fungos micorrízicos
Cobertura da imprensa sobre o SPUN e as redes de fungos micorrízicos.
Quase todas as plantas da Terra formam uma simbiose com fungos micorrízicos. Estes fungos alteraram a história evolutiva do planeta.
Os fungos micorrízicos são um grupo de fungos do solo formadores de redes que formam associações simbióticas com as plantas. Quase todas as plantas formam associações simbióticas com fungos micorrízicos. Estas associações moldaram a vida na Terra durante mais de 475 milhões de anos.
As relações simbióticas entre plantas e fungos micorrízicos têm cerca de 475 milhões de anos e desempenham um papel fundamental na biosfera da Terra.
Economia subterrânea
As plantas e os fungos trocam recursos entre si e são capazes de chegar a compromissos, de resolver compromissos e de adoptar estratégias comerciais sofisticadas.
Os solos são alguns dos ecossistemas mais complexos da Terra, e os fungos têm de negociar para sobreviver. Os animais dependem de um sistema nervoso central para tomar decisões comerciais, mas as redes de fungos têm de avaliar os ambientes comerciais sem um cérebro. Em primeiro lugar, têm de procurar nutrientes no solo (como o fósforo e o azoto). Em segundo lugar, têm de trocar esses nutrientes por compostos de carbono (como açúcares e gorduras). Para o fazer, os fungos micorrízicos desenvolveram estratégias comerciais sofisticadas e podem discriminar entre plantas parceiras, trocando mais recursos por plantas que lhes forneçam mais carbono. Os fungos podem capitalizar as diferenças de valor em redes comerciais complexas, deslocando os recursos para onde obtêm um melhor preço dos "compradores" de plantas. Num estudo, quando confrontados com um fornecimento desigual de nutrientes nas suas redes, os fungos micorrízicos deslocaram o fósforo para áreas de escassez, onde era mais procurado e, portanto, obtinha um "preço" mais elevado. Ao fazê-lo, o fungo conseguiu receber em troca maiores quantidades de carbono. Os fungos podem mesmo acumular recursos até obterem um "preço" mais elevado. Os investigadores estão a utilizar novas ferramentas para marcar os nutrientes nas redes de fungos e acompanhar as decisões comerciais dos fungos.
FONTES
Van't Padje A. et al. "Os fungos micorrízicos controlam o valor do fósforo na simbiose comercial com as raízes hospedeiras quando expostos a "quebras" e "explosões" abruptas de disponibilidade de recursos". New Phytol. 5 (2021) doi: 10.1111/nph.17055.
Noë R, Kiers ET. "Mercados, empresas e cooperativas micorrízicas". Trends Ecol Evol. 3 (2018) doi: 10.1016/j.tree.2018.07.007.
Bogar LM. Et al. "A troca de recursos na simbiose ectomicorrízica varia com o contexto competitivo e a adição de nitrogênio?" New Phytol. 3 2022 doi: 10.1111/nph.17871
Kiers et al. "Recompensas recíprocas estabilizam a cooperação na simbiose micorrízica". Science 12 (2011) doi: 10.1126/science.1208473.
Ligações subterrâneas
Os fungos micorrízicos formam redes que têm o potencial de ligar as plantas no subsolo. Estas redes podem ajudar a distribuir nutrientes pelos ecossistemas. Em condições laboratoriais, os organismos, como as bactérias, também podem utilizar estas "super-rotas" fúngicas para o transporte, permitindo-lhes viajar entre diferentes raízes.
No subsolo, os fungos micorrízicos formam redes de hifas que ligam potencialmente as raízes de diversas plantas hospedeiras. A função dessas redes, denominadas redes micorrízicas comuns (CMNs), tem sido debatida há décadas. Em alguns casos, podem facilitar o fluxo de nutrientes e de carbono, mediar relações de cooperação e de competição entre plantas e ajudar a proteger as plantas de pragas e agentes patogénicos. Uma vez que uma planta se tenha "ligado" a uma CMN, a rede pode servir como um canal físico para o movimento de nutrientes e produtos químicos. A grande maioria destes estudos foi efectuada em laboratório, pelo que é necessário mais trabalho de campo para compreender a função das CMN em condições naturais.
FONTES
Beiler, K. J., et al. "Vertical partitioning between sister species of Rhizopogon fungi on mesic and xeric sites in an interior Douglas-fir forest". Molecular Ecology 21 (2012)
Lian, C. et al. "Tricholoma matsutake numa floresta natural de Pinus densiflora: correspondência entre genetas acima e abaixo do solo, associação com múltiplas árvores hospedeiras e alteração das comunidades ectomicorrízicas existentes". New Phytologist 171 (2006)
Figueiredo, A. et al. "Common mycorrhizae network: Uma revisão das teorias e mecanismos subjacentes às interacções subterrâneas". Frontiers in Fungal Biology 2 (2021)
Leake, J., et al. "Networks of power and influence: the role of mycorrhizal mycelium in controlling plant communities and agroecosystem functioning". Canadian Journal of Botany 82 1016-1045 (2004).
Newman, E. "Mycorrhizal links between plants - their functioning and ecological significance". Advances in Ecological Research 18, 243-270 (1988).
Robinson, D. & Fitter, A. "The magnitude and control of carbon transfer between plants linked by a common mycorrhizal network". Journal of Experimental Botany 50, 9-13 (1999).
Selosse, M.A. et al. "Mycorrhizal networks: des liaisons dangereuses?" Trends in Ecology & Evolution 21 (2006)
Comunicação subterrânea
Alguns investigadores publicaram trabalhos que sugerem que as plantas podem captar pistas das plantas vizinhas através de redes micorrízicas partilhadas, permitindo-lhes potencialmente prepararem-se para ataques de insectos. Mas são necessárias muito mais provas antes de percebermos se se trata de uma verdadeira "comunicação".
Babikova, Z. et al. "Sinais subterrâneos transportados através de redes miceliais comuns avisam as plantas vizinhas do ataque de pulgões". Ecology Letters 16: 835-843 (2013)
FONTE
Babikova, Z. et al. "Sinais subterrâneos transportados através de redes miceliais comuns avisam as plantas vizinhas do ataque de pulgões". Ecology Letters 16: 835-843 (2013)
Fluxos subterrâneos
O fósforo, o azoto, o carbono e outros nutrientes fluem através das redes micorrízicas em padrões complexos. Para compreender como os fungos coordenam os fluxos, os investigadores estão a monitorizar simultaneamente a arquitectura das redes e a direcção e velocidade dos fluxos dentro das redes.
Como é que os fungos controlam os fluxos de nutrientes nas suas redes grandes e complexas? As redes de fungos são banhadas por um rico campo de informação sensorial e têm de integrar um conjunto complexo de estímulos químicos, físicos e ambientais. As redes de fungos têm de se remodelar constantemente, enviando carbono para as pontas de crescimento para construir novas rotas comerciais e recolher nutrientes, como o fósforo e o azoto, para enviar para as raízes das plantas. Os cientistas estão a estudar os complexos padrões de fluxo no interior das redes de fungos para descobrir como podemos aproveitar melhor o poder das associações micorrízicas para armazenar carbono e apoiar a saúde dos ecossistemas.
FONTES
Whiteside MD. et al. "Os fungos micorrízicos respondem à desigualdade de recursos movendo o fósforo de manchas ricas para pobres nas redes". Curr Biol. (12) 2019 doi: 10.1016/j.cub.2019.04.061
Bago B. et al. "Translocação e utilização de lipídios de armazenamento de fungos na simbiose micorrízica arbuscular". Plant Physiol. (1) 2002.
OS QUATRO TIPOS DE FUNGOS MICORRÍZICOS
Existem quatro tipos principais de associação micorrízica. Cada tipo interage com as plantas de formas diferentes e diferem na sua capacidade de armazenar carbono e procurar nutrientes.
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FUNGOS MICORRÍZICOS ARBUSCULARES
Os fungos micorrízicos arbusculares são a forma ancestral e antiga de simbiose micorrízica. Estes fungos desempenharam um papel fundamental na deslocação dos antepassados das plantas para a terra firme. Na altura em que surgiram as primeiras raízes, a associação micorrízica já tinha cerca de 50 milhões de anos.
As plantas que se associam a fungos micorrízicos arbusculares constituem cerca de 70% da biomassa vegetal global
Fisiologicamente, os fungos micorrízicos arbusculares formam estruturas intracelulares nas raízes chamadas arbúsculos. Arbúsculo significa "um órgão ramificado semelhante a uma árvore". Isto deve-se ao facto de os arbúsculos se assemelharem a mini-árvores no interior das raízes das plantas. Os arbúsculos são os principais locais de troca de nutrientes entre plantas e fungos. As plantas associadas a fungos micorrízicos arbusculares representam cerca de 70% da biomassa vegetal global, incluindo todas as principais culturas, o que faz desta uma das relações simbióticas mais importantes da Terra.
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FUNGOS ECTOMICORRÍZICOS
As árvores da maioria das florestas boreais e temperadas dependem de associações ectomicorrízicas. As associações ectomicorrízicas evoluíram mais de setenta vezes desde a primeira deslocação das plantas para a terra. Estes fungos formam um invólucro micelial à volta das pontas das raízes das plantas, chamado "rede de Hartig", onde se efectua a troca de nutrientes e de carbono. Ao contrário dos fungos micorrízicos arbusculares, os fungos ectomicorrízicos não se desenvolvem no interior das células vegetais ('ecto' significa fora).
O estilo de vida ectomicorrízico evoluiu de forma independente mais de 70 vezes diferentes
Os fungos ectomicorrízicos evoluíram a partir de fungos decompositores de vida livre e retêm uma vasta gama de enzimas que lhes permitem degradar substâncias complexas nos solos. Os fungos ectomicorrízicos são excelentes forrageadores e são capazes de obter nutrientes não disponíveis para os fungos micorrízicos arbusculares. Requerem mais energia dos seus parceiros vegetais do que os fungos micorrízicos arbusculares e tendem a estabelecer relações com arbustos e árvores.
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FUNGOS MICORRÍZICOS DE ORQUÍDEAS
A maioria das plantas fornece carbono aos seus parceiros micorrízicos em troca de nutrientes minerais. As orquídeas são capazes de fazer algo diferente e obtêm tanto carbono como nutrientes minerais dos seus parceiros fúngicos, pelo menos durante parte das suas vidas.
~17.000 espécies de orquídeas dependem de parcerias muito especializadas com fungos para obter nutrientes
De todas as famílias de plantas, as orquídeas são as mais diversas, e os fungos micorrízicos específicos das orquídeas podem ter desempenhado um papel no seu sucesso evolutivo. Existem 250 espécies de orquídeas que perderam totalmente a capacidade de fotossíntese e adquirem todo o carbono e nutrientes de que necessitam para sobreviver a partir dos seus parceiros fúngicos.
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FUNGOS MICORRÍZICOS ERICOIDES
Os fungos micorrízicos ericoides formam relações com as plantas da família Ericaceae, que inclui a urze, os mirtilos e os arandos. Encontram-se mais frequentemente em solos ácidos e inférteis, incluindo turfeiras, charnecas e florestas boreais.
Os fungos micorrízicos ericoides produzem enzimas que lhes permitem decompor moléculas orgânicas complexas
Os fungos micorrízicos ericoides formam espirais nas células das raízes das plantas parceiras, em vez de arbúsculos, e produzem enzimas que lhes permitem decompor moléculas orgânicas complexas.
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