Sucessão ecológica microbiana em solos de recuo de geleira na Antártica sob a perspectiva dos ciclos do Carbono e Fósforo

Abstract

A Antártica tem sido causa de debates globais devido à retração de suas geleiras. O fator notável da alteração climática mundial é a exposição dos solos no recuo dessas paisagens, que estava congelado há centenas de milhares de anos. A atividade microbiana nesses solos é influenciada pelo contato com a atmosfera, disponibilidade de água líquida e de nutrientes necessários para o seu metabolismo. Entretanto, ainda não é claro como a sucessão ecológica microbiana ocorre. A retração das geleiras possibilita um modelo de cronossequência para estudo. Devido a oligotrofia desses solos, os microrganismos têm papel chave na entrada e ciclagem de nutrientes nesse ambiente. Esse trabalho visou elucidar a limitação do fósforo para a comunidade microbiana e avaliar a presença e a abundância de microrganismos fotoautotróficos nos solos de recuos de duas geleiras da Ilha Rei George (Península Antártica) que apresentam velocidades de recuo distintas: Baranowski (recuo de 18 m.ano-1) e Collins (recuo de 4 m.ano-1). Amostras de solo foram coletadas em gradiente espaço-temporal de 0, 50, 100, 200, 300 e 400 m de distância em relação à frente da geleira. A contagem de células fotoautotróficas foi realizada por método de número mais provável (NMP) em meio mínimo Bristol modificado. As análises estatísticas ANOVA e multivariada PCA foram utilizadas para interpretar estes resultados obtidos. A respiração de solo induzida (SIR) por fósforo KH2PO4 como fonte inorgânica. O fluxo de CO2 resultante do metabolismo foi mensurado em LI-COR 8100 e comparado à respiração basal do solo através de teste-t de Student. Os testes explicaram significância nos tratamentos em 100 m da geleira Baranowski e 300 m da geleira Collins. Os fotoautotróficos estavam ausentes a 0 m na geleira Baranowski, aumentando entre 50 e 300 m, e atingindo maior valor a 400 m. Nos solos da geleira Collins sua presença foi observada em 0 m, oscilando entre 50 e 400 m e em maior valor a 100 m. Os resultados indicam um processo de sucessão distinto entre as duas geleiras, muito provavelmente devido à velocidade de derretimento que cada geleira apresentou nos últimos anos. Estes dados irão contribuir para melhor compreensão da sucessão ecológica nos solos da Antártica.

Antarctica has been the cause of global debates due to glacier retreat. The notable factor in global climate change is the exposure of soils to the retreat of these landscapes, which had been frozen for hundreds of thousands of years. Soil microbial activity is influenced by contact with atmosphere, liquid water availability and basic nutrients for metabolism. However, it remains unclear how microbial ecological succession occurs. The glacier retreat allows a chronosequence model for study. Due to the oligotrophy of these soils, microorganisms play an input key role and cycling of nutrients in this environment. This work aimed to elucidate microbial community phosphorus limitation and to evaluate photoautotrophic microorganisms presence and existence in two glaciers soils retreat on King George Island (Antarctic Peninsula) which shows diferentes velocity retrats: Baranowski (18 m.year-1) and Collins (4 m.year-1 on average). Soil samples were collected in a space-time gradient distance of 0, 50, 100, 200, 300 and 400 m in relation to the glacier front. The photoautotrophic cells counting was performed using the most likely number (PWN) method in modified Bristol minimal medium. Statistical analyzes ANOVA and multivariate PCA were used to interpret these results obtained. For phosphorus induced soil respiration (SIR), KH2PO4 was added as an inorganic source. The CO2 flux resulting from the metabolism was measured by LI-COR 8100 and compared to basal soil respiration using Student's t-test. The tests explained significance in the treatments in 100 m of the Baranowski glacier and 300 m of the Collins glacier. Photoautotrophs were absent at 0 m on the Baranowski glacier, increasing between 50 and 300 m, and reaching a higher value at 400 m. In the soils of the Collins glacier its presence was observed at 0 m, oscillating between 50 and 400 m and in greater value at 100 m. The results indicate a distinct succession process between the two glaciers, most likely due to the melting velocity that each glacier has experienced in recent years. These data will contribute to a better understanding of the ecological succession in the Antarctic soils.