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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