Marechal Cândido Rondon, 26 de abril de 2016

Utilização de nematoides para monitoramento da qualidade do solo

Parte 1 – Conceitos e taxonomia

Dr. Giovani de Oliveira Arieira

Introdução e conceitos     - O ecossistema do solo e sua biota - Bioindicadores    - Nematoides do solo como bioindicadores

Como trabalhar com nematoides bioindicadores    - Amostragem    - Extração - Identificação

Grupos tróficos da comunidade de nematoides   - Anatomia de nematoides - Estrutura e função dos grupos tróficos de nematoides do solo

   

ESTRUTURA DO CURSOESTRUTURA DO CURSO

NEMATOIDES BIOINDICADORESNEMATOIDES BIOINDICADORES

Solo: serviços ecossistêmicos

Purificação e Purificação e suprimento hídricosuprimento hídrico

Habitat de organismosHabitat de organismos

Meio pra o crescimento Meio pra o crescimento vegetalvegetal

Substrato para as atividades Substrato para as atividades humanashumanas

Ciclagem de nutrientes Ciclagem de nutrientes e resíduos vegetaise resíduos vegetais

Qualidade e sanidade dos solos

Indicadores são atributos que medem ou refletem o status ambiental ou a condição de sustentabilidade de um ecossistema, podendo ser classificados como físicosfísicos, químicosquímicos e biológicosbiológicos

Qualidade e sanidade dos solos

Bioindicadores

• Processo biológico

• Espécie(s);

• Componentes de comunidades;

Biota do solo

Microbiota

Macrobiota

– Microfauna

– Mesofauna

– Macrofauna

Rotíferos Enquitreídeos Nematoides

Os trabalhos de Procter

Larga distribuição

Adaptado de: H. Ferris - Nemaplex, University of California

Ambientes extremos

Abundância

Importância em processos do solo

Efeito regulador sobre populações microbianas;

Regulação das taxas de transformações (ciclagem de nutrientes e decomposição da matéria orgânica);

Transporte de microrganismos;

Manutenção do nível ótimo de nutrientes para a microbiota;

Posição-chave na cadeia trófica

NEMATOIDES

NEMATOIDES

NEMATOIDES

CO2

Carboidratos e proteínas

Carboidratos e aminoácidos

bactérias

nematoides

fungos

CO2

NH3

NO3

protozoanematoides

nematoidesartrópodes

fungos

artrópodesnematoides

NH3 NH3

CO2 CO2

outrosorganismos

Roots

Detritus

PhytophagousNematodes

SaprophyticFungi

Bacteria

Collembolans

Noncrypto-stigmatic Mites

CryptostigmaticMites

FungivorousNematodes

Bacteriophagous

NematodesBacteriophagous

Earthworms

Mites

FlagellatesAmoebae

PredaceousNematodes

PredaceousMites

PredaceousCollembolans

NematodeFeeding Mites

Relações entre guildas funcionais

Fonte: NEMAPLEX

Estrutura e função

Sensíveis a perturbaçõesALTERAÇÕES

NATURAISALTERAÇÕES CLIMÁTICAS

ALTERAÇÕES ANTRÓPICAS

Efeitos ABIÓTICOS

• Temperatura• Umidade• Aeração• Textura• Química

Efeitos BIÓTICOS

• Relação presa:predador

• Recursos alimentares

• Capacidade adaptativa

NEMATOIDESNEMATOIDES Densidade

DiversidadeAdaptado de Ferris (2010)

Sensíveis a perturbaçõesALTERAÇÕES

NATURAISALTERAÇÕES CLIMÁTICAS

ALTERAÇÕES ANTRÓPICAS

Efeitos ABIÓTICOS

• Temperatura• Umidade• Aeração• Textura• Química

Efeitos BIÓTICOS

• Relação presa:predador

• Recursos alimentares

• Capacidade adaptativa

NEMATOIDESNEMATOIDES Densidade

DiversidadeAdaptado de Ferris (2010)

NÃO MIGRAM DE CONDIÇÕES

ESTRESSANTES

Respostas variadas

Indicadores Basais

Cephalobidae, Aphelenchidae•Ciclo de vida médio •Corpo pequeno•Tolerantes a estresse•Adaptação alimentar•Presentes em todos solos

Indicadores de EnriquecimentoRhabditidae, PanagrolaimidaeCiclo de vida curtoCorpo Peq./Med.Alta fecundidadeOvos pequenosLarga amplitudeOportunistasCondições de distúrbio

Indicadores de Estrutura

Aporcelaimidae, Nygolaimidae•Ciclo de vida longo•Corpo grande•Baixa fecundidade•Ovos grandes•Sensíveis a estresse•Baixa amplitude•Condições estaveis

Amostragem, extração e identificação

Amostragem

OBJETIVOS DO ESTUDO

ASPECTOS BIOLÓGICOS

Amostragem1. OBJETIVOS DA AMOSTRAGEM

A. Risco de perdas

i) Determinação de presença ou ausência

ii) Determinação de abundância populacional relativa ou absoluta

iii) Determinação de padrões de distribuição espacial

B. Estudos de fauna

i) Estrutura de comunidades e análise de ecossistemas

ii) Impacto e qualidade ambiental marcadores

iii) Coleções

Heterogeneidade ambiental

Zonas eGradientes:

texturaestructuratemperaturaáguaO2

CO2

NO3

NH4

minerais

Cadeia alimentar do solo – Efeitos ambientais sobre a estrutura

Metacomunidades separadas?

Adaptado de Ferris - NEMAPLEX

Amostragem2. ASTECTOS BIOLÓGICOS E ECOLÓGICOS

A. Fatores de afetam a microdistribuição

i) Estratégia de vidaa. Alimentação ou parasitismob. Comportamento reprodutivoc. Motilidaded. Estratégias de sobrevivência

ii) Distribuição alimentara. Distribuição dos cultivosb. Morfologia radicular

iii) Necessidades ambientaisa. Umidadeb. Temperatura

iv) Inimifos naturais

Amostragem2. ASPECTOS BIOLÓGICOS E ECOLÓGICOS

B. Fatores de afetam a macrodistribuição

i) Histórico de uso do soloa. Hospedabilidade de cultivos anterioresb. Sequência de cultivosc. Arrajo espacial dos cultivos anteriores

ii) Tempo de infestaçãoa.  Tempo para dispersão

iii) Condições edáficasa.  Textura do solo

iv) Padrões de drenagem do soloa. Níveis de umidade do solob. Aeração do solo

Extração

ExtraçãoA. Manutenção dos nematoides vivo

i) Armazenamento das amostras

B. Acesso aos nematoidesi) Torrões devem ser quebradosii) Estruturas formadas no solo

C. Otimização das condições de extraçãoi) Temperatura adequada para

movimentação

D. Padronização das técnicasi) Motilidade do nematoideii) Tamanho do nematoideiii) Eficiência da técnica

Contagem e identificação

IDENTIFICAÇÃO IDENTIFICAÇÃO

FORMA GERAL DO CORPOFORMA GERAL DO CORPO

Nematoide do grego nematis: em forma de fio

Verme tubular alongado, no geral fusiforme ou subcilíndrico, às vezes muito fino e longo (filiforme) ou com corpo aberrante (periforme, limoniliforme, etc).

FORMA GERAL DO CORPOFORMA GERAL DO CORPO

Fonte: Agrios (2005)

ESTRUTURA GERAL DO CORPOESTRUTURA GERAL DO CORPO

Corpo dividido em 3 regiões:

• Esofagiana

• Intestinal

• Caudal

ESTRUTURA GERAL DO CORPOESTRUTURA GERAL DO CORPO

Musculatura

Pseudoceloma

Parede do corpo

Tubo digestivo

CutículaHipoderme

Cél. musculares

PAREDE DO CORPOPAREDE DO CORPO

Cutícula: – Revestimento;– Permeabilidade seletiva;– Crescimento.

Hipoderme:– Formação das células da cutícula

Células musculares:– Camada matriz– Locomoção

Epiderme

ESTRUTURA GERAL E PAREDE DO CORPOESTRUTURA GERAL E PAREDE DO CORPO

Cutícula

Hipoderme

Músculos somáticos Campos laterais

Corda ventral

Corda dorsal

Pseudoceloma

ABERTURA ORALABERTURA ORAL

C.H. Hopper

Boca

Papilas (órgãos sensitivos)

Lábios

ABERTURA ORALABERTURA ORAL

Scutellonema sp. e Paratrichodorus sp. Fonte: Perry e Moens, 2006.

ESTOMAESTOMA

Fitoparasitas e fungívoros

U. Zunke J.D. Eisenback U. Zunke

ESTOMAESTOMA

U. Zunke

J.D. Eisenback

Bacteriófagos

ESTOMAESTOMA

J.D. EisenbackU. Zunke

Carnívoros

ESTOMAESTOMA

J.D. Eisenback

U. Zunke

Onívoros ou fitoparasitas

ESTOMA: estiletesESTOMA: estiletes

Odontoestílico (odontoestilete): Deriva-se de um dente e consiste de uma estrutura

caniculada com a extremidade anterior cortada em bisel.

Estomatostílico (estomatoestilete): Possuem três partes: uma parte anterior cônica, uma

haste cilíndrica que termina em trê nódulos basais e músculos basais que permitem sua movimentação.

ESTOMA: estilete odontostílicoESTOMA: estilete odontostílico

U. Zunke

Odontostilete

Odontóforo(extensão do

estilete)

Procorpodo esôfago

Região basal do esôfago

Lúmen do esôfago

ESTOMA: estilete odontostílicoESTOMA: estilete odontostílico

Longidorus sp. Foto: U. Zunke

Odontostilete

“Anel guia”

ESTOMA: estilete odontostílicoESTOMA: estilete odontostílico

Xiphinema index. Foto: U. Zunke

Odontostilete

“Anel guia”

ESTOMA: estilete odontostílicoESTOMA: estilete odontostílico

Trichodorus sp. com estilete curvado. Foto: U. Zunke

ESTOMA: estilete estomatostílicoESTOMA: estilete estomatostílico

J.D. Eisenback

Parte anterior cônica

Haste cilíndrica

Nódulos basais

Musculatura para movimentação

Músculos protetores do estilete

Epiderme

Cutícula

Canal esofágico

ESTOMA: estilete estomatostílicoESTOMA: estilete estomatostílico

J.D. Eisenback

Nódulos basais

Estilete estomatostílico

ESTOMA: estilete estomatostílicoESTOMA: estilete estomatostílico

Mesocriconema sp. Foto: J. D. Eisenback

ESTOMA: estilete estomatostílicoESTOMA: estilete estomatostílico

Belanolaimus longicaudatus. Foto: J. D. Eisenback

ESÔFAGOESÔFAGO

Órgão de formato e constituição muito variável.

Dorilaimoide (ordem Dorylaimida): constituído de duas partes cilíndricas, diferenciadas em procorpo e região basal.

Tilencoide (subordem Tylenchina): formado por procorpo, metacorpo (bulbo mediano), ístmo e região basal.

Afelencoide (subordem Aphelenchina): formado por procorpo e metacorpo, com ístmo reduzido ou ausente e glândulas formam um apêndice diretamente do metacorpo.

Rhabditoide (subordem Rhabditina): constituído de procorpo, ístmo e região basal.

Estilete

Metacorpo ou bulbo mediano

Poscorpo ou glândulasesofagianas

Ístmo

Procorpo

Esôfago tilencoide

Observamos:Mesocriconema ≈ 60 ciclos/minutoParatylenchus > 200 ciclos/minuto

Esôfago tilencoide (Esôfago tilencoide (DitylenchusDitylenchus))

U. Zunke

Esôfago tilencoide (Esôfago tilencoide (BelonolaimusBelonolaimus))

Esôfago afelencoide (Esôfago afelencoide (AphelenchoidesAphelenchoides))

Esôfago dorilaimoide (Esôfago dorilaimoide (LongidorusLongidorus))

U. Zunke

Esôfago rhabditidoide (Esôfago rhabditidoide (RhabditisRhabditis))

CUTÍCULACUTÍCULA

Estrutura superficial da cutícula de nematoides. Fonte: Perry e Moens, 2006.

CUTÍCULA: ESTRIASCUTÍCULA: ESTRIAS

Estrias transversais

Campo lateral

J.D. Eisenback

CUTÍCULA: ESTRIASCUTÍCULA: ESTRIAS

M.A. McClure

Campo lateral com 3 linhas

CUTÍCULA: ESTRIASCUTÍCULA: ESTRIAS

M.A. McClure

Campo lateral em Meloidogyne sp. Elise Schidlowski

Elise Schidlowski

CUTÍCULA: ANELAÇÕESCUTÍCULA: ANELAÇÕES

Kathy Merrifield

Nematoda

Enoplea ChromadoreaEnoplia Dorylaimia Chromadoria

  Enoplida   Dorylaimida   Rhabditida  Triplonchida   Mermithida   Plectida

Mononchida Araeolaimida      Dioctophymatida   Monhysterida      Trichinellida   Desmodorida      Isolaimida   Desmoscolecida      Muspiceida   Chromadorida      Marimerthida     

CLASSIFICAÇÃO ATUAL DOS NEMATOIDES

Fonte: De Ley & Blaxter, 2002; NEMAPLEX

Enoplea: Esôfafo cilíndrico ou “bottle-shaped”

Chromadorea: Esôfago dividido em bulbos

Configuração do esôfago

Enoplea Chromadorea

cardia

istmo

intestino

odontoestilete cavidadebuccal

setasdente

estilete

procorpo

região basal

procorpo

bulbomediano

Região basal

Enoplea

Enoplia Dorylaimia

Enoplida Triplonchida Dorylaimida Mononchida

Belbolla sp.

MermithidaTrichinellida

Mermis sp.Trichuris sp.

Chromadorea

Chromadoria

ChromadoridaDesmodorida

MonhysteridaRhabditida

Dentes – móveis e imóveis

EnopleaChromadorea

cone

base

nódu

los

estilete

IDENTIFICAÇÃO DE GRUPOS IDENTIFICAÇÃO DE GRUPOS TRÓFICOSTRÓFICOS

NEMATOIDES FITOPARASITASNEMATOIDES FITOPARASITAS

Nematoda

Enoplea Chromadorea

Enoplia Dorylaimia Chromadoria

  Enoplida   Dorylaimida   Rhabditida

  Triplonchida   Mermithida   Plectida

Mononchida Araeolaimida

      Dioctophymatida   Monhysterida

      Trichinellida   Desmodorida

      Isolaimida   Desmoscolecida

      Muspiceida   Chromadorida

      Marimerthida     

PRINCIPAIS FAMÍLIAS DE NEMATOIDES FITOPARASITAS

classe (ea)subclasse (ia)ordem (ida)subordem (ina)superfamilia (oidea)familia (idae)subfamilia (inae)

Fonte: De Ley & Blaxter, 2002; NEMAPLEX

Triplonchida

Trichodoridae

Dorylaimida

LongidoridaeRhabditida

1. Aphelenchoididae, Aphelenchidae

2. Criconematidae

3. Anguinidae, Dolichodoridae, Heteroderidae, Hoplolaimidae, Pratylenchidae, Tylenchidae

Estiletes diferentes

Que hábitos de alimentação sugerem?

Estiletes estomatostílicos(Rhabditida)

-Aphelenchoidea

-Tylenchoidea

-Criconematoidea

Estiletes odontostílicos

-Dorylaimida (desenho)

-Triplonchida

Ecdise de nematoide e estilete estomatostílico (Tylenchida)

Estilete Odontostílico curvado em Trichodoridae (Triplonchida)

Estilete odontostílico (Dorylaimida)

NEMATOIDES BACTERIÓFAGOSNEMATOIDES BACTERIÓFAGOS

Nematoda

Enoplea Chromadorea

Enoplia Dorylaimia Chromadoria

  Enoplida   Dorylaimida   Rhabditida

  Triplonchida   Mermithida   Plectida

Mononchida Araeolaimida

      Dioctophymatida   Monhysterida

      Trichinellida   Desmodorida

      Isolaimida   Desmoscolecida

      Muspiceida   Chromadorida

      Marimerthida     

PRINCIPAIS FAMÍLIAS DE NEMATOIDES BACTERIÓFAGOS

classe (ea)subclasse (ia)ordem (ida)subordem (ina)superfamilia (oidea)familia (idae)subfamilia (inae)

Fonte: De Ley & Blaxter, 2002; NEMAPLEX

Rhabditida

Bunonematidae, Panagrolaimidae, Rhabditidae, Cephalobidae.

Plectida

Plectidae, Teratocephalidae

Monhysterida

Monhysteridae

Chromadorida

Chomadoridae

Rhabditidae – Bacteriófagos - cp1 –Oportunista de enriquecimento

RhabditidaRhabditiidae

Panagrolaimus – Bacteriófago cp1 – Oportunista de enriquecimento

RhabditidaPanagrolaimidae Rhabditida

Cephalobidae

Acrobeloides – Bacteriófago cp2 – oportunista geral

Metateratocephalus crassidensFoto: Hanny van Megen

Monhystera sp.Foto: Hanny van Megen

PlectidaTeratocephalidae

MonhysteridaMonhysteridae

RhabditidaCephalobidae

Acrobeles sp.

CephalobidaeRhabditidae

Bacteriófagos: exemplos dos estomas e ornamentações na cabeça

Exemplos dos esôfagos

Bacteriófagos

NEMATOIDES FUNGÍVOROSNEMATOIDES FUNGÍVOROS

Nematoda

Enoplea Chromadorea

Enoplia Dorylaimia Chromadoria

  Enoplida   Dorylaimida   Rhabditida

  Triplonchida   Mermithida   Plectida

Mononchida Araeolaimida

      Dioctophymatida   Monhysterida

      Trichinellida   Desmodorida

      Isolaimida   Desmoscolecida

      Muspiceida   Chromadorida

      Marimerthida     

PRINCIPAIS FAMÍLIAS DE NEMATOIDES FUNGÍVOROS

classe (ea)subclasse (ia)ordem (ida)subordem (ina)superfamilia (oidea)familia (idae)subfamilia (inae)

Fonte: De Ley & Blaxter, 2002; NEMAPLEX

Dorylaimida

Leptonchidae

Rhabditida

Aphelenchidae, Aphelenchoididae, Neotylenchidae

Triplonchida

Diphtherophoridae

Fungivoros: exemplos de estiletes e esôfagos

Aphelenchoides

Aphelenchus

Tylencholaimellus

Anomyctus

NEMATOIDES ONÍVOROSNEMATOIDES ONÍVOROS

Nematoda

Enoplea Chromadorea

Enoplia Dorylaimia Chromadoria

  Enoplida   Dorylaimida   Rhabditida

  Triplonchida   Mermithida   Plectida

Mononchida Araeolaimida

      Dioctophymatida   Monhysterida

      Trichinellida   Desmodorida

      Isolaimida   Desmoscolecida

      Muspiceida   Chromadorida

      Marimerthida     

PRINCIPAIS FAMÍLIAS DE NEMATOIDES ONÍVOROS

classe (ea)subclasse (ia)ordem (ida)subordem (ina)superfamilia (oidea)familia (idae)subfamilia (inae)

Fonte: De Ley & Blaxter, 2002; NEMAPLEX

Dorylaimida

Dorylaimidae, Nordiidae, Thornenematidae

NEMATOIDES CARNÍVOROSNEMATOIDES CARNÍVOROS

Nematoda

Enoplea Chromadorea

Enoplia Dorylaimia Chromadoria

  Enoplida   Dorylaimida   Rhabditida

  Triplonchida   Mermithida   Plectida

Mononchida Araeolaimida

      Dioctophymatida   Monhysterida

      Trichinellida   Desmodorida

      Isolaimida   Desmoscolecida

      Muspiceida   Chromadorida

      Marimerthida     

PRINCIPAIS FAMÍLIAS DE NEMATOIDES CARNÍVOROS

classe (ea)subclasse (ia)ordem (ida)subordem (ina)superfamilia (oidea)familia (idae)subfamilia (inae)

Fonte: De Ley & Blaxter, 2002; NEMAPLEX

Dorylaimida

Aporcelaimidae, Discolaimidae, Nygolaimidae.

MononchidaMononchidae

Rhabditida

Tylenchidae

Mononchida

Dorylaimida

Diplogasteridae

DorylaimusFoto: Hanny van Megen

DiscolaimusFoto: Hanny van Megen

Odontopharynx

Seinura

Discolaimus

Labronema

Mononchida

Diplogasteridae

Dorylaimida

Tylenchida

Mononchida Dorylaimida

AnatonchusFoto: Roy Neilsen

PrionchulusFoto: Hanny van Megen

MylonchulusFoto: Hanny van Megen

MononchusFoto: Hanny van Megen

Choanolaimus psammophilusFoto: Hanny van Megen

Nematoide predado➙

Tripylina ixayocense

Foto: Ignacio Cid del Pradu

Mononchoides striatusFoto: Hanny van Megen

RhabditidaDiplogasteridae

EnoplidaTripylidae

ChromadoridaChoanolaimidae

Dorylaimida

Tylenchida

Mononchida

Diplogasterida

MononchidaAlgumas formas de estomas

Programa de Pós-graduação em Agronomia – Programa de Pós-graduação em Agronomia – Universidade Estadual de LondrinaUniversidade Estadual de Londrina

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