A microbiota do solo pode impulsionar o crescimento de espécies de plantas invasoras e fornecer defesa contra herbívoros
A microbiota do solo afeta o crescimento do tremoço de jardim. Na frente da imagem está uma planta com folhas verdes cujo meio contém micróbios de uma população de tremoço finlandês e no meio está uma planta com folhas escurecidas cujo meio foi aquecido para reduzir a quantidade de micróbios. Crédito:Satu Ramula
Os micróbios do solo podem ter um grande impacto na disseminação de espécies invasoras nocivas, pois podem dificultar ou facilitar o crescimento da planta. Pesquisadores do Departamento de Biologia da Universidade de Turku, na Finlândia, estudaram o papel da microbiota do solo no sucesso do tremoço de jardim, que é uma espécie invasora na natureza finlandesa.
Lupinus polyphyllus, comumente conhecido como tremoço de jardim, é uma erva perene nativa da América do Norte. Foi trazida para a Europa como planta ornamental, mas escapou dos jardins e hoje é considerada uma espécie invasora em muitos países, incluindo a Finlândia. O que torna o tremoço de jardim interessante e uma espécie invasora de sucesso são as bactérias do nódulo radicular que convertem o nitrogênio atmosférico para uso da planta. O nitrogênio é necessário para o crescimento e na produção de compostos fitoquímicos contra herbívoros.
"Esta simbiose com bactérias beneficia o tremoço de jardim, especialmente em ambientes pobres em nutrientes, como estradas arenosas, onde a planta geralmente cresce em abundância. Isso explica em parte por que o tremoço de jardim conseguiu ocupar tanto espaço em áreas pobres em nutrientes, onde pode superar seus concorrentes locais que não têm uma associação simbiótica com bactérias", explica o professor adjunto Satu Ramula, do Departamento de Biologia da Universidade de Turku, na Finlândia.
Os micróbios do solo alteram o cheiro do tremoço de jardim. O cheiro é estudado coletando-se os compostos orgânicos voláteis emitidos pelas folhas. As plantas são colocadas em sacos de forno, e o ar filtrado flui através dos sacos coletando o cheiro para os tubos de captura. O cheiro consiste em vários compostos individuais que são separados por cromatografia gasosa. Crédito:Satu Ramula
A microbiota do solo também pode afetar o cheiro da planta Os pesquisadores plantaram tremoços de jardim originários de populações norte-americanas e finlandesas em solo pobre em nutrientes contendo micróbios do solo de populações locais de tremoço ou em solo onde a quantidade de micróbios havia sido reduzida.
Os pesquisadores descobriram que, independentemente do país de origem, os tremoços de jardim se beneficiavam dos micróbios do solo. As plantas cresceram maiores do que as do grupo controle que tinham menos micróbios do solo em seu meio.
"Além do crescimento, os micróbios do solo afetaram o cheiro de plantas individuais, alterando a composição dos compostos orgânicos voláteis emitidos pelas folhas. Especialmente as plantas que cresceram no meio contendo micróbios naturais do solo produziram voláteis que estudos anteriores provaram atuar como impedimentos para os caracóis", diz o pesquisador de pós-doutorado Aino Kalske.
Para estudar como a planta se defendia dos herbívoros, os pesquisadores ofereceram as folhas da planta aos caracóis do bosque, o inimigo natural do tremoço de jardim. O experimento realizado em ambiente de laboratório forneceu resultados surpreendentes. A defesa das plantas contra herbívoros dependia dos micróbios do solo no meio de crescimento.
Danos causados pela alimentação de caracóis do bosque (foto de um tremoço de jardim crescendo na natureza). O dano não enfraquece um tremoço grande e maduro, mas pode ser fatal para as mudas, pois o dano pode reduzir o crescimento da planta e, portanto, impedir que o tremoço se espalhe. Crédito:Satu Ramula
"Os caracóis do bosque comiam menos os tremoços de jardim finlandeses do que aqueles originários das populações norte-americanas quando ambas as plantas foram cultivadas com os micróbios naturais do solo. Em plantas que foram cultivadas com microbiota do solo reduzida, não observamos diferenças no consumo de folhas entre as populações de diferentes origens", diz Kalske.
Os resultados indicam que a microbiota do solo tem um impacto maior do que se pensava nas plantas, bem como nos organismos que delas dependem. Os micróbios não só contribuem para o crescimento das plantas, mas também para a sua defesa contra os herbívoros. A microbiota do solo é extremamente abundante e apenas uma colher de chá de solo pode conter milhões de micróbios. No entanto, a composição da microbiota varia de acordo com a flora local e o tipo de solo.
Os pesquisadores estão atualmente estudando se o sucesso da invasão do tremoço de jardim está associado a micróbios do solo na natureza.
O artigo de pesquisa "A microbiota do solo explica as diferenças na resistência de herbívoros entre populações nativas e invasoras de uma erva perene" foi publicado no
Journal of Ecology .
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