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Discuta o papel das enzimas no solo.
As enzimas se ligam fortemente ao substrato,causando mudanças na
configuração eletrônica nas ligações mais facilmente modificáveis, reduzindo a
energia da ativação, permitindo ou regulando a velocidade da reação química.
Apresentam alta especificidade de reação, elevada eficiência catalítica, não
são consumidas na reação e estão sujeitas a processos de indução, ativação,
inibição e desnaturação química ou biodegradação no ambiente. O resultado
da atividade dos microrganismos, ocorre a produção de várias enzimas
extracelulares, capazes de atacar substratos orgânicos que compõem a
matéria orgânica do solo ou necromassa, liberando monômeros, que são
absorvidos e metabolizados nas células, produzindo biomassa, CO2, H2O e
elementos minerais. As enzimas intracelulares catalisam , ou seja, com as
transformações do substrato permite o funcionamento de rotas metabólicas
específicas para a liberação de energia e elétrons e a integração das funções
fisiológicas e rotas bioquímicas do catabolismo e anabolismo celular, formam a
base da bioquímica do metabolismo microbiano no solo, degradando os restos
orgânicos e sintetizando novas moléculas para a constituição de nova
biomassa microbiana.
ok
Discuta o artigo como um todo.
O texto, em voga, trás uma análise da evolução do estudo da biomassa
microbiana, partindo-se do movimento, surgido no início dos anos 80, em
busca de mais informações acerca do tema. O autor revela a falta de
conhecimento empírico sobre o tema central, o que levou ha estudos para o
aprofundamento científico do tema.
Até hoje, discute-se a importância da biomassa microbiana, uma vez que as
altas concentrações de CO2 na atmosfera, aliada a agentes poluentes
antropogênicos e o aquecimento global, são riscos para o equilíbrio do
ecossistema.
Há trinta anos a análise do ecossistema se concentrava no fluxo de entrada e
saída. Isso era necessário para quantificar os elementos ( ex. C, N e P) e
energia transferida para nós.
Primeiramente, a maior ênfase foi a dinâmica dos elementos e a mineralização
de substratos orgânicos, além da liberação de nutrientes e elementos devido a
atividade heterotrófica de microrganismos decompositores.
Com o advento da técnica Rothamsted, a quantificação da biomassa
microbiana total (bactérias + fungos), ficou mais precisa, uma vez que não era
possível essa determinação apenas com observação microscópica.
A evolução das técnicas de análise de parâmetros ecofisiológicos trouxeram
benefícios tremendos, pois aumentaram a precisão do diagnóstico de biomassa
microbiana, respeitando a diversidade de solos e do ecossistema de uma forma
geral.
Podemos dizer que a evolução do pensamento nesse sentido nos leva a uma
situação mais naturalista que positivista, pois o respeito à diversidade é
condição para a correta aplicação de resultados quantitativos e qualitativos.
Um estudo sério, tanto acima quanto abaixo do solo, neste sentido deve ser
tema de novas pesquisas, pois os pesquisadores estão no caminho certo ao
diversificar a análise dos resultados, podendo ainda cair em má interpretação
dos resultados.
quase lá, mas deveria ter entrado em mais um pouco de detalhes
Relacione o modelo hiperbólico de Michaelis-Menten com os modelos
mais comuns para decomposição de serrapilheira.
Para caracterizar a atividade de uma determinada enzima do solo,
alguns autores têm feito uso da cinética clássica de Michaelis-Menten que é
fundamentado no fato de que a velocidade da reação é proporcional à
concentração do substrato, destacando a velocidade máxima alcançada pela
reação e a constante da reação q corresponde à concentração de substrato
necessária para atingir a metade da velocidade máxima alcançada pela reação.
Para a decomposição de serrapilheira estimada pelo modelo exponencial
definido por Wieder & Wright (1995), considera a constante de decaimento em
que se calcula a queda diária e a queda mensal, respectivamente. O
coeficiente de retorno de serrapilheira é definido como a produção anual de
serrapilheira dividida pela média de serrapilheira acumulada no solo da floresta.
O modelo de balanço de massa (Reiners & Reiners, 1970; Xu & Hirata, 2002;
Lodhiyal & Lodhiyal, 2003) considera a constante de decomposição , definida
como a produção anual de serrapilheira dividida pela soma da média de
serrapilheira acumulada no solo da floresta e a produção anual de serrapilheira
.O tempo de retorno de serrapilheira (anos) é o recíproco da taxa de retorno.
estou falando nos modelos exponenciais de decomposição, não de
deposição...
Discuta o crescimento microbiano sob condições ideais.
Para um crescimento microbiano sob condições normais na capacidade
heterotrófica do solo, são necessário processos para obter um bom
crescimento microbiano no solo como: um fluxo de elétrons, que, dependendo
das condições de oxirredução tem um aceptor final de O2 (anaerobiose) ou
formas inorgânicas de N, S, C e metais oxidados ou compostos orgânicos de
cadeia curta (anaerobiose); um fluxo de carbono que gera CO2, CH4,
componentes celulares (biomassa) e produtos orgânicos intermediários para a
biossíntese e um fluxo de energia na forma de ATP, que sustenta o anabolismo
para produção de biomassa e as funções celulares diversas. Esse crescimento
microbiano em ambientes ideais citadas acima ocorre em função da
disponibilidade de substrato reduzido (MO), então para que haja o crescimento
microbiano a disponibilidade de substrato em determinado tempo tem que ser
maior que a biomassa produzida e mais o gasto para a sua manutenção, visto
que a rápida com que o crescimento microbiano se dá, a disponibilidade de é
geralmente limitante para a microbiota do solo e um outro aspecto é quanto do
carbono utilizado é convertido em novas células. Também podemos citar que o
crescimento dos microrganismos é grandemente afetado pelas condições
físicas e químicas do ambiente onde se encontram, sendo que estas podem
influir positivamente ou negativamente de acordo com o microrganismo em
questão.
Temperatura: Corresponde a um dos principais fatores ambientais que
influenciam o desenvolvimento bacteriano. A medida que há um aumento da
temperatura, as reações químicas e enzimáticas na célula tendem a tornar-se
mais rápidas, acelerando a taxa de crescimento. Todos os microrganismos
apresentam uma faixa de temperatura onde desenvolvem-se plenamente.
Nesta faixa de temperatura podemos determinar as temperaturas mínima,
ótima e máxima (temperaturas cardeais), para cada microrganismo. A
temperatura máxima provavelmente reflete os processos de desnaturação ,
enquanto os fatores que determinam a temperatura mínima ainda não são bem
conhecidos, embora certamente a fluidez da membrana seja um dos fatores
determinantes destes níveis térmicos baixos.
pH: Os ambientes naturais tem uma faixa de pH de 5 a 9, o que comporta o
crescimento de diferentes tipos de microrganismos.
Bactérias - faixa entre 7, com algumas acidófilas (Thiobacillus de 0,5 a 6,0 com
ótimo entre 2 e 3,5) e outras alcalifílicas (Bacillus e Archaea).
Fungos - tendem a ser mais acidófilos que as bactérias (pH <5).
Tensão de O2: Extremamente importante no desenvolvimento, uma vez que os
microrganismos comportam-se de forma bastante distinta, sendo classificados
como aeróbios, anaeróbios facultativos, anaeróbios estritos, anaeróbios
aerotolerantes e microaerófilos (requerem concentrações baixas de O2).
Água: Essencial a qualquer microrganismo, embora as necessidades sejam
variadas. É o solvente universal, mas sua disponibilidade é variável (soluções
com açúcares ou sais têm menos água disponível).
Os organismos que vivem em ambientes onde a disponibilidade de água é
baixa desenvolvem mecanismos para extrair água do ambiente, pelo aumento
da concentração de solutos internos, seja bombeando íons para o interior ou
sintetizando ou concentrando solutos orgânicos (solutos compatíveis), que
podem ser açucares, álcoois ou aminoácidos (prolina, betaine, glicerol).
Pressão osmótica: Fator extremamente importante, principalmente a partir do
maior conhecimento sobre as Archaea, visto que vários membros deste
domínio requerem altas concentrações de sais para seu desenvolvimento.
Fatores adicionais: Fonte luminosa para fototróficos autotróficos. Pressão
atmosférica, para aqueles que vivem em profundidades.
a discussão está essencialmente correta, mas eu estava perguntando
sob condições ideais... ou seja, em meio de cultura ou algo que o valha. Em
outras palavras, a pergunta não é diretamente ligada com o solo. Todos os
pontos levantados são válidos, o que livrou sua cara, mas a idéia era sobre o
crescimento exponencial...
Discuta algumas das prováveis conseqüências de um eventual
aumento no metabolismo anaeróbico de solos sobre o meio ambiente
global.
Os microrganismos que crescem em condições anaeróbicas usam
compostos inorgânicos oxidados no lugar do O2 como aceptor terminal de
elétrons. Podemos citar como consequência de um aumento no metabolismo
anaeróbico a produção de gases em solos inundados como o CH4 , N2o e
CO2, contribuindo para problemas ambientais como o efeito estufa e o
estreitamento da camada de ozônio. O metano é um importante gás de efeito
estufa e influencia fortemente a fotoquímica da atmosfera. O CH4 é produzido
em solos inundados pelas bactérias estritamente anaeróbias. A drenagem
diminui a emissão de CH4 para a atmosfera, pois a aeração do solo inibe a sua
produção pelas bactérias metanogênicas. Concomitantemente, ocorre a
diminuição de CH4 no solo devido à oxidação aeróbia pelas bactérias
metanotróficas.
excelente
Discuta o capítulo como um todo.
Os organismos são responsáveis em controlar as transformações dos
elementos químicos e as transferências de energia e nutrientes no sistema
solo-planta-atmosfera, constituindo a base de sustentação e produtividade dos
ecossistemas terrestres. Dois processos sustentam a base da vida no planeta:
a fotossíntese e a decomposição seguida da mineralização dos materiais
orgânicos por ela formados. A fotossíntese é realizada pela ribulose que é
considerada a enzima da vida, absorvendo a energia solar e fazendo a redução
do CO2 atmosférico nas plantas. Os microrganismos são capazes de converter
uma forma de energia para outra através de reações químicas que são
medidas pela absorção de nutrientes e substâncias energéticas que, através de
transformações metabólicas, sustentam o crescimento e a multiplicação celular.
Os processos metabólicos são iniciados por transcrição gênica até a síntese de
proteínas com função enzimática que catalisam permitindo rotas metabólicas
específicas para liberação de energia e elétrons e integrando as funções
fisiológicas e rotas bioquímicas do catabolismo e anabolismo celular, formando
a base bioquímica do metabolismo microbiano do solo. O metabolismo celular
compreende reações de redox que determinam a tendência do fluxo de
elétrons no processo oxidativo. A oxidação de uma substância só se dá uma há
a redução de outra, consequentemente ocorre mudanças no estado de
oxidação dos elementos que geralmente compõem as substâncias em
transformação no solo. No metabolismo aeróbico é onde predomina a maioria
dos solos onde há a oxidação da glicose e a oxidação fosforilativa obtendo
assim alta produção de energia livre, correspondendo ao rendimento
energético de 42%. No metabolismo anaeróbico os microrganismos usam
compostos inorgânicos oxidados no lugar do O2 como aceptor terminal de
elétrons. Esses aceptores tem potencial de redução maior que o oxigênio e, por
isso, produzem pouca energia, também resultam em processos como
desnitrificação, respiração do nitrato, redução do sulfato e metanogênese. A
intensidade dos processos de biotransformação dos materiais orgânicos no
solo depende da quantidade de resíduos adicionadas ao solo e das condições
ambientais. Nas células vivas, as reações químicas são catalisadas por um
grupo de proteínas com alta especificidade denominadas enzimas, ligando-se
ao substrato fortemente, causando mudanças na configuração eletrônica nas
ligações mais facilmente modificáveis, reduzindo a energia de ativação,
permitindo ou regulando a velocidade da reação química. As enzimas são
responsáveis por quase totalidade da atividade biológica, catalisando as
transformações bioquímicas e representando fonte e dreno de C, regulando a
troca de nutrientes entre a atmosfera e o ecossistema solo-planta-organismo.
ok
Discuta a evolução dos trabalhos em ecofisiologia microbiana a partir
dos anos 50, e como a transição foi feita de situações simples, bem
controladas, para ambientes reais.
O estudo dos parâmetros ecológicos e sua influência sobre a
fisiologia microbiana foram conduzidos sob condições in vitro usando a
cultura de lote ou técnicas de cultura contínua concentrando-se na resposta de
uma espécie de cada vez.
No entanto, esses valores obtidos, frequentemente excederam os dados de
entrada de carbono para um solo, calculado sobre uma base anual, e ficou
claro que a demanda total de manutenção do crescimento células
sem limitações de carbono deve ser diferente de organismos em um
ambiente de carbono natural limitado.
O entendimento de como funciona o ecossistema tornou-se peça chave, uma
vez que a análise do consumo de carbono no metabolismo endógeno ajuda a
determinar a biomassa microbiana, não obstante a quantidade de C usada na
manutenção da integridade celular e não somente no crescimento.
A partir desta nova visão, ampliaram-se os estudos científicos para o campo,
onde surgiram diversas formas de pensar o assunto, como a Teoria de Odum,
que compara resultados diversos assumindo a diversidade natural do
ecossistema, relacionando solos com entrada menos diversa de substratos
(monoculturas) com solos que funcionam com rotatividade, subsequentemente
com diversidade de substratos mais intensa. A comparação desses resultados
mostra a importância do estudo diversificado do ecossistema, não somente sob
o parâmetro da quantidade, mas também levando-se em conta aspectos
qualitativos.
Partindo-se de uma análise in vitro para uma análise de campo qualitativa
compreende - se a importância da diversidade de diagnósticos e de
pensamentos acerca do tema. O que garante uma análise muito mais profunda
hoje em dia.
Ok
Relacione o modelo hiperbólico de Michaelis-Menten com os modelos
mais comuns para decomposição de serrapilheira.
O modelo de Michaelis-Menten é um dos modelos bastante difundido,
pois trabalha com parâmetros que descrevem adequadamente o processo de
degradação ou consumo de substâncias. Dentre estes parâmetros principais
temos a velocidade máxima (Vmáx.) que corresponde a taxa de degradação de
um substrato quando todas as enzimas estão atuando no seu máximo e a
constante da reação (Km), esta corresponde a taxa de degradação da matéria
orgânica quando temos a metade da velocidade máxima, de forma simplificada,
a Km corresponde a afinidade da enzima pelo substrato, sendo assim, quanto
menor for o Km mais rapidamente a taxa de degradação alcançará a sua
velocidade máxima e maior a especificidade enzima substrato.
Um modelo bastante difundido é o proposto por OLSON (1963) em que a taxa
de decomposição da serrapilheira (K) é resultado da relação entre a produção
anual de serrapilheira (kg.ha-1.ano-1) e o estoque de serrapilheira (kg.ano-1),
portanto:
K=PAS/ES
Utilizando o índice “K” podemos encontrar outros parâmetros como o tempo
médio de renovação da quantidade de serrapilheira acumulada e os tempos
necessários para decomposição de 50 e 95% da serrapilheira.
Também podemos citar o modelo cinético das mudanças no substrato de Smith
& Paul (1990) sendo expressa por:
dS/dt=-K(B)[S];
Sendo (dS/dt) a quantidade de substrato degradado no tempo, (B) a
capacidade catalítica da Biomassa microbiana e [S] a concentração de
substrato.
Atividade microbiana pode também ser considerada como um modelo de
decomposição da serrapilheira, pois os microrganismos oxidam a matéria
orgânica e liberam CO2.
Uma das premissas que podemos estabelecer para decomposição de
serrapilheira, ou matéria orgânica em geral, é que a atividade de
microrganismos esta intimamente relacionada com sua taxa de degradação.
Portanto, os modelos de Michaelis-Menten e o Modelo Cinético das Mudanças
no Substrato de Smith & Paul são adequados visto que em suas contas
envolvem a capacidade catalítica da enzima ou da biomassa microbiana,
respectivamente, o que não entra em consideração no modelo proposto por
Olson (1963). Este fato tem grande importância, devido que a taxa de
decomposição da serrapilheira é sazonal, ou seja, nos meses chuvosos as
taxas de decomposição são maiores bem como em anos que apresentarem
maiores valores de precipitação pluvial teremos maior taxa de decomposição.
Fato que é observado pelo modelo de Olson, mas não é diagnosticado.
Além disso, os modelos de Michaelis-Menten e Smith & Paul fornecem muito
mais informações do que o de Olson para a taxa de decomposição da
serrapilheira (K). Enquanto o modelo de Olson só fornece a taxa de
degradação por ano e os tempos para decomposição de 50 e 95% o modelo de
Michaelis-Menten fornece a Vmáx de degradação e a afinidade da enzima com
o substrato (Km) o que pode nos fornecer todos os parâmetros estimados pela
equação de Olsen. E o modelo de Smith & Paul bem como o de Michaelis-
Menten é um bom descritor da decomposição da serrapilheira visto que leva
em consideração a capacidade catalítica da biomassa (B), a quantidade de
substrato degradada no tempo (dS/dt) e a concentração do substrato [S].
excelente
Discuta o artigo como um todo.
O artigo trata da biomassa microbiana do solo do ponto de vista sobre a
ecofisiologia destes organismos. A ecofisiologia corresponde aos aspectos da
ecologia dos microrganismos, o papel que desempenham no meio ambiente, e
suas respostas fisiológicas ao meio como maior taxa de respiração, maior
secreção de enzimas etc. em virtude de alterações no ambiente tais como pH,
nutrientes, temperatura, suprimento de oxigênio entre outros.
A partir de década de 80 pesquisadores de todo o mundo buscavam métodos
para quantificar ou avaliar o efeito antrópico no ambiente. Um dos parâmetros
mais susceptíveis a modificações é justamente a comunidade microbiana.
Alguns fatores as tornam adequadas como avaliadora de estresses ambientais
como: mudança rápida na atividade metabólica, diminuição da comunidade
microbiana, aumento da densidade de algumas espécies etc. Contudo, a
técnica da observação direta de microrganismos, a qual foi bastante utilizada, é
inadequada para avaliação de impactos ambientais no ecossistema do solo,
pois a densidade e diversidade não podem ser adequadamente descrita por
este método.
O objetivo central deste estudo foi estudar a comunidade microbiana do solo de
forma única, estudando-a como um todo.
O artigo relata que a poluição global é um tópico de importância nos dias atuais
e, principalmente o foi na década de 80, quando existia uma urgência na
criação de métodos capazes de avaliar a ação antropogênica na poluição do
ambiente. Dentre vários estudos com este propósito é atribuído a John and
Klaus Domsch (Anderson and Domsch, 1978) a criação do método fisiológico
para quantificação da biomassa microbiana, também conhecido como técnica
da respiração.
No artigo também é citado que de todo o carbono utilizado por grupos de
bactérias grande parte do carbono não é utilizado somente para crescimento,
mas também para manutenção da célula microbiana (metabolismo
endogênico). Com isso surge o conceito de “Manutenção” que corresponde a
demanda de carbono que cada microrganismo possui.
Um dos pontos chaves na compreensão da microbiota do solo foi a
conceituação dos quocientes de Manutenção e ecofisiologia, tais como: taxa de
crescimento, produtividade (Y), tempo de turnover (d) e cinética de absorção de
carbono (Vmáx e Km).
Uma das bases que mais influenciaram o entendimento da biomassa
microbiana e sua ecofisiologia foi a interpretação da teoria da bioenergética no
desenvolvimento de ecossistemas de Odum (1969), a qual especifica que o
desenvolvimento da diversidade (plantas, animais e micróbios) nos
ecossistemas coincidem com o aumento do uso eficiente de energia durante o
progresso do estágio de desenvolvimento a maturidade e quase-equilibrium e
neste ponto existe um baixa respiração da comunidade por unidade de
biomassa.
Um achado pelos autores que possibilitou a aplicação da sua teoria foi
observação de uma comunidade microbiana sob estresse que se adequavam
as premissas de Odum. Resultado do trabalho de Anderson and Domsch
(1993) que reportaram o efeito do pH do solo na biomassa microbiana. O efeito
do pH do solo foi muito pronunciado mostrando uma grande elevação do
quociente metabólico (qCO2) e diminuição do Cmin para Corg sob condições
de acidez.
O autor comenta que o estudo ecofisiológico foi necessário para compreensão
das relações entre a biomassa microbiana do solo a sua transferência de
energia e a demanda de carbono. Sendo que todo este relacionamento pode
ser facilmente modificado pela ação da interferência antropogênica.
Como conclusão o autor comenta que a junção da aproximação holística da
ecofisiologia (coeficientes metabólicos) com técnicas moleculares específicas
para testar se a comunidade microbiana é relacionada com a economia de
energia da comunidade pode ser um novo capítulo na ecologia microbiana.
excelente
Discuta o capítulo como um todo.
Neste capítulo os autores fazem uma abordagem sobre o metabolismo
microbiano e seus processos e como estes podem modificar ou serem
modificados pelo seu ecossistema.
Primeiramente devemos considerar que os organismos presentes no solo
apresentam funções vitais no ecossistema como a degradação de compostos
orgânicos, ciclagem de nutrientes, ciclos biogeoquímicos como nitrificação,
degradação de poluentes introduzidos pelo homem como pesticidas e
herbicidas, sendo que, estes processos são de fundamental importância para
sustentação da vida terrestre como um todo.
O metabolismo dos microrganismos do solo é de vital importância, pois é por
meio da degradação de componentes orgânicos que os nutrientes podem ser
reutilizados pelas plantas, e para este conjunto de reações podemos designar
de “atividade biológica”.
Uma suposição lógica da grande importância dos microrganismos do solo é em
relação ao ciclo do carbono, por exemplo, se não existisse a degradação
realizada por estes organismos o carbono não teria o seu ciclo completo sendo
acumulado em um passo do ciclo. Com isto, à medida que grande parte deste
nutriente não é reciclado o ciclo de energia promovido por ele também é
afetado até que chegue um ponto que seja totalmente interrompido.
É importante destacar que o metabolismo do solo não compreende somente o
metabolismo microbiano, mas também todo o metabolismo de organismos que
estejam no solo. Sendo assim, metabolismo microbiano se refere a parte
exercida pelos microrganismos, enquanto metabolismo do solo corresponde a
todo o metabolismo proporcionado pelos organismos do solo.
De forma geral, os organismos do solo são quimiorganotróficos, obtendo a
energia para manutenção do seu organismo pela oxidação de compostos
reduzidos e, no solo os processos metabólicos que nele ocorrem são oriundos
principalmente da atividade de organismos deste tipo.
De forma enfática, o autor afirma que a heterotrofia é a base da Bioquímica do
Solo. Certamente que sim, visto que processos como os biogeoquímicos são
realizados por microrganismos heterotróficos.
Os microrganismos do solo podem desempenhar seu papel degradativo em
condições aeróbicas ou não. Em condições aeróbicas a decomposição gera
grande quantidade de energia, CO2 e biomassa microbiana. Já nas condições
anaeróbicas a degradação de compostos orgânicos produz pouca energia e
liberam grandes quantidades de compostos como metano, CO2 etc., sendo
estes oriundos da utilização de compostos inorgânicos oxidados como
aceptores de elétrons (NO3-; SO42- e metais oxidados) os quais são
responsáveis pelo efeito estufa.
Em relação ao fluxo de energia e de elementos no sistema organismo-solo-
planta pode se evidenciar a importância da biomassa microbiana quando
constatamos que a taxa de reciclagem dela pode ser até 200 vezes mais rápida
do que a biomassa vegetal, desta forma podemos observar a importância desta
comunidade no fornecimento de nutrientes para as plantas e no fluxo de C
(energia). Outro dado importante é que a biomassa do solo pode chegar até a
10 toneladas o que corresponde a uma produtividade superior a alcançada por
diversas culturas agrícolas. Como em quaisquer organismos e considerando o
solo como tal, devemos dar destaque às enzimas. Elas são responsáveis pela
degradação de substância complexas tornando-as mais simples de tal forma
que possam ser assimiladas pelos microrganismos do solo. No solo destaque é
dado para hidrolases e oxirredutases, as quais são responsáveis pelo
rompimento de ligações químicas e reações de oxirredução, respectivamente.
Uma enzima que tem papel fundamental como indicadora da atividade
biológica do solo são as desidrogenases, os níveis de atividade enzimática
deste grupo de enzimas geralmente apresentam correlação com o consumo de
O2 e a atividade global da população do solo. No solo podemos encontrar
enzimas intra e extracelulares e estas podem se dividir em exoenzimas, as que
catalisam a região terminal das substâncias, e endoenzimas, catalisam regiões
internas das substâncias.
A microbiomassa do solo representada por fungos, bactérias, actinomicetos,
leveduras e microfauna é a principal fonte de enzima no solo. Deste modo, esta
biota do solo é responsável tanto pela própria formação do solo, secreção de
enzimas tornando minerais primários em secundários, como pela manutenção
dos ciclos biogeoquímicos etc.
A biomassa microbiana pode ser quantificada/estimada pela contagem do
número de organismos e posterior conversão para biovolume, determinação de
moléculas de assinatura e taxa de respiração. A biomassa microbiana é muito
dinâmica e heterogenia no solo. Regiões próximas de raízes, rizosfera, é a
região mais propícia a vida microbiana, sendo que regiões distantes dela são
consideradas como “desertos nutricionais” e, portanto, menos propícias a
sustentação da comunidade microbiana. Desta forma, amostragens que retirem
o solo para quantificação da rizosfera, comumente, superestimará a quantidade
de microrganismos, enquanto que amostras retiradas de regiões consideradas
desertos nutricionais acarretará em subestimação da população microbiana do
solo.
Assim, como foi exemplificado, o metabolismo microbiano é responsável pelo
ciclo de reações responsáveis pela manutenção de todos os seres vivos, seja
pela realização da degradação da matéria orgânica ou pela continuidade dos
ciclos biogeoquímicos, o metabolismo que os microrganismos apresentam são
fundamentais para manutenção da vida.
excelente
Comente o desenvolvimento lógico do uso atual do coeficiente
metabólico para indicar o grau de estabilidade de um sistema
microbiano.
O coeficiente metabólico (qCO2) corresponde a taxa de CO2 que uma
quantidade de Biomassa emite em determinado tempo, ou seja, corresponde
ao consumo de substrato para produção de energia para manutenção do
organismo e reprodução e como produto final deste metabolismo ocorre
liberação de CO2. Em um ambiente em equilíbrio, o qCO2 tenderia a um valor
constante, pois a taxa de crescimento microbiano seria estável, bem como a
demanda energética para manutenção do seu metabolismo. No entanto, o
qCO2 pode se alterar rapidamente de acordo com a demanda microbiana, esta
maior demanda energética pode ser devido a alterações nas condições ótimas
para os microrganismo como aumento da temperatura, pH, presença de
elementos tóxicos, atividades antrópicas etc. Sendo assim, maior consumo de
substrato seria necessário para gerar energia para manutenção do
metabolismo e consequentemente maior quantidade de CO2 seria emitida
aumentando portanto o qCO2. Portanto, se é conhecido ou estimado o qCO2
da comunidade microbiana de um sistema em equilíbrio as alterações que o
qCO2 apresente pode ser considerado como um indicador de possíveis
perturbações no ambiente.
excelente
Discuta o papel das enzimas no solo.
As enzimas do solo possuem papel fundamental na degradação da
matéria orgânica no solo, sendo que sua função primária é a de transformar
substâncias complexas em substâncias mais simples que possam ser
assimiladas pelos microrganismos do solo. Elas são responsáveis pelo
aumento da velocidade de reação que pode chegar até 1020 vezes mais do
que sem elas e diminuição da energia de ativação das reações de catabolismo.
O papel das enzimas é imprescindível, pois sem estas a energia necessária
para quebra de substâncias mais complexas seria extremamente alto. As
enzimas no solo podem ser secretadas pelos microrganismos para o meio
exterior (extracelulares) ou liberadas para o meio exterior por meio de ruptura
celular (intracelulares), portanto ambas podem atuar no meio extracelular
mesmo que por tempo muito curto.
De forma geral, as principais enzimas que atuam nas reações do solo são as
hidrolases e oxiredutases, as quais são responsáveis pelos processos de
decomposição da matéria orgânica e transformações inorgânicas, e
transferases e liases, as quais mediam transferências de grupos substituintes
entre moléculas e adição ou substituição de grupos químicos, respectivamente.
Outra função das enzimas do solo pode ser considerada como sendo um
indicador da atividade biológica do solo, como é o caso das desidrogenases.
Esta enzima tem destaque, pois ela correlaciona com a atividade oxidativa total
dos microrganismos do solo.
Portanto, o estudo das enzimas do solo é de grande importância para
compreensão da taxa de degradação da matéria orgânica do solo, para
indicação da atividade biológica dos microrganismos do solo, para estudos de
diversidade microbiana etc.
ótimo
Discuta algumas das prováveis conseqüências de um eventual
aumento no metabolismo anaeróbico de solos sobre o meio ambiente
global.
Os microrganismos que realizam metabolismo anaeróbio utilizam
compostos inorgânicos oxidados como SO42-; NO3- e metais oxidados como
aceptores finais de elétrons, no caso dos aeróbios o aceptor final seria o
oxigênio.
O que diferencia no metabolismo anaeróbio é que como resultado deste
metabolismo ocorre a liberação de metano (CH4) e vários outros compostos.
Isto é resultado de reações de desnitrificação, respiração do nitrato, redução do
sulfato e metanogênese as quais são evidenciadas em microrganismos como
Paracoccus denitrificans, Pseudomonas denitrificans, Desulfobacter sp.,
Methanosarcina sp. etc.
De forma geral, a principal influencia do aumento do metabolismo anaeróbico
é, portanto, o aumento da produção de metano. O metano é o principal agente
relacionado com o efeito estufa, ou seja, a elevação da temperatura na terra. O
seu principal mecanismo de retenção de energia, que favorece o aquecimento
global, constitui na reirradiação da energia luminosa que incide na superfície da
terra e que seria devolvida para o espaço.
Com o aumento aproximado de 1 a 2ºC na temperatura o ser humano não
seria diretamente afetado pela temperatura, mas poderia o ser pelo aumento
de radiação ultravioleta ocasionada devido a destruição da camada de ozônio
pelo metano, entretanto, a elevação da temperatura pode ocasionar mudanças
climáticas mais sérias como: regime pluviométrico, fato que certamente
ocasionaria mudanças drásticas na fauna e flora de diversos ambientes, em
especial em ecossistemas como florestas tropicais, ambientes aquáticos etc.
No caso de ambientes aquáticos podemos citar que pequenas elevações na
temperatura proporcionam grandes alterações nos corais, sendo que estes são
responsáveis pela criação de um ambiente propício para a vida de diversas
outras espécies e para as florestas tropicais a diminuição da precipitação
pluviométrica poderia ocasionar profundas mudanças neste ecossistema,
possivelmente, causando a extinção de diversas espécies que já estão
adaptadas ao clima tropical com elevada taxa pluviométrica e elevada
temperatura.
Como possíveis agentes de ação antrópica para aumento do metabolismo
anaeróbico podemos citar o aumento de áreas irrigadas por inundação na
agricultura e a construção de hidrelétricas.
excelente
Como a composição da serrapilheira pode afetar a composição
microbiana?
A serrapilheira é caracterizada pelos restos vegetais como folhas,
galhos, flores e frutos. Um dos mecanismos que as plantas possuem para
eliminar metabolitos secundários do seu sistema, substâncias secundárias que
são tóxicas para as plantas, é justamente pela eliminação junto com a folhas
caducas. Estes metabólitos secundários geralmente são taninos, quinonas,
flavonóides, triterpenos etc. que podem desempenhar função antibiótica. Deste
modo, a serrapilheira de algumas espécies vegetais terá grande quantidade de
metabólitos secundários que possibilitaram somente a sobrevivência de alguns
microrganismos capazes de resistir a influência dos seus metabólitos
secundários e, consequentemente, eliminará a comunidade microbiana que
não seja adaptada a estes compostos químicos.
excelente
Discuta o capítulo como um todo.
O capitulo Metabolismo e processos microbianos, descreve desde a
importância do solo como uma gente receptor, até como um agente
transformador. Explica todo o passo a passo dos processos biológicos, os
fundamentos do metabolismo do mesmo bem com o metabolismo central.
Mostra o crescimento microbiano em relação ao consumo de substrato,
geração de energia, produtos metabólicos e biomassa.
Fala dos tipos de metabolismos existentes e como esses atuam no solo, a
importância das enzimas, uma vez que estas tem participação essencial nos
processos relacionados à qualidade do solo e como são sintetizadas pelos
organismos que nele crescem.
Na parte da biomassa microbiana, o capítulo vai desde os aspectos gerais
envolvidos, até a atividade catalisadora, demostrando toda importância do
conhecimento deste fator, uma vez que a biomassa microbiana catalisa
transformações bioquímicas essenciais à qualidade do solo e funcionalidade do
ecossistema com enormes reflexos nos processos globais, torna-se importante
todo esse conhecimento.
eu pedi para discutir, não sintetizar ao extremo... o texto está mais para
tabela de conteúdo do capítulo, do que para uma discussão
Discuta o artigo como um todo.
O artigo fala inicialmente de como os projetos de pesquisas foram
implementados em todo o mundo e a necessidade de tal acontecimento para
quantificação dos impactos de poluentes antropogênicos.
A partir disso conta como se deu o processo evolutivo da microbiologia, do
ponto de vista que não se tinha naquela época um conhecimento sobre esse
tema. Fala da importância da mesma para os dias de hoje, objetivando o
equilíbrio do meio ecossistema.
O trabalho descreve também as tentativas de relacionar a saída do CO2
microbiano comunidade com a biomassa microbiana existente. Todos esses
estudos foram de fundamental importância para a atualidade, uma vez que a
abordagem holística era necessário naquele tempo para entender a relação
entre microbiana do solo transferência de energia de biomassa e sua demanda
de carbono, bem como todas as suas funções, pontos positivos e negativos e
assim, entender todo esse processo na atualidade.
isto é discussão desde quando? Está mais para um resumo do resumo
do que para uma discussão
Como a composição da serrapilheira pode afetar a composição
microbiana?
A serrapilheira compreendem a mesofauna e os grandes artrópodes que
normalmente ingerem material orgânico puro e desenvolvem um mutualismo
externo com a microflora baseado em um “rúmen externo”. Os artrópodes da
serrapilheira podem digerir parte da biomassa microbiana ou desenvolver
interações mutualísticas nos seus excrementos. Nessas estruturas, os recursos
orgânicos que foram fragmentados e umedecidos durante a passagem pelo
tudo digestivo, são ativamente digeridos pela microflora. Após alguns dias de
incubação, os artrópodes freqüentemente reingerem estes excrementos e
absorvem os compostos orgânicos assimiláveis que foram disponibilizados pela
atividade microbiana, e ocasionalmente parte da biomassa microbiana.
veja a pergunta... pela resposta dá a nítida impressão que você não tem
idéia do que é serrapilheira, que é o material vegetal que foi depositado pelas
plantas...
Discuta o papel das enzimas no solo.
Dentre as diferentes substâncias que os organismos liberam para seu
ambiente esta um grupo muito complexo de proteínas que são as enzimas.
Estas enzimas entram no solo através da morte de raízes e outras partes das
plantas que as contenham. Hoje, a consideração mais difundida é que os
microrganismos se constituem na maior fonte de enzimas do solo. Estas
ocorrem quando uma proteína enzimática é liberada para o solo, onde ela pode
ser imediatamente metabolizada pelos microrganismos ou se associar física ou
quimicamente aos colóides ali presentes, o que a torna mais estável e
inacessível a inibidores e extratores. Assim, cerca de um terço do nitrogênio do
solo pode estar na forma de complexos protéicos com colóides. As enzimas,
assim complexadas, podem ser liberadas para a solução do solo, com perda
pequena de atividade. Existem, ainda, dificuldades metodológicas muito sérias
para se caracterizar com precisão a origem de uma determinada atividade
enzimática no solo. A luz dos conhecimentos atuais sobre as enzimas do solo,
o que se pode concluir é que os estudos sobre as mesmas podem levá-las a se
constituírem em importante ferramenta para o manejo adequado do solo, dos
insumos agrícolas menos poluentes, havendo, contudo, muito a se fazer para
se atingir tal objetivo.
extremamente superficial e não falou nada sobre o que a enzima faz no
solo. o único papel que consegui localizar para ela na descrição é como
possível estoque de N complexado
Qual foi a primeira grande linha de estudos em ecologia microbiana do
solo? Discuta um pouco do fundamento desta linha.
Os estudos tiveram início através do Programa Biológico Internacional
(IBP), onde este iniciou as primeiras pesquisas sobre o ecossistema da
ecologia microbiana. Na época era necessário quantificar os elementos
(C,N,P), essa foi tida como a abordagem mais promissora para a compreensão
da função de um ecossistema. Na ocasião foi dada uma maior ênfase na
dinâmica de elemento em que a mineralização de substratos orgânicos e a
liberação de nutrientes e elementos são devido aos heterotróficos e atividade
do compartimento de decomposição microbiana, onde este ganhou
importância.
ok
Que via metabólica é dominante na microbiota do solo, e porque isto
acontece, de um ponto de vista evolutivo?
O metabolismo central consiste em reações bioquímicas capazes de
produzir ou consumir energia. Essas reações compõem o metabolismo
degradativo e o de síntese molecular, ambos de ocorrência simultânea nos
processos celulares e essenciais às funções celulares e a qualquer forma de
vida. Esses processos são precedidos e controlados por eventos intracelulares
específicos iniciados por transcrição gênica até a síntese de proteínas com
função enzimática que catalisam, por exemplo, as transformações do substrato
permitindo o funcionamento de rotas metabólicas específicas para liberação de
energia e elétrons, formando assim a base do metabolismo microbiano do solo.
Isso ocorre devido o fato desse processo estar sempre em atividade, ou seja,
ocorre a degradação dos restos orgânicos e estes sintetizam novas moléculas
para a constituição de uma nova biomassa microbiana.
a via respiratória oxidativa, ou seja, aeróbica. não faço idéia de onde
saiu esta história, já que toda reação bioquímica produz e consome energia,
apenas com diferença no balanço final positivo ou negativo
Relacione o modelo hiperbólico de Michaelis-Menten com os modelos
mais comuns para decomposição de serrapilheira.
O modelo de Michaelis-Menten é útil para explicar a cinética das reações
catalisadas por enzimas, bem como para caracterizar as enzimas do solo. Este
modelo considera que uma reação enzimática ocorre em dois passos:
Etapa 1. Ligação de um substrato (S) a uma enzima (E), formando um
complexo intermediário (ES)
Etapa 2. Formação do produto (P) a partir do complexo ES, com recuperação
da forma livre da enzima (E)
Na análise cinética da reação catalisada por uma enzima, consideramos
apenas o estado estacionário, que é aquele em que, apesar de estarem
mudando as concentrações de S (diminuindo) e de P (aumentando), não há
variação da concentração dos intermediários da reação.
Já a serrapilheira pode ser usada para aferir a taxa de decomposição em um
determinado ecossistema. A constante K da decomposição pode ser assim
expressa: K=Queda de serrapilheira / Deposição de serrapilheira.
Onde o numerador representa a quantidade de serrapilheira que entrou no
ecossistema e o denominador representa a quantidade que permaneceu, ou
seja, a quantidade que ainda não foi processada.
Diversos estudos são feitos medindo as taxas de perda foliar da serrapilheira
como indicador de porcentagem de decomposição.
Para a quantificação da produção de serrapilheira, podem ser instalados
diversos tipos de coletores, caixas, recipientes plásticos ou redes
confeccionadas com tela de náilon que são suspensos do solo a uma
determinada altura para captar a matéria orgânica que cai das árvores. O
material coletado é levado ao laboratório, seco em estufa e separado por
porção foliar, caules, raízes e partes reprodutivas. Após essa etapa são feitas
as pesagens e quantificações
eu estou falando nos modelos, não nos métodos. o modelo de michaelis-
menten é realmente o que você comentou, mas você não fez a menor relação
com os modelos de decomposição, que também pertencem à grande família
das regressões não-lineares. Além disto, pelo seu texto você não está sabendo
o conceito de serrapilheira, ou não falaria em queda e deposição como sendo
coisas separadas
