Oligotrófico - Oligotroph

Um oligotrófico é um organismo que pode viver em um ambiente que oferece níveis muito baixos de nutrientes . Eles podem ser contrastados com copiotrofos , que preferem ambientes nutricionalmente ricos. Os oligotróficos são caracterizados por crescimento lento, baixas taxas de metabolismo e, geralmente, baixa densidade populacional. Ambientes oligotróficos são aqueles que pouco oferecem para sustentar a vida. Esses ambientes incluem sedimentos oceânicos profundos, cavernas, gelo glacial e polar, solo subsuperficial profundo, aquíferos, águas oceânicas e solos lixiviados.

Exemplos de organismos oligotróficos são o olmo que habita em cavernas ; a bactéria Pelagibacter ubique , que é o organismo mais abundante nos oceanos, com um total estimado de 2 × 10 28 indivíduos; e os líquenes com sua taxa metabólica extremamente baixa .

Etimologicamente , a palavra "oligotrófico" é uma combinação do adjetivo grego oligos (ὀλίγος) que significa "poucos" e o adjetivo trophikos (τροφικός) que significa "alimentação".

Adaptações de plantas

As adaptações das plantas a solos oligotróficos proporcionam maior e mais eficiente absorção de nutrientes, redução do consumo de nutrientes e armazenamento eficiente de nutrientes. Melhorias na absorção de nutrientes são facilitadas por adaptações radiculares, como nódulos radiculares fixadores de nitrogênio , micorrizas e raízes em cacho . O consumo é reduzido por taxas de crescimento muito lentas e pelo uso eficiente de nutrientes de baixa disponibilidade; por exemplo, o uso de íons altamente disponíveis para manter a pressão de turgor , com nutrientes de baixa disponibilidade reservados para a construção dos tecidos. Apesar dessas adaptações, a necessidade de nutrientes normalmente excede a absorção durante a estação de crescimento, então muitas plantas oligotróficas têm a capacidade de armazenar nutrientes, por exemplo, nos tecidos do tronco, quando a demanda é baixa, e remobilizá-los quando a demanda aumenta.

Ambientes oligotróficos

Os oligótrofos ocupam ambientes onde os nutrientes disponíveis oferecem pouco para sustentar a vida. O termo " oligotrófico " é comumente usado para descrever ambientes terrestres e aquáticos com concentrações muito baixas de nitratos, ferro, fosfatos e fontes de carbono.

Os oligótrofos adquiriram mecanismos de sobrevivência que envolvem a expressão de genes durante períodos de baixa nutrição, o que lhes permitiu ter sucesso em vários ambientes. Apesar da capacidade de viver em baixas concentrações de nutrientes, os oligotróficos podem encontrar dificuldade em sobreviver em ambientes ricos em nutrientes.

Antártica

Os ambientes antárticos oferecem muito pouco para sustentar a vida, pois a maioria dos organismos não está bem adaptada para viver em condições de limitação de nutrientes e temperaturas frias (abaixo de 5 ° C). Como tal, esses ambientes exibem uma grande abundância de psicrófilos que estão bem adaptados para viver em um bioma Antártico. A maioria dos oligotróficos vive em lagos onde a água ajuda a apoiar os processos bioquímicos de crescimento e sobrevivência. Abaixo estão alguns exemplos documentados de ambientes oligotróficos na Antártica:

O Lago Vostok , um lago de água doce que foi isolado do mundo abaixo de 4 km (2,5 milhas) de gelo da Antártida, é freqüentemente considerado um exemplo primário de ambiente oligotrófico. A análise de amostras de gelo mostrou microambientes ecologicamente separados. O isolamento de microrganismos de cada microambiente levou à descoberta de uma ampla gama de diferentes microrganismos presentes no manto de gelo. Traços de fungos também foram observados, o que sugere potencial para interações simbióticas únicas. A extensa oligotrofia do lago levou alguns a acreditar que partes do lago são completamente estéreis. Este lago é uma ferramenta útil para simular estudos sobre vida extraterrestre em planetas congelados e outros corpos celestes.

Crooked Lake é um lago glacial ultra-oligotrófico com uma distribuição delgada de microorganismos heterotróficos e autotróficos . O ciclo microbiano desempenha um grande papel na ciclagem de nutrientes e energia dentro deste lago, apesar da abundância e produtividade bacterianas particularmente baixas nesses ambientes. A pouca diversidade ecológica pode ser atribuída às baixas temperaturas anuais do lago. Espécies descobertas neste lago incluem Ochromonas , Chlamydomonas , Scourfeldia , Cryptomonas , Akistrodesmus falcatus , e Daphniopsis studeri (a microcrustáceos). É proposto que a seleção competitiva baixa contra Daphniopsis studeri permitiu que a espécie sobrevivesse o suficiente para se reproduzir em ambientes com limitação de nutrientes.

Austrália

As planícies de areia e solos lateríticos do sul da Austrália Ocidental , onde um cráton extremamente espesso impediu qualquer atividade geológica desde o Cambriano e não houve glaciação para renovar os solos desde o Carbonífero . Assim, os solos são extremamente pobres em nutrientes e a maioria da vegetação deve usar estratégias como as raízes dos cachos para obter até as menores quantidades de nutrientes como fósforo e enxofre .

A vegetação nessas regiões, no entanto, é notável por sua biodiversidade , que em alguns lugares é tão grande quanto a de uma floresta tropical e produz algumas das flores silvestres mais espetaculares do mundo. No entanto, está gravemente ameaçada pela mudança climática que moveu o cinturão de chuvas de inverno para o sul, e também pela limpeza para a agricultura e pelo uso de fertilizantes , que é principalmente impulsionada pelos baixos custos da terra que tornam a agricultura econômica, mesmo com rendimentos uma fração daqueles em Europa ou América do Norte.

América do Sul

Um exemplo de solos oligotróficos são aqueles de areias brancas, com pH do solo inferior a 5,0, na bacia do Rio Negro , no norte da Amazônia, que abrigam florestas e savanas extremamente frágeis e de baixíssima diversidade drenadas por rios de águas pretas ; cor da água escura devido à alta concentração de taninos , ácidos húmicos e outros compostos orgânicos derivados da decomposição muito lenta da matéria vegetal. Florestas semelhantes são encontradas nas águas oligotróficas do delta do rio Patía, no lado pacífico dos Andes.

oceano

No oceano , os giros subtropicais ao norte e ao sul do equador são regiões nas quais os nutrientes necessários para o crescimento do fitoplâncton (por exemplo, nitrato , fosfato e ácido silícico ) são fortemente esgotados durante todo o ano. Essas áreas são descritas como oligotróficas e apresentam baixa clorofila superficial . Eles são ocasionalmente descritos como "desertos oceânicos".

Ambientes de solo oligotrófico

Os ambientes de solo oligotróficos incluem solo agrícola, solo congelado, et cetera . Vários fatores, como decomposição , estrutura do solo, fertilização e temperatura , podem afetar a disponibilidade de nutrientes nos ambientes de solo.

Geralmente, o nutriente torna-se menos disponível ao longo da profundidade do ambiente do solo, pois, na superfície, os compostos orgânicos decompostos dos restos vegetais e animais são consumidos rapidamente por outros micróbios, resultando na falta de nutriente nas camadas mais profundas do solo. Além disso, os resíduos metabólicos produzidos pelos microrganismos na superfície também causam o acúmulo de produtos químicos tóxicos nas áreas mais profundas. Além disso, o oxigênio e a água são importantes para algumas vias metabólicas, mas é difícil para a água e o oxigênio se difundirem à medida que a profundidade aumenta. Alguns fatores, como agregados do solo, poros e enzimas extracelulares, podem ajudar a difusão da água, oxigênio e outros nutrientes no solo. Além disso, a presença do mineral sob o solo fornece fontes alternativas para as espécies que vivem no solo oligotrófico. Em termos de terras agrícolas, a aplicação de fertilizantes tem um impacto complicado sobre a fonte de carbono, aumentando ou diminuindo o carbono orgânico do solo.

Collimonas é uma das espécies capazes de viver em solos oligotróficos. Uma característica comum dos ambientes onde vivem os Collimonas é a presença de fungos, pois os Collimonas têm a capacidade não só de hidrolisar a quitina produzida pelos fungos para obter nutrientes, mas também de produzir materiais (por exemplo, P. fluorescens 2-79) para se protegerem de infecção fúngica. A relação mútua é comum nos ambientes oligotróficos. Além disso, os Collimonas também podem obter fontes de elétrons de rochas e minerais por intemperismo .

Em termos de áreas polares, como Antártica e Ártica, o ambiente do solo é considerado oligotrófico porque o solo está congelado com baixa atividade biológica. As espécies mais abundantes no solo congelado são Actinobacteria , Proteobacteria , Acidobacteria e Cyanobacteria , junto com uma pequena quantidade de arquéias e fungos. As actinobactérias podem manter a atividade de suas enzimas metabólicas e continuar suas reações bioquímicas sob uma ampla faixa de baixa temperatura. Além disso, o mecanismo de reparo do DNA em Actinobacteria os protege da mutação letal do DNA em baixa temperatura.

Veja também

Referências

links externos