glomeromycota, com uma classe (Glomeromycetes) e quatro ordens: Glomerales, Diversiporales, Paraglomerales e Archaeosporales (Schüßler et al., 2001).
Na associação micorrízica o micélio fúngico aumenta a área de absorção das raízes e transloca nutrientes minerais (principalmente fósforo) e água para o hospedeiro através dos arbúsculos; em contrapartida, a planta fornece fotossintatos para o fungo (Siqueira & Franco, 1988). Entre as substâncias produzidas pelos FMA, uma glicoproteína (glomalina) se destaca por estar fortemente relacionada à estabilidade de agregados do solo e estocagem de carbono, podendo ser um indicador de qualidade de solo (Wright & Nichols, 2002).
A Mata Atlântica é constituída por diversos tipos de floresta (Tabarelli & Silva, 2002). Apresenta alta diversidade biológica e é considerada um grande centro de endemismo para várias plantas vasculares; no entanto, atualmente restam menos de 8% da cobertura vegetal original (Viana et al., 1997; CONAMA, 2001). Na região da Zona da Mata de Pernambuco, a área de vegetação nativa é muito reduzida e bastante fragmentada, devido a grandes extensões de área cultivada, principalmente com cana-de-açúcar (Sampaio & Gamarra-Rojas, 2002).
As margens das florestas fragmentadas são geralmente repentinas, delineando subitamente áreas de floresta com plantações de culturas e outros tipos de habitats modificados. Alterações físicas e biológicas estão envolvidas nos efeitos de borda nas florestas fragmentadas. Variação de temperatura, maior luminosidade lateral na floresta e redução na umidade são alguns efeitos físicos que a borda da mata proporciona. Efeitos bióticos são diversos, incluindo aumento de vegetação secundária ao longo da borda, invasão de ervas daninhas, alteração na ciclagem de nutrientes e fluxo de energia, entre muitas outras mudanças ecológicas (Laurance & Bierregaard, 1997). Tais alterações podem causar a quebra de processas biológicos, modificando a composição de espécies (abundância e distribuição) e de processos ecológicos que mantêm a
diversidade e o funcionamento do ecossistema, alterando portanto a estrutura da floresta (Murcia, 1995).
Vários estudos sobre a biodiversidade de animais e plantas estão sendo desenvolvidos em áreas de Mata Atlântica do Estado de Pernambuco por equipes da Universidade Federal de Pernambuco, com o objetivo de torná-las unidades de conservação. Devido à grande importância dos fungos como componentes da microbiota do solo, este trabalho teve por objetivo conhecer a diversidade, determinar a similaridade de espécies, avaliar a infectividade e avaliar a densidade de esporos de FMA, além de quantificar a glomalina produzida por estes fungos nos solos de Mata Atlântica estudados, verificando se há diferenças, para todos os parâmetros avaliados, entre interior e borda de mata.
Material e métodos
Locais de coleta: Coletas foram realizadas em remanescentes de Mata Atlântica localizados no Complexo Catende (Figura 1). Esses fragmentos estão circundados pela cultura da cana-de-açúcar e pertencem às Usinas Frei Caneca (08042’37’’S e 35050’01’’W) e Serra Grande (09000’00’’S e 38052’00’’W), situadas respectivamente no Município de Jaqueira (750 m acima do nível do mar), Estado de Pernambuco, e Ibateguara (500 m acima do nível do mar), Estado de Alagoas. Nessas áreas, predomina solo do tipo podizólico vermelho eutrófico e latosolo amarelo distrófico. A precipitação média anual é de 750 a 1250 mm e a temperatura média em torno de 24 0C (dados fornecidos pelas Usinas) caracterizando clima tropical. As áreas são cobertas por vegetação típica de Floresta Atlântica (Figura 2), sendo registradas, na borda das matas, entre outras: Mangifera indica L., Xilopia frutescens Aubl., Himatanthus bracteatus (D.C.) Woodson, Schefflera morototoni (Aubl.) Maguire, Steyerm. & Frodin, Cordia
sellowiana Cham., Swartzia macrostachya Benth., Cecropia pachstachya Trécul., Erythroxylum mucronatum Benth., Vismia guianensis (Aubl.) Pers., Banara guianensis
Aubl., Byrsonima crispa Juss., Henriettea succosa (Aubl.) D.C., Artocarpus
heterophyllus Lam., Attalea oleifera Barb. Rodr., Bowdichia virgilioides Kunth, Cupania racemosa (Vell.) Radlk., Apeiba tibourbou Aubl., Aegiphila pernambucensis
Moldenke enquanto no interior das matas predominam Tapirira cf. obtusa (Benth.) D.J. Mitch., Aspidosperma discolor D.C., Eriotheca gracilipes (K.Schum.) A. Robyns,
a
b
Figura 1. Locais de coleta de solo em áreas de Mata Atlântica, Complexo Catende - Centro de Endemismo Pernambuco: (a) Usina Frei Caneca (PE) e (b) Usina Serra Grande (AL).
a
b
Figura 2. Fotografias das áreas de coleta. Mata Atlântica, Complexo Catende – Centro de Endemismo Pernambuco: (a) visão panorâmica da área da Usina Serra Grande (AL) e (b) área da Usina Frei Caneca (PE).
Cecropia hololeuca Miq., Licania belemii Prance, Sloanea guianensis (Aubl.) Benth., Mabea occidentalis Benth., Tovomita mangle G. Mariz, Guarea guidonia (L.) Sleumer, Inga edulis Mart., Ficus guaranitica Chodat, Virola gardneri (D.C.) Warb., Guapira oposita (Vell.) Reitz, Pterocarpus violaceus Vogel, Manilkara salzmannii (D.C.) H.J.
Lam. (Oliveira, 2003).
Coletas: Nos meses de janeiro e fevereiro de 2003 visitou-se, para cada local, quatro matas (Quengo, Espelho, Fervedouro e Ageró, em Frei Caneca e Varjão, Dudé, Trilhas do Amaro e do Cavalo Morto, em Serra Grande), onde foram coletadas amostras de solo rizosférico em seis pontos aleatórios na borda (+ 5 m em direção do interior da mata) e no interior (+ 500 m da borda da mata). Para cada ponto foi coletado aproximadamente 1 Kg de solo até 20 cm de profundidade e acondicionado em saco plástico devidamente etiquetado. Após homogeneização, uma parte foi encaminhada para análise física e de fertilidade (Empresa Pernambucana de Pesquisa Agropecuária – IPA) (Tabela 1) e outra parte utilizada para a quantificação da densidade de esporos e da glomalina, avaliação do Número Mais Provável de propágulos infectivos, montagem de culturas armadilha e para identificação dos FMA.
Densidade de esporos: Em cada amostra de solo os esporos de FMA foram extraídos por peneiramento úmido (Gerdemann & Nicolson, 1963) e centrifugação em solução de sacarose (Jenkins, 1964) e em seguida quantificados.
Extração e quantificação da glomalina: Amostras de solo (1 g) foram autoclavadas a 121 0C por 30 min em 2 mL de citrato de sódio (20 mM), pH 7, e centrifugadas por 15 min a 5.000 g. A partir do sobrenadante foi feita a quantificação segundo o método de Bradford (Wright & Upadhyaya, 1996), com quatro repetições.
Culturas armadilha: Para multiplicação dos esporos de FMA nativos, utilizou-se milho e amendoim como plantas hospedeiras durante três ciclos de multiplicação.
Determinação do Número Mais Provável (NMP) de propágulos infectivos de FMA: para essa avaliação foi usado o método de Feldmann & Idczak (1994): as amostras do solo coletadas foram diluídas em solo desinfestado nas proporções de 0, 1:10, 1:100 e 1:1000. Na diluição de 1:10 tomou-se 1 parte do solo-inóculo e 9 do solo diluente, para a segunda diluição colocou-se 1 parte da diluição de 1/10 e 9 do solo diluente; e, para a última diluição, 1 parte da diluição de 1:100 foi misturada com 9 partes do solo diluente. As amostras diluídas foram colocadas em tubetes, com cinco repetições, totalizando 320 unidades. Cada tubete recebeu duas sementes de milho (Zea mays L. var. ), e após a germinação apenas uma plântula foi mantida. As plantas foram coletadas
Tabela 1. Caracterização dos solos coletados nas matas das Usinas Frei Caneca (PE) e Serra Grande (AL), janeiro e fevereiro de 2003, respectivamente.
Área Análise Fertilidade Análise Física
USINA FREI CANECA P (Extrator Mehlich) (mg dm-3) pH água K Al Ca Mg - - - cmolc dm-3 - - - Classificação textural (1) Mata do Quengo
Interior 4 4,60 0,16 2,35 0,50 0,75 Franco argilo-arenoso Borda 3 4,50 0,15 1,50 0,40 0,70 Argilo-arenoso (2) Mata
do Espelho
Interior 2 4,60 0,12 1,40 0,75 0,60 Franco argilo-arenoso
Borda 2 4,50 0,11 1,50 0,40 0,45 Argila
(3) Mata do Fervedouro
Interior 3 5,50 0,45 0,10 4,40 1,75 Franco argilo-arenoso Borda 3 4,90 0,14 0,45 2,55 1,55 Argilo-arenoso (4) Mata do
Ageró
Interior 10 4,80 0,27 0,60 2,75 0,85 Argila
Borda 5 4,30 0,17 1,50 0,25 0,55 Argila
Área Análise Fertilidade Análise Física
USINA SERRA GRANDE P (Extrator Mehlich) (mg dm-3) PH água K Al Ca Mg - - - cmolc dm-3 - - - Classificação textural (1) Mata do Varjão
Interior 2 4,00 0,13 2,95 0,30 1,00 Franco argilo-arenoso Borda 3 4,40 0,24 0,85 0,50 1,05 Franco arenoso (2) Mata do
Dudé
Interior 3 4,20 0,20 1,20 0,40 0,90 Franco argilo-arenoso Borda 3 4,60 0,28 0,55 1,55 1,60 Franco argilo-arenoso (3) Mata da
Trilha de Amaro
Interior 2 5,50 0,18 0,10 3,05 1,05 Franco arenoso Borda 3 4,70 0,17 1,20 0,85 0,95 Franco argilo-arenoso (4) Mata da
Trilha do Cavalo Morto
Interior 2 5,20 0,13 0,25 2,60 0,70 Franco arenoso Borda 12 4,80 0,16 0,95 0,95 0,65 Franco argilo-arenoso
aos 35 dias e todo o sistema radicular foi lavado, clarificado com KOH (10%) e corado com Azul de Trypan (Phillips & Hayman, 1970) para verificar a presença de estruturas de FMA. Para o cálculo do NMP apenas 3 números são requeridos. O primeiro corresponde ao número de repetições que estavam colonizadas na diluição 1:10; o segundo e terceiro números correspondem às duas maiores diluições. O resultado da combinação dos 3 números é encontrado na tabela de Cochran (Feldmann & Idczak, 1994) do NMP. Para obter o NMP de propágulos.cm-3 do solo amostrado, o valor dado na tabela é multiplicado por 100.
Identificação das espécies de FMA: Os esporos foram separados em microscópio estereoscópico de acordo com coloração, tamanho e presença de estruturas importantes para a identificação e montados entre lâmina e lamínula com álcool polivinílico e lactoglicerol (PVLG). Para identificação dos FMA, utilizou-se o manual de Schenck & Pérez (1990), descrições fornecidas no site da International Culture Collection of Arbuscular Mycorrhizal Fungi - INVAM (http://invam.caf.wvu.edu) e publicações mais recentes.
Análise estatística: Os dados de concentração de glomalina e densidade de esporos foram submetidos a análise de variância e as médias comparadas pelo teste de Tukey (P<0,05) usando o programa Statistica (Statsoft, 1997). Dados de densidade de esporos foram transformados em log (x+1) (Sieverding, 1991). Foi aplicado o índice de Sörensen (Müller-Dombois & Ellemberg, 1974) para a determinação da similaridade de FMA entre as duas áreas estudadas.
Resultados
De modo geral, maior densidade de esporos foi encontrada nas matas da Usina Frei Caneca do que nas de Serra Grande, sendo que na primeira, com uma exceção (Mata do Ageró), maior número de esporos foi registrado no interior das matas, enquanto na segunda ocorreu o inverso, com a borda apresentando em geral maior representatividade em esporos de FMA (também com uma exceção: Mata da Trilha do Cavalo Morto, onde borda e interior apresentaram a mesma densidade de esporos) (Figura 3-c).
Diferença significativa na densidade de esporos entre interior e borda de mata ocorreu apenas em duas matas: uma na Usina Frei Caneca (Mata do Quengo) com o interior apresentando maior número de esporos de FMA (50,67.100 g-1 de solo) do que a borda (5,50.100 g-1 de solo), e uma na Usina Serra Grande (Mata do Varjão). Neste caso, houve maior densidade de esporos (19,67.100 g-1 de solo) na borda do que no interior da mata (4,83.100 g-1 de solo). Nas outras matas não houve diferença entre borda e interior quanto ao número de esporos de FMA (Figuras 3-a e 3-b).
Comparando-se a densidade de esporos entre os interiores e as bordas das áreas da Usina Serra Grande, verificou-se que o interior da mata 2 (Mata do Dudé) diferiu do encontrado nas matas 1 e 4 (Mata do Varjão e Mata da Trilha do Cavalo Morto), nas quais foram registrados os menores valores (4,83 e 5,67 esporos.100 g-1 de solo, respectivamente). Nas bordas, os valores encontrados nas matas 1 e 2 diferiram do registrado na mata 4, que teve a menor densidade de esporos de FMA. A densidade de esporos na mata 3 não diferiu daquele referido para as demais matas (Figura 3-b).
Nas matas da Usina Frei Caneca foi extraída maior quantidade de glomalina do solo do que nas matas da Usina Serra Grande (Figura 4-c). Como observado para densidade de esporos, também se registrou maior concentração de glomalina no interior das matas da Usina de Frei Caneca, com exceção da mata 3 (Mata do Fervedouro).
Entre os interiores das matas da Usina Frei Caneca, o interior da mata 1 (Mata do Quengo) apresentou maior concentração de glomalina no solo, seguido da mata 2 (Mata do Espelho) ambas diferindo das matas 3 (Mata do Fervedouro) e 4 (Mata do Ageró), nas quais foram observadas as menores concentrações. Nas bordas das matas da Usina Frei Caneca, a maior concentração de glomalina foi encontrada na mata 2 seguido das matas 3, 1 e 4, com todos os valores diferindo significativamente entre si (Figura 4-a).
0 10 20 30 40 50 60 1 2 3 4 Matas D en si d ad e d e esp o ro s 1 00g -1 d e so lo Borda Interior
(a)
bA aA aB aB aA aB aA aA(b)
0 5 10 15 20 25 1 2 3 4 Matas D ens id ad e de e spor os 1 00 g -1 d e so lo Borda Interior aB aAB aAB bB aA aA aA aB(c)
0 5 10 15 20 25Frei Caneca Serra Grande
Áreas D ens id ad e de e sp or os 1 00 g -1 de so lo Borda Interior bB aA aA bB
Figura 3. Densidade de esporos de FMA em áreas de Mata Atlântica: (a) Comparação entre as matas da Usina Frei Caneca/PE (1- Quengo, 2- Espelho, 3- Fervedouro, 4- Ageró); (b) Comparação entre as matas da Usina Serra Grande/AL (1- Varjão, 2- Dudé, 3- Trilha de Amaro, 4- Trilha do Cavalo Morto) e (c) comparação entre (a) e (b), independentemente da área de coleta. Letras minúsculas comparam médias entre borda e interior dentro de cada área, letras maiúsculas comparam borda/interior entre as áreas.
6 e ga
(a)
(b)
0 1 2 3 4 5 7 8 9 10 1 2 3 4 Matas Glom a lina ( m g.g -1 a g r do s 1 -2 m m ) Interior aA aA aA aB bC aA aA aA Borda 0 5 10 15 20 25 1 2 3 4 Matas G lo m alin a ( m g .g -1ag re g ad o s 1-2 mm) Borda Interior bC aA bA aB aB bC bD aC 0 2 4 6 8 10 12 14 16 FC SG Áreas G lo m al in a ( m g .g -1 ag reg a d o s 1-2 mm) Borda Interior bA aA aA aB(c)
Figura 4. Concentração de glomalina em solo de áreas de Mata Atlântica: (a) Comparação entre as matas da Usina Frei Caneca/PE (1- Quengo, 2- Espelho, 3- Fervedouro, 4- Ageró); (b) Comparação entre as matas da Usina Serra Grande/AL (1- Varjão, 2- Dudé, 3- Trilha de Amaro, 4- Trilha do Cavalo Morto) e (c) comparação entre (a) e (b), independentemente da área de coleta. Letras minúsculas comparam médias entre borda e interior dentro de cada área, letras maiúsculas comparam borda/interior entre as áreas.
Na Usina Serra Grande apenas a mata 2 (Mata do Dudé) apresentou valores diferentes na concentração de glomalina entre interior e borda da mata, tendo a borda valor superior ao do interior. Nas demais matas a concentração de glomalina foi similar no interior e na borda. Entre os interiores das matas da Usina Serra Grande, as matas 1 (Mata do Varjão) e 3 (Mata da Trilha de Amaro) apresentaram maiores valores de glomalina em relação às matas 2 (Mata do Dudé) e 4 (Mata da Trilha do Cavalo Morto). Nenhuma diferença significativa foi observada quando se comparou a concentração de glomalina na borda das matas da Usina Serra Grande (Figura 4-b).
Em geral, o NMP de propágulos infectivos foi superior no solo das matas da Usina Frei Caneca do que nas de Serra Grande. Na Usina Frei Caneca o número de propágulos infectivos de FMA variou de 62 até > 2.400 propágulos.cm-3 de solo. Os menores valores de propágulos infectivos, tanto na borda quanto no interior foram registrados na mata 4 (Mata do Ageró), enquanto os maiores valores ocorreram na mata 2 (Mata do Espelho),tanto na borda quanto no interior (Tabela 2).
Dentre as matas da Usina Serra Grande, menor número de propágulos infectivos foi observado no interior das matas 1 (Mata do Varjão) e 2 (Mata Dudé). Com exceção da mata 4 (Mata da Trilha do Cavalo Morto), que apresentou número de propágulos superior a 2.400, tanto na borda quanto no interior, as demais apresentaram maiores valores na borda. Em Serra Grande também houve grande variação no NMP de propágulos infectivos, desde menos de uma dezena até >2.400.
Tabela 2. Número de propágulos infectivos (.cm-3 de solo) em áreas de Mata Atlântica pertencentes às Usinas Frei Caneca – PE (1= Mata do Quengo; 2= Mata do Espelho; 3= Mata do Fervedouro; 4= Mata do Ageró) e Serra Grande – AL (1= Mata do Varjão; 2= Mata do Dudé; 3= Mata da Trilha de Amaro; 4= Mata da Trilha do Cavalo Morto)
Áreas
Matas Frei Caneca Serra Grande
Borda Interior Borda Interior 1 1.600 >2.400 280 4,5
2 >2.400 >2.400 220 9,5 3 350 210 >2.400 45 4 150 62 >2.400 >2.400 Total >4.500 >5.072 >5.300 >2.459
Foram identificadas 17 espécies de FMA (Tabela 3, Figura 5); além de alguns táxons (Acaulospora, Glomus e Scutellospora) que não foram identificados ao nível específico, pois a quantidade de esporos foi insuficiente para um estudo pormenorizado. Tabela 3. Espécies de FMA em áreas de Mata Atlântica pertencentes as Usinas Frei Caneca (PE) e Serra Grande (AL). B= Borda de mata; I= Interior de mata.
Família/espécie Áreas Frei Caneca Serra Grande
Archaeosporaceae B I B I
Archaeospora leptoticha (Schenck & Smith) Morton &
Redecker X
Acaulosporaceae
Acaulospora foveata Trappe & Janos X
Acaulospora mellea Spain & Schenck X X X X
Acaulospora rugosa Morton X
Acaulospora scrobiculata Trappe X
Acaulospora tuberculata Janos & Trappe X X
Entrophospora colombiana Spain & Schenck X
Gigasporaceae
Gigaspora margarita Becker & Hall X
Scutellospora auriglobosa (Hall) Walker & Sanders X X X X
Scutellospora cerradensis Spain & Miranda X
Glomeraceae
Glomus ambisporum Smith & Schenck X
Glomus clavisporum (Trappe) Almeida & Schenck X
Glomus etunicatum Becker & Gerd. X X
Glomus macrocarpum Tulasne & Tulasne X X X X
Glomus microcarpum Tulasne & Tulasne X
Glomus multicaule Gerd. & Bakshi X
Glomus taiwanensis (Wu & Chen) Almeida & Schenck X X X
TOTAL 10 7 10 3
As matas da Usina Frei Caneca e Serra Grande apresentaram, respectivamente, 12 (10 na borda, 7 no interior) e 10 (10 na borda, 3 no interior) espécies de FMA, com índice de similaridade de 45% entre as duas áreas.
100 µm
h
20 µmb
20 µmc
100 µme
20 µmg
20 µmf
20 µmd
20 µma
Figura 5. Esporos de FMA coletados em áreas de Mata Atlântica: (a) Acaulospora sp.; (b)
Acaulospora mellea Spain & Schenck; (c) Acaulospora rugosa Morton; (d) Acaulospora scrobiculata Trappe; (e) Glomus clavisporum (Trappe) Almeida & Schenck; (f) G. clavisporum-detalhe; (g) Glomus taiwanensis (Wu & Chen) Almeida & Schenck; (h) Scutellospora cerradensis (Wu & Chen) Almeida & Schenck.
Discussão
De acordo com os resultados, a densidade de esporos não diferiu entre o encontrado na borda e no interior das matas, indicando, aparentemente, não haver efeito de borda sobre
a densidade de esporos nas áreas amostradas. Guadarrama & Álvarez-Sánchez (1999) obtiveram resultados semelhantes quando compararam a abundância de esporos em áreas com cobertura vegetal fechada e clareiras de uma floresta tropical, não encontrando diferenças entre os microambientes. O mesmo ocorreu quando se comparou a densidade de esporos na borda e no interior de uma floresta em Singapura (Louis & Lim, 1987).
Baixos valores de densidade de esporos (Tabela 2) foram encontrados nos solos estudados, o mesmo ocorrendo em outras áreas de Floresta Atlântica; valores inferiores a 50 esporos.100 g-1 de solo foram mencionados para florestas tropicais (Janos, 1980; Trufem & Viriato, 1990; Muthukumar et al., 2003). O maior valor encontrado nas áreas estudadas foi de apenas 50,67 esporos.100 g-1 de solo, similar ao encontrado por Trufem (1990) em solos de mata tropical úmida, em São Paulo.
Variações na quantificação de esporos em áreas de mata podem ocorrer devido à distribuição agrupada dos fungos e complexa estrutura subterrânea de solos tropicais (Zhao et al., 2001). Além disso, condições climáticas, espécies de FMA, fenologia dos hospedeiros, características do solo, podem influenciar diretamente na esporulação deste grupo de fungos (Koske et al., 1997; Sieverding, 1991).
As florestas tropicais em geral são consideradas ambientes estáveis, podendo desta forma a esporulação ser menos requerida (Husband et al., 2002) e a colonização de novas raízes ser obtida através da conexão de raízes colonizadas e de redes de hifas (Trufem, 1990; Muthukumar et al., 2003); desse modo, o número de esporos pode chegar próximo a zero (Sieverding, 1991).
A detecção de glomalina nos solos estudados pode indicar a atividade de FMA (Wright & Upadhyaya, 1996) nesses locais, porque essa glicoproteína é um produto extracelular produzido pelas hifas e são provavelmente o resultado de deposição no solo por longos períodos de tempo (Wright et al., 1998). As concentrações obtidas do solo a partir da glomalina facilmente extraível constituem um indicador da presença de micorriza, visto que consiste da proteína que foi recentemente produzida (Wright & Upadhyaya, 1998; Steinberg & Rillig, 2003). Segundo Millner & Wright (2002), a
rápida extração e quantificação da glomalina em solos do campo, têm revelado importância ecológica dos FMA sobre a agregação, estabilidade e bom estado do solo.
Os dados das matas da Usina Frei Caneca mostraram que havia maior concentração de glomalina no interior do que na borda. Isto pode estar relacionado com a melhor preservação do interior das matas. Porém os valores de glomalina observados nas áreas da Usina Serra Grande não diferiram entre esses dois ambientes, podendo-se inferir que estejam em bom estado de conservação. Quando se comparou entre as áreas, o solo de Frei Caneca apresentou maior concentração de glomalina que o de Serra Grande, considerando o interior das matas. Uma das áreas visitadas em Frei Caneca (Mata do Quengo) é considerada uma mata de ótima conservação, segundo levantamento florístico que está sendo realizado nesta área (dados não publicados).
Rillig et al. (2001) quantificaram a concentração de glomalina em seis solos de
floresta tropical e encontraram valores maiores que 100 mg.g-1 de solo, porém esses valores foram obtidos de vários ciclos de extração de glomalina (glomalina total), enquanto as concentrações observadas no presente trabalho foram determinadas a partir de um ciclo de extração (glomalima facilmente extraível). Em quatro áreas florestais dos Estados Unidos e uma da Escócia foram encontrados valores < 2 até 8 mg.g-1 de agregados (Wright & Upadhyaya, 1998).
Os solos com maior (22,21 mg.g-1) e menor (3,63 mg.g-1) concentração de glomalina apresentaram baixo teor de P (4 mg.dm-3 de solo), indicando não haver influência direta desse fator sobre a produção da proteína. O mesmo ocorreu em relação ao pH do solo, que variou de 4,00 a 5,50 e aparentemente também não influenciou a produção de glomalina. De acordo com Rillig et al. (2001), não se conhece os fatores que estão envolvidos no controle da produção da glomalina no ambiente, sendo sugerido que fatores do solo tais como concentrações de nutrientes, clima, possivelmente a diversidade de FMA, bem como hospedeiro e sua produtividade, poderiam ter influência na produção desse composto.
A identificação das espécies foi, de certa forma, comprometida em função da pequena quantidade de esporos extraídos dos solos e da baixa multiplicação dos esporos nativos em cultura armadilha. O fato do solo ser argiloso em algumas matas possivelmente contribuiu para inibir a proliferação de FMA. Mesmo assim, 17 espécies foram identificadas no presente trabalho, número similar ao encontrado em outras áreas de mata Atlântica (Trufem & Viriato, 1990; Gomes & Trufem, 1998).
Segundo Sieverding (1991), esporos de Gigaspora margarita têm sido encontrados em solos tropicais com faixas de pH maior que 5,5; no entanto, representantes dessa espécie foram registrados em solo com pH < 5,0. Entrophospora
colombiana ocorreu em solo com pH inferior a 5,5, tal como referido também por
Sieverding (1991). Esporos de Glomus multicaule foram abundantes em área central de floresta tropical com pH 3,9 (Louis & Lim, 1987); na área de mata Atlântica estudada, esporos desta espécie foram encontrados em solo de interior de mata com pH 4,5. Nos solos estudados espécies de Acaulospora e Glomus ocorreram com maior freqüência, fato também relatado para outros ambientes de floresta tropical (Guadarrama & Álvarez-Sánchez, 1999; Zhao et al., 2001; Muthukumar et al., 2003).
A ocorrência de algumas espécies de FMA pode estar relacionada à estratégia de vida desses fungos, com alguns apresentando melhor performance na colonização, sendo mais persistentes (Hart et al., 2001). Espera-se encontrar maior diversidade de FMA em ambientes onde há maior diversidade vegetal; no entanto, muitas espécies de FMA estão em plena atividade, não necessitando esporular. Desta forma, apenas por meio de técnicas moleculares seria talvez possível identificar os FMA que estão colonizando as raízes.
Conclusões gerais
Aparentemente não se manifesta efeito de borda sobre a densidade de esporos e a produção de glomalina por FMA nas áreas estudadas. No entanto, maior diversidade de espécies de FMA foi registrada na borda do que no interior da mata. O NMP de propágulos infectivos de FMA varia bastante, sem razão aparente e sem um padrão definido, sendo a infectividade do solo mais ou menos proporcional ao número de esporos. De modo geral a infectividade dos FMA foi maior em Frei Caneca, tal como ocorreu com número de esporos e produção de glomalina. É possível que os fragmentos de mata nesta área estejam melhor preservados que os de Serra Grande e que isso tenha propiciado maior desenvolvimento e proliferação dos FMA. No entanto, áreas perturbadas às vezes favorecem a esporulação, como mecanismo de preservação da espécie.
