Mediadores microbianos do ciclo do metano e enxofre em solos de áreas inundáveis e de terra firme da Amazônia: diversidade, interações e respostas às mudanças climáticas

Autor(es)

Júlia Brandão Gontijo

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Piracicaba.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Centro de Energia Nuclear na Agricultura (CENA/STB)
• Data de defesa: 2023-07-13

Membros da banca

Tsai Siu Mui; José Mauro Sousa de Moura; Cristina Rossi Nakayama; Jorge Luiz Mazza Rodrigues

• Orientador: Tsai Siu Mui

Resumo

As planícies inundáveis na Bacia Amazônica são ecossistemas que sofrem eventos periódicos de inundação devido às grandes variações sazonais de chuvas. Elas desempenham um papel fundamental nos ciclos biogeoquímicos regionais e contribuem significativamente para o budget global de carbono. Estima-se que as planícies alagáveis sejam a maior fonte natural de emissão de metano (CH4) para a atmosfera nos trópicos. Isso contrasta com as florestas de terras altas, conhecidas por sua capacidade de atuarem como sumidouros de CH4. No entanto, os fluxos líquidos de CH4 nesses solos dependem da atividade de organismos oxidantes de CH4 e de suas interações com outros fatores bióticos e abióticos. Nesse sentido, o ciclo do enxofre (S) pode ter um papel importante no equilíbrio dos fluxos de CH4 na região, no entanto, pouco se sabe sobre as interações microbianas entre os ciclos do CH4 e do S em planícies alagáveis e florestas de terras altas da Amazônia. Apesar de sua grande importância, as comunidades microbianas associadas a esses processos e suas respostas a mudanças naturais e antropogênicas ainda são pouco compreendidas. Entender como os principais atores microbianos dos ciclos biogeoquímicos em planícies alagáveis e florestas de terras altas da Amazônia funcionam é necessário para prever cenários futuros, especialmente diante dos impactos relatados das mudanças climáticas e dos feedbacks microbianos na Bacia Amazônica. Nesta tese, nosso objetivo foi investigar: i) as interações microbianas entre os ciclos do CH4 e do S no campo com base no sequenciamento metagenômico e em redes de co-ocorrência; ii) os feedbacks microbianos em relação aos efeitos das mudanças climáticas (aumento da temperatura e inundação) por meio de um experimento de microcosmos seguido de sequenciamento do gene 16S rRNA e qPCR; e iii) o potencial genômico de um genoma montado a partir de um genoma montado a partir de metagenomas de áreas inundáveis amazônicas. Os resultados do estudo de campo sugerem o papel potencial do ciclo do S na estimulação e mitigação das emissões de CH4 em solos de forestas inundáveis e de terra firme da Amazônia, dependendo da coocorrência de diferentes metabolismos microbianos relacionados ao S e ao CH4. Em relação ao experimento de microcosmos, nossos dados indicam que a dinâmica do ciclo do CH4 e as comunidades microbianas de solos áreas inundáveis e florestas de terra firme da Amazônia respondem de maneira diferente aos efeitos das mudanças climáticas, sendo que as comunidades microbianas de florestas de terra firme são sensíveis ao aumento da temperatura. Também relatamos o papel potencial da oxidação anaeróbia do CH4 contra o aquecimento global em planícies alagáveis amazônicas. Ao explorarmos o potencial genômico de um MAG (genoma montado a partir de metagenoma) de Methylocystis, identificamos que diferentes estratégias genômicas, incluindo genes relacionados às vias metabólicas de nitrogênio e capacidade de motilidade, podem contribuir para a ocupação do nicho desta bactéria metanotrófica nas áreas inundáveis da Amazônia. Com base em nossas discussões, expandimos o conhecimento sobre os possíveis impulsionadores microbianos do ciclo de CH4 nas florestas inundáveis e de terra firme da Amazônia, bem como suas interações com o ciclo do S, e o papel potencialmente importante das vias de oxidação de CH4 aeróbicas e anaeróbicas no controle das emissões de CH4 em nossas áreas de estudo. (AU)

• Processo FAPESP: 18/14974-0 - Dinâmica das comunidades microbianas associadas aos ciclos do metano e enxofre em solos amazônicos
• Beneficiário: Júlia Brandão Gontijo
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado