E aí [Música] E aí Oi bom dia a todos na aula de hoje vamos falar sobre fixação biológica do de nitrogênio atmosférico é um pouco da história e as leguminosas e são plantas especiais que tem a capacidade é desse e fazer simbiose com algumas bactérias [Música] o som plantas muito importantes e essas plantas a importância delas já era reconhecida pelos antigos há relatos de pensadores como teofrastus o Plínio Qual o nela e outros que viverão alguns séculos antes de Cristo e me mostram esses relatos a importância dessas plantas como melhoradoras do solo é claro que
os antigos não tinham nem ideia não fazia nem ideia do que estava por trás dessa lá essa propriedade ali ou seja a simbiose com as bactérias presença dos nódulos EA fixação do nitrogênio e isso era impensável naquela época Oi e esse tema então ficou desconhecido esse processo ficou desconhecido durante vários séculos sendo elucidado apenas no século 19 então em meados do século 19 começaram os estudos muitos cientistas começaram a estudar esse tema como as plantas obtinham o nitrogênio que elas precisavam Então temos pensadores assim há pistas como voz single o singu um francês a el-rei
newfest também alemães que descobriram os nódulos das leguminosas e achavam que através desses nódulos as plantas obtinham nitrogênio então eles deram um passo muito importante mas o primeiro cientista que realmente descobriu o processo e foi o Holandês Martínez Bayern int O que isolou é descreveu o primeiro organismo simbiótico fixador do de nitrogênio ele chamou esse esse organismo esse microrganismo de bacilos radicicola porque uma bactéria na forma de bastão que gostava gostava de habitar as raízes por isso que ele chamou de errado esse Cola agora depois ele foi convencido que por um por colegas de cientistas
e esse nononi poderia mudar então posteriormente essa bactéria foi renomeada para rhizobium leguminosarum e esse nome permanece até hoje também destacamos no final do século 19 e em 1893 o grande trabalho do cientista Russo Sergei winogradsky ele foi o primeiro que isolou um micro-organismo anaeróbico de vida livre capaz de fixar o n2 atmosférico ele chamou esse microrganismo de clostridium pasteurianum uma homenagem ao grande cientista francês Louis Pasteur no início do século 20 os trabalhos continuaram mais uma vez destaca-se o Bayern que isolou o microrganismo aeróbico veja o que houve logrado se isolou um anaeróbico mas
o banheirinho que isolou um aeróbico ou seja precisa precisava de oxigênio para a sua seu metabolismo um aeróbico de vida livre fixador de n2 e ele chamou esse microrganismo essa bactéria de azotobacter cru como um Oi e a partir dele do século vive até hoje milhares de trabalhos foram feitos consolidando esse processo como o próximo principal processo de obtenção de nitrogênio uma das plantas Ou seja a fixação biológica do nitrogênio se consolidou como um o principal processo de aquisição do nitrogênio pelas plantas ah e hoje é o controle desse processo é uma realidade na agricultura
mundial com a produção de inoculantes com as bactérias fixadoras assim bióticas e associativas e até as de vida livre Então esse hoje é uma realidade uso desses inoculantes em várias situações como nós vamos ver na sequência o inicialmente volume se traçam um perfil é desse processo agora estamos um a outra fase da aula que é uma fase introdutória sobre o processo da fixação biológica aqui nós traçamos um perfil geral como se caracteriza esse processo é e ele é considerado o segundo processo biológico mais importante do planeta O primeiro é a fotossíntese Esse é um recurso
natural renovável e pode ser controlado pelo homem Esse é um processo de baixo custo e impacto ambiental mínima ou seja não há impactos negativos você está trabalhando com o micro-organismos que já existem no solo apenas são microrganismos melhorados para fazer esse processo então comparando com o impacto da colocação da aplicação de fertilizantes no solo e fertilizantes nitrogenados o impacto ambiental é muito menor ele consome 2,5 por cento da energia da fotossíntese do planeta e esse processo também incorpora 65 por cento do nitrogênio nos seres vivos da terra e dizem os cientistas o que a vida
no planeta depende deste processo o seu aconteceu alguma tragédia uma catástrofe ambiental em nível Planetário e esse processo parar de acontecer deixar de acontecer a vida no planeta também vai desaparecer em menos de 20 anos de acordo com os especialistas Oi e ele representa aproximadamente 8,5 por cento da absorção total de nitrogênio pelas plantas bom então o di nitrogênio atmosférico o n2 é fixado exclusivamente por microorganismos procarióticos e até hoje não foram identificados microrganismos eucarióticos fixadores de nitrogênio Isso é uma propriedade desse grupo ou seja o grupo das bactérias e o grupo das arqueiras que
são os procarióticos entre o grupo grande grupo das bactérias nos destacamos aqui esses dois gêneros é só uma amostra é claro que existem dezenas talvez centenas de gêneros de bactérias ou simbiótica sou assim óticas o associativas e fazem esse processo então nós aqui ela então mas essas duas do gênero rhizobium que é uma bactéria simbiótica simbiótica e o gênero azotobacter O que é uma bactéria de vida livre E também temos o grande grupo das cianobactérias e em algumas agem de forma simbiótica também e outras a de forma a simbiótica então aqui destacamos esses dois gêneros
Anabela e nosso estoque Oi e o grupo dos actinomicetos e aqui destacamos o o gênero frankya que faz simbiose Com certas árvores principalmente de clima temperado nós vamos falar sobre isto ainda então os microrganismos que fixam o n2 genericamente são chamados diazotróficos Esse nome tem um significado de azul significa de nitrogênio E aí tróficos vende troca Então são aqueles micro-organismos que fixam o nitrogênio da atmosfera e os diazotróficos vão atuar em Sistemas com diferentes graus de complexidade tá então existem basicamente três sistemas de fixação biológica do nitrogênio atmosférico Isto é um motivo de muitas dúvidas
e muitas muitos questionamentos na hora da prova muitos alunos confundem então é preciso ficar muito claro isto existem esses três sistemas e a o sistema de vida livre que compreendem compreende os organismos de vida livre que são aqueles organismos Independentes eles de certa forma não precisam diretamente das plantas não precisam ficar dentro das plantas ou nas raízes das plantas eles vivem na rizosfera ou no solo não rizosférico fixando ou nitrogênio bom então aqui a gente destaca esses gêneros o Bayern Índia o azospirillum e o azotobacter e existe também o sistema de associações ou associativo alguns
autores chamam simbiose associativa neste caso são microrganismos que ocorrem na rizosfera e penetra nas raízes de certas plantas Principalmente as gramíneas aqui a gente destaca por exemplo esse gênero blocan nos setor bacter e na cultura da cana-de-açúcar esse microrganismo hoje já está sendo manejado já está sendo comercializado inclusive Para ser aplicado na cultura da cana-de-açúcar em várias regiões do país e do mundo a gente vai falar sobre isso ainda na sequência o e as famosas simbioses vejam bem quando a gente fala a simbiose e não é só com as leguminosas existem simbioses diversas na natureza
e na agricultura por exemplo uma simbiose bem geral que eu já falei algumas vezes e aqui também se aplica nesse caso da fixação do nitrogénio são Os leitões que são associações ou simbioses entre As algas Luciano bactérias e fungos tomam são os fungos que fixam nitrogênio fungos são eucariotos são as cianobactérias bom então ela além de fazerem a fotossíntese fazem a fixação do nitrogênio a gente também vai falar sobre elas existem existem também essa simbiose entre a Anabela que é um gênero de cianobactérias e uma planta inferior uma pteridófita alguns autores chamam de feto hepático
que se chama a sola que é muito importante em algumas situações no planeta e existem também as simbioses entre as leguminosas e os rizóbios Essas são as mais importantes do ponto de vista agronômico e aqui não está listada mas também tem a simbiose entre os actinomicetos e principalmente do gênero frankya e algumas plantas temperadas como eu já falei a por exemplo plantas aqui que não físicas gente também vai falar sobre isto na sequência E essas esses sistemas têm diferentes graus de complexidade aqui nesse esquema retirado de Silvia e colaboradores de 2005 nós apresentamos essa diferença
de complexidade entre os sistemas de fixação do nitrogénio atmosférico vamos lhe aqui para discutir essa figura com vocês a fixação biológica do n2 é mediada exclusivamente por diazotróficos procarióticos de vida livre a mãe grande variedade de associações entre microrganismos e plantas com diversos níveis de complexidade a mais elaborada dessas associações é a simbiose entre rizóbios e leguminosas e entre o actinomiceto Frank a a diversas espécies de plantas não leguminosas variando de árvores arbustos entre os dias o tróficos de vida livre e a simbiose rizóbio leguminosa ocorrem algumas associações entre plantas ele as o tróficos Estas
são as chamadas simbioses associativas e são caracterizadas por uma tênue interação entre a planta e o microrganismo fixador bom então esse texto essa descrição da figura mostra essas características dos três sistemas estão aqui na parte de cima nós temos as simbioses obrigatórias um por exemplo entre rizóbios o e plantas a hospedeiras e leguminosas ou entre Frank a que é uma kit nome insetos e plantas não leguminosas então este é o sistema mais complexo bom então essa complexidade vai diminuindo de cima para baixo na parte inferior o que é que nós temos aqui os sistemas de
o sistema de vida livre são os organismos que não dependem diretamente das plantas para a sua sobrevivência Então esse é o sistema mais simples do ponto de vista Ecológico e bioquímico Então são os dias o tróficos verdadeiramente livres que fixam nitrogênio independentemente de uma planta Hospedeira então aquele coloca alguns exemplos como as cianobactérias e outras bactérias diazotróficas que fazem esse processo e no centro aqui do esquema temos a simbiose e se ativa que horas que é o sistema de associação que nós falamos o sistema associativo que são plantas que não estabelecem uma relação bioquímica ou
fisiológica ou funcional íntima com as plantas ela simplesmente penetraram nas plantas nas ficam e nos espaços intercelulares e são basicamente inclusive os microrganismos endofíticos nós já falamos no nosso curso então eles ficam lá dentro das plantas mas não estabelecem uma simbiose clássica apenas ficam lá aproveitando as substâncias que as plantas não precisam bom e lá dentro eles além de fixar o nitrogênio fazem outras coisas como produzem hormônios e outros fatores de crescimento Então são microrganismos muito importantes e fazem essa simbiose associativa ou simplesmente associações aqui nós também destacamos as cianobactérias e outras bactérias diazotróficas e
aqui nós colocamos e esses três sistemas que nós acabamos de comentar e o sistema é simbiótico o sistema e simbióticos porque são vários o sistema bem associações aqui no centro e o sistema de vida livre é um simbiose por exemplo rhizobium com leguminosas franquia com aquelas plantas angiospermas e outras associações em alguns organismos que se caracterizam por apresentarem esse tipo de sistema são os as Pilão as automática saber por exemplo que também podem ser de vida livre ser o sistema não temos as automática tem a roda os pylon entre outros a fonte de energia E
no caso para hoje o sistema simbiótico Quem são os açúcares e outros metabólicos produzidos pela planta Hospedeira por meio da fotossíntese no caso das associações dos a fonte de energia são os resultados radiculares da planta com a qual os microrganismos estão se associando E no caso dos organismos do sistema de vida livre a fonte de energia a gente tem que dividir dois garotos aqui os no caso existem microrganismos heterotróficos de vida livre que vão utilizar os resíduos das plantas o material orgânico que a planta joga no solo na rizosfera então todos esses materiais os resíduos
também de origem animal então São José Pedro tróficos então eles vão ainda processar esses compostos orgânicos para obter sua energia e no grupo do dos autotróficos que alguns também podem adotar Esse sistema de vida livre como é o caso das cianobactérias a fonte de energia é a própria fotossíntese que elas fazem em termos de quantidades de magnitude de nitrogênio fixado a muita diferença Há muitas diferenças entre os três sistemas o mais eficientes os sistemas mais eficientes são as simbioses aqui destacamos por exemplo as leguminosas que em associação em simbiose com as bactérias rhizobium e outros
gêneros conseguem Obter ou seja essas bactérias conseguem fixar Entre 50 e 400 kg e e a por hectare por ano e já foram obtidos inclusive algumas situações com plantas de alface mais de 600 quilos e a e as plantas não leguminosas aquelas que fazem a simbiose com gênero franquia foram observadas de 20 a 300 então geralmente as simbioses apresentam uma alta eficiência a simbiose principalmente com as leguminosas E essas não leguminosas apresentam uma alta eficiência em termos de quantidades fixadas de nitrogênio ver mais associações e em alguns casos elas podem ser bastante eficientes podem chegar
até 200 kg mas são casos extremos de qualquer forma a a faixa de quantidades aqui é de 10 a 200 kg por hectare amo e no caso dos organismos de vida livre existem diferenças quando são os heterotróficos os valores são bem modestos 1 a 2 o máximo 5 kg por hectare amam isso porque as plantas precisam gastar muita energia para processar material orgânica então elas perdem a eficiência na fixação vejam que no caso dos autotróficos uma vez que eles fazem e a fotossíntese essa quantidade é bem superior em torno de 10 a 80 kg por
hectare ano o quero lembrar que todos esses temas são tratados no vídeo recente do meu canal e se chama sistemas de fixação biológica do nitrogênio atmosférico já está disponível e eu recomendo a visualização deste vídeo para que vocês possam entender melhor obter mais informações sobre esses sistemas E aí o e em linhas Gerais e esse processo Esse é o seguinte a gente vai apenas colocar lembrem que nós estamos lá parte introdutória Então nós vamos colocar de modo geral a essência do processo da fixação a gente compara por exemplo com o processo Industrial nós chamamos de
haber-bosch O que é a fixação industrial ou seja a produção de fertilizantes nitrogenados a partir do n2 atmosférico Então as indústrias conseguem produzir o fixar através desse processo em torno de 65 x 10 a 6 toneladas por ano de nitrogênio e em condições naturais condições normais de temperatura e pressão os microrganismos diazotróficos ficção em torno de 139 a 170 vezes 10 a 6 vejam como uma diferença monstruosa na em relação ao processo industrial e o centro de todos os sistemas fixadores é um ser procariotico que com o que apresenta um complexo enzimático chamado nitrogenase tão
todos os dias o tróficos os dívida livre simbióticos o associativos apresentam tem vi apresentar essa enzima esse complexo que é a nitrogenase Então esta enzima é responsável pela conversão do n2 a amônia conforme esta reação de dentro das bactérias em algum lugar mais bactérias ocorre esta reação elas fixam o n2 reage com o olhar mais 8:00 mais mais 16 até PIS mais oito elétrons Vai resultar na produção de duas moléculas de amônia O H2 [Música] Oi e a BP além do PPI então o importante dessa reação é a produção do nitrogênio na forma de amônia
que vai ser utilizado pela própria é bactéria ou pela planta no caso das simbioses Então essa uma boa parte dessa Harmonia já vai entrar numa corrente enzimática Isso vai ser aproveitado pela pela planta para produzir aminoácidos proteínas e todos os compostos portadores de nitrogênio bom então essa foi a parte introdutória da nossa aula na sequência vamos falar um pouco mais sobre todos esses aspectos começando com a enzima nitrogenase [Música] E aí [Música] E aí [Música]
