Microrganismos, como o próprio nome diz, são seres vivos bastante pequenos, que só podem ser vistos individualmente com o auxílio de equipamentos específicos, como o microscópio.

Assim, quando nos referimos ao termo “microrganismo” não estamos delimitando um grupo biológico coeso e definido, mas sim uma variedade de seres, que apenas compartilham a sua natureza microscópica.

Em geral, ao usar esta nomenclatura de “microrganismos” estamos nos referindo a bactériasfungos e vírus. Ao contrário do que muitos podem pensar, a atividade dos microrganismos proporciona inúmeros benefícios à humanidade.

As principais classes de microrganismos

Para facilitar o entendimento sobre esses organismos, podemos destacar, as principais características, de forma individual sobre os três grupos de microrganismos.

Conheça as bactérias

As bactérias são organismos compostos por uma única célula, e cujo código genético ou material genético (o DNA) está sem um núcleo definido, ou seja, encontra-se disperso nessa célula, região que chamamos de citoplasma.

Esses pequenos organismos vivos ocorrem de forma generalizada no planeta Terra, estando presentes em praticamente todos os locais até hoje estudados.

As bactérias podem ser encontradas vivendo no gelo polar,  nas profundezas do oceano ou até mesmo em ambientes muito quentes. Em outras palavras, toleram condições incompatíveis com a nossa vida, como temperaturas superiores a 100 ºC ou ambientes com baixa disponibilidade de nutrientes.

A velocidade do crescimento das bactérias é fortemente afetada pelas condições ambientais. Além disso, são os organismos que mais rápido podem se multiplicar, mas também aqueles com a menor taxa de reprodução conhecidas. Por exemplo, uma bactéria em condições ótimas de crescimento pode se dividir, originando duas células, em um período de aproximadamente 20 minutos. Mas também existem bactérias que sobrevivem por dezenas de anos sem nunca se multiplicarem.

A diversidade metabólica das bactérias (capacidade de realizar reações químicas), é a responsável pela alta capacidade de adaptação ao meio. Por isso, até hoje as bactérias são a maior fonte de inovações bioquímicas que empregamos na biotecnologia.

Na biotecnologia, as bactérias são essenciais na técnica da reação em cadeia da polimerase (PCR) – muito conhecida por conta dos testes de COVID19 – à ferramenta de edição de genoma CRISPR. Adicionalmente, as bactérias podem ser empregadas na degradação de plásticos e demais componentes químicos, sem falar nas tradicionais atividades de fermentação do leite, originando leites fermentados e iogurtes.

Conheça os fungos

Fungos, assim como as bactérias, podem se reproduzir rapidamente. Também estão presentes nos mais variados locais da Terra, embora não sejam capazes de tolerar condições extremas de temperatura ou acidez, por exemplo.

Com relação à sua estrutura, os fungos se diferenciam das bactérias essencialmente em dois aspectos:

  • Possuem um núcleo delimitado por uma membrana, no qual se encontra seu material genético;
  • Podem ser unicelulares (leveduras) ou compostos por mais de uma célula.

Esses microrganismos também são importantes fontes de produtos biotecnológicos, tendo sido utilizados há milhares de anos por civilizações humanas. São os principais responsáveis pelas fermentações que originam cerveja, vinho e queijos.

Conheça os vírus

Os vírus são desprovidos de células. Além disso, enquanto fungos e bactérias somente apresentam DNA, os vírus são os únicos organismos que podem guardar sua informação genética no RNA.

A atividade biológica dos vírus se restringe aos momentos em que eles invadem células de outros organismos, as chamadas “hospedeiras”. Assim, os vírus são essencialmente patogênicos, e o tempo em que resistem ao ambiente (quando saem da célula hospedeira) é bastante variável, dependendo do tipo de vírus e das condições ambientais.

Como os demais microrganismos, a biologia dos vírus é fonte de inspiração e recursos importantes para a biotecnologia. Por isso, muitas ferramentas genéticas foram originalmente adaptadas da genética viral.

Curiosamente, há muitas características biológicas em humanos que são o resultado de invasões de vírus em um passado distante. Como o sistema envolvido na formação de nossos anticorpos pelo sistema imunológico e no desenvolvimento da placenta dos mamíferos.

Os microrganismos e os produtos de sua atividade sempre fizeram parte da história da humanidade, embora somente no século XVII, graças à descoberta do microscópio, tenha sido possível descobrir de fato sua existência. No entanto, a microbiologia como ciência e a delimitação mais clara da atividade dos microrganismos como agentes patogênicos e também como os responsáveis pelos processos fermentativos só ocorreu no século XIX a partir dos estudos de Louis Pasteur.

microrganismos

Microrganismos, uma faca de dois gumes

Tanto na saúde como na agricultura os microrganismos ocupam papel de destaque, para o bem e para o mal. Assim como humanos e demais animais, as plantas também podem ficar doentes, em decorrência do ataque de bactérias, fungos e vírus.

Prejuízos na produção de plantas

As doenças provocadas pelos microrganismos podem afetar as plantas durante os mais diversos estágios de seu crescimento. É possível que sementes recém-germinadas sejam incapazes de crescer, como ocorre frequentemente no cultivo de flores.

Também é comum que plantas adultas apresentem sintomas e sinais que mostram a infecção por microrganismos patogênicos, como:

  • Enrolamento de folhas;
  • Cloroses – manchas amarelas nas folhas em regiões específicas;
  • Mosaicos – manchas em forma de renda espalhadas por toda a folha;
  • Cancros – pequenos “machucados” circulares que podem aparecer nas folhas, galhos e frutos das plantas;
  • Manchas angulares -sintomas semelhantes a clorose, mas que normalmente aparecem perto das nervuras das folhas.
  • Entre outras doenças.

Estas doenças podem ser causadas pelos mais diversos microrganismos, bactérias, fungos ou vírus. Quando atingem as plantas nesta fase da vida, as doenças podem prejudicar ou impedir a produção de grãos, frutos, tubérculos e outras partes comestíveis, ocasionando inúmeros prejuízos, como aumento de preço e riscos de desabastecimento.

Mesmo após a colheita, os microrganismos podem causar prejuízos à cadeia de alimentos. As chamadas “doenças pós-colheita” são aquelas que acometem os produtos já colhidos, enquanto estes ainda estão em fase de armazenamento, transporte ou distribuição. Inclusive, são um dos principais fatores relacionados ao desperdício de alimentos.

Em geral, as doenças do pós-colheita são causadas por fungos que contaminam os produtos depois que estes são retirados do campo. Estas são chamadas de doenças de pós-colheita típicas. Ainda que essa contaminação possa ocorrer no campo, seus sintomas e posterior deterioração do alimento só são observados algum tempo após a colheita, quando (especialmente frutos) atingem determinados graus de maturação. Estas são chamadas de doenças pós-colheita latentes.

Microrganismos promovendo a produção de plantas

Felizmente os microrganismos também atuam de forma benéfica no campo. Por serem importante parte integrante de um ecossistema, esses organismos são essenciais a muitos processos biológicos que são vitais à produção agrícola.

Nesse sentido, os microrganismos podem estar exercendo suas funções benéficas basicamente em dois locais: no solo ou nas plantas.

solo é uma das partes mais essenciais ao bom crescimento das plantas, não sendo simplesmente uma fonte inerte de nutrição. Microrganismos do solo fazem parte de importantes ciclos de elementos, como o do nitrogênio. Além disso, microrganismos presentes no solo podem promover melhor nutrição das plantas, expandindo seu desenvolvimento radicular e potencializando a absorção de nutrientes.

Afinal, basta ter em mente que plantas são seres imóveis e que necessitam estar em algum tipo de substrato. Neste substrato, com o passar dos milênios, necessariamente, a planta teve que conviver com a presença constante de microrganismos. Assim, houve uma adaptação entre plantas e alguns microrganismos que passaram a habitar um mesmo ambiente de forma “amigável”.

O benefício mais óbvio de microrganismos do solo é o processo de ciclagem de nutrientes, processo pelo qual a matéria orgânica é convertida em material que pode ser novamente absorvido pelas raízes das plantas.

Além disso, os microrganismos presentes na região das raízes podem prevenir o contágio por microrganismos do solo que sejam patogênicos (aqueles que causam doenças), seja por uma ação direta inibindo tais microrganismos ou por uma ação indireta, ao estimular as defesas naturais da planta.

Não por acaso, muita ciência e tecnologia tem sido investida em microrganismos na área de defensivos biológicos. Uma classe de produtos que se apresenta como uma nova revolução agrícola, denominada “agricultura verde”.

A aplicação de produtos que possuem como ativos biológicos bactérias, fungos e vírus podem atuar como supressores de doenças e promotores de crescimento, o que potencialmente aumenta a produção agrícola. Quer saber mais? Acesse: Como são produzidos os biodefensivos de base microbiológica

Além disso, o uso de fertilizantes químicos pode ser reduzido pela prática de fertilização artificial dos solos. Isto pode ser obtido através do estudo e aplicação de microrganismos específicos no solo, o que pode e deve ser selecionado para cada tipo de planta.

Além do solo, os microrganismos estão presentes por toda a planta, impactando a vida dos vegetais de várias formas. Com isso, o efeito benéfico observado pode ser decorrente de muitas atividades químicas que estes microrganismos realizam nos tecidos das plantas.

Microrganismos endofíticos (aqueles que vivem no interior da planta, sem causar sintomas de doença ou dano visível) podem ter importante impacto na modulação das defesas vegetais.  Quando endofíticos são fornecidos às plantas, os níveis de desenvolvimento da planta podem ser melhorados. Isto já foi comprovado, por exemplo, com tabaco (Nicotiana attenuata), a presença desse tipo de microrganismo torna a planta tolerante a doenças fúngicas.

Os microrganismos benéficos podem impedir a proliferação dos microrganismos patogênicos de diferentes maneiras, como por exemplo:

  • Produção de compostos tóxicos;
  • Competição por nutrientes;
  • Competição por espaço.

Bactérias do gênero Bacillus são conhecidas por produzirem inúmeros compostos antimicrobianos, o que reduz a exposição e susceptibilidade que as plantas podem ter a microrganismos patogênicos. Por isso, fazem parte de um grande número de produtos biológicos.

Dessa forma, o impacto que os microrganismos têm na biologia das plantas os posiciona como uma ferramenta essencial no manejo de diversas culturas. Nesse sentido, a utilização de técnicas de engenharia genética também tem se mostrado aparecido como estratégia crucial no desenvolvimento de produtos biológicos. Por exemplo, já são descritas linhagens transgênicas da bactéria Clavibacter xyli contendo um gene que possibilita o controle de insetos.

Portanto, os microrganismos apresentam um importante papel na manutenção do crescimento e sanidade das plantas. O melhor entendimento desta relação biológica nos revelará caminhos para que possamos utilizar cada vez melhor o potencial produtivo do campo.

Fonte: CropLife Brasil.

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Foto da capa: Divulgação: Assessoria de imprensa AgBiTech

Principais fontes

Jacob, R. The Role of Soil Microorganisms in Plant Mineral Nutrition—Current Knowledge and Future Directions. Frontiers in Plant Science, 2017.

White, J. F. Review: Endophytic microbes and their potential applications in crop management. Pest Management Science, 2019.

Thomashow, L. S., Kwark, Y. e Weller, D. M. Root-associated microbes in sustainable agriculture: models, metabolites and mechanisms, 2018.

Texto originalmente publicado em:
CropLife Brasil
Autor: CropLife Brasil

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