Mais de 1 trilhão de microrganismos vivem dentro de um tronco de árvore comum

A madeira dentro de uma árvore comum pode parecer estéril, mas é lar de uma diversidade incrivelmente rica de vida. Mais de 1 trilhão de fungos, bactérias e outros microrganismos vivem dentro de um tronco comum, de acordo com a pesquisa mais abrangente já realizada, que abrange comunidades únicas especializadas em várias espécies de árvores.

Alguns desses microrganismos podem ser candidatos a probióticos para afastar ou matar patógenos, diz Jesús Mercado-Blanco, microbiologista do Conselho Nacional de Pesquisa da Espanha, que não esteve envolvido no estudo. Segundo ele, a pesquisa—publicada como pré-impressão no bioRxiv—pode levar a novas maneiras de proteger árvores vulneráveis ao redor do mundo.

Os microrganismos são uma parte importante da vida das plantas. Fungos no solo ajudam as raízes a acessar água e nutrientes, por exemplo, e bactérias e fungos benéficos nas folhas podem prevenir infecções causadas por fungos ou bactérias nocivas. No entanto, pouco se sabe sobre os microrganismos que vivem dentro da madeira saudável, que constitui uma enorme quantidade de biomassa. Estima-se que os 10 trilhões de árvores no planeta contenham 450 gigatoneladas de carbono, superando as 2 gigatoneladas encontradas nos animais.

Então, no novo estudo, o estudante de doutorado da Universidade de Yale, Jonathan Gewirtzman, se juntou a Wyatt Arnold, outro estudante de doutorado de Yale que se especializa em biologia molecular. A dupla viajou para uma floresta de pesquisa em Connecticut para estudar 15 espécies comuns de árvores, incluindo carvalhos, bordos e pinheiros. Eles removeram amostras de madeira dos troncos de 158 árvores, retirando núcleos mais finos que um lápis. Eles também coletaram amostras de solo ao redor de cada árvore. Depois de extrair o DNA da madeira e do solo, enviaram o material genético para um laboratório para sequenciamento de genes marcadores importantes chamados 16s e ITS. Arnold pegou esses dados e os comparou com sequências de tipos conhecidos de microrganismos.

Bactérias nos troncos das árvores da Amazônia são capazes de absorver metano | Florestal Brasil

Para obter uma estimativa aproximada do número de microrganismos procarióticos—bactérias e archaea, que têm aparência semelhante, mas histórias evolutivas diferentes—dentro de uma árvore típica, Gewirtzman e Arnold começaram com sua abundância em 1 grama de madeira dos núcleos. Multiplicando isso pelo peso de uma árvore de 5 toneladas, eles chegaram a 1 trilhão de procariontes. (Isso não inclui fungos, que são eucariontes e cuja abundância não pôde ser calculada de forma confiável a partir dos dados genéticos.) Isso pode parecer muito, mas o trato digestivo humano contém cerca de 38 vezes mais células procarióticas do que um tronco de árvore.

Assim como vários animais têm seus próprios microbiomas distintos dependendo do que comem, as 15 espécies de árvores tinham comunidades únicas vivendo em sua madeira. As árvores de bordo, por exemplo, tinham muito mais especialistas em consumo de açúcar que podem se alimentar da seiva doce da qual o xarope de bordo é feito. Espécies de árvores conhecidas por resistir ao apodrecimento, como o tsuga oriental, tinham a menor abundância de microrganismos.

Havia também um padrão amplo em toda a floresta. Independentemente da espécie de árvore, as comunidades microbianas parecem se especializar para viver em diferentes tecidos. O cerne denso, que tende a ter menos oxigênio do que o alburno ao redor, tinha uma maior abundância de metanobactérias, por exemplo, que produzem metano. O alburno, em contraste, tem bactérias adaptadas para viver com maiores concentrações de oxigênio.

Esse padrão já havia sido identificado anteriormente em um estudo de uma única espécie de árvore. Mas, como o novo estudo amplia a análise para 15 espécies comuns, Gewirtzman diz que ele começa a fornecer uma imagem de um microbioma típico da madeira em árvores vivas. “Este é um avanço significativo”, concorda Sharon Lafferty Doty, microbiologista de plantas da Universidade de Washington.

O estudo levanta mais perguntas do que respostas, diz Gewirtzman. Um enigma é a origem dos microrganismos que vivem na madeira. A fonte óbvia seria o solo, uma vez que este é rico em bactérias, archaea e fungos. Mas em algumas das espécies de árvores que a equipe estudou, apenas 3% da diversidade microbiana na madeira coincide com a do solo em que cresce.

No final, os pesquisadores podem encontrar maneiras de ajustar o microbioma das árvores para ajudar a protegê-las de patógenos. Isso requer aprender mais sobre as funções dos microrganismos que vivem na madeira, diz Samuel Martins, patologista de plantas da Universidade da Flórida, o que é um desafio porque poucos deles podem ser cultivados em placas de Petri. O novo estudo pode ajudar a responder a duas perguntas fundamentais sobre os microrganismos que vivem nas plantas, ele diz: “Quem está lá e o que estão fazendo?”

Fonte: Science