fatores bi ticos intera es microbianas n.
Download
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
Fatores bióticos: Interações microbianas PowerPoint Presentation
Download Presentation
Fatores bióticos: Interações microbianas

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 50

Fatores bióticos: Interações microbianas - PowerPoint PPT Presentation


  • 198 Views
  • Uploaded on

Fatores bióticos: Interações microbianas. Interações: espécies, populações e comunidades. Sucessão ecológica . Fatores Bióticos biótico (bio=vida)

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

Fatores bióticos: Interações microbianas


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
fatores bi ticos intera es microbianas

Fatores bióticos:Interações microbianas

Interações: espécies, populações e comunidades.

Sucessão ecológica

slide2

Fatores Bióticos

  • biótico (bio=vida)
  • Em ecologia, chamam-se fatores bióticos a todos os elementos causados pelos organismos em um ecossistema que condicionam as populações que o formam.
  • Exemplo: a existência de uma espécie em número suficiente para assegurar a alimentação de outra condiciona a existência e a saúde desta última.
  • Muitos dos fatores bióticos podem traduzir-se nas relações ecológicas que se podem observar num ecossistema, tais como a predação, o parasitismo ou a competição.
  • Estrutura:
    • produtores
    • microconsumidores
    • macroconsumidores
slide4

Escalas e conceitos

  • Indivíduos: são os organismos
  • Populações: grupo de indivíduos com características comuns – origem comum (ancestralidade)
  • Comunidades: consiste de um maior ou menor número de populações ocupando um habitat particular.
  • Ex: comunidade da rizosfera, do rúmen
  • Ecossistemas: compreende a comunidade junto com seu ambiente físico
  • Biosfera: compreende todos os meios ambientes e organismos na superfície da Terra.
esp cie
Espécie

Membros de um agregado que trocam material genético em condições naturais

Estirpes que incluem cerca de 70 % ou mais de homologia no seu DNA.

popula o
População

Grupo de microrganismos da mesma espécie que ocupam uma determinada área.

(mesma constituição genética, usam os mesmos substratos, ocupam o mesmo nicho ecológico).

  • Funcionam como UMA PARTE da comunidade biológica.
atributos das popula es
Atributos das populações
  • Densidade
  • 2. Velocidade de crescimento e mortalidade
  • 3. Potencial biótico (máx. capacidade de reprodução: crescimento exponencial)
  • 4. Padrões internos de distribuição
  • 5. Estratégias de otimização energética (K e r)
  • 6. Dispersão
slide8

Estratégias de crescimento e sobrevivência

  • Adaptações estruturais
      • Lagos alcalinidade extrema
      • Lagos salinidade extrema
    • Emanações termais
    • Solos desérticos.
    • Adaptações nutricionais
    • Populações K e r
slide9

Estratégia de reprodução r/K refere-se a um modelo de seleção de características biológicas que promovem o sucesso em determinados ambientes.

As pressões seletivas orientam a evolução para duas direções: à selecão r ou à seleção K. Estes termos derivam da álgebra ecológica padrão, como é ilustrado na simples equação da dinâmica populacional:

onde N = população, r = crescimento populacional e K = capacidade de carga (freio) do ambiente.

Em termos gerais, as espécies com estratégia demográfica “r” exploram nichos ecológicos vazios, e produzem um elevado número de descendentes a cada ciclo reprodutivo.

Por contraste, as espécies com estratégia demográfica “K” são tipicamente competidoras com outras espécies, em nichos já bem preenchidos, investindo mais numa descendência com uma maior probabilidade de sobrevivência.

intera es dentro da popula o
Interações dentro da população

Princípio de Allee - interações dentro da população são dependentes da densidade

Competição

Cooperação

Interações positivas- aumentam a velocidade de crescimento

Interações negativas- reduzem a velocidade de crescimento

Interaç

Baixas populações

Altas populações

coopera o
Patogenicidade associada a

DMI

(dose minima infectiva)

Na natureza são frequentemente observadas microcolônias em vez de células isoladas.

Cooperação

Uma célula raramente supera as barreiras de defesa

na coopera o ocorrem
Na cooperação ocorrem
  • Trocas genéticas que permitem:
  • resistência a antibióticos
  • resistência a metais
  • a utilização de substratos orgânicos incomuns

Um inibidor é

MENOS eficiente

em culturas densas

do que em culturas

diluídas

Transformação, conjugação e transdução são mais eficientes em altas densidades do que em baixas densidades celulares.

comunidade
Comunidade

Conjunto de populações que ocorrem juntas no tempo e espaço.

Grupo de diferentes espécies que exploram de forma semelhante os mesmos recursos ambientais (Guildas)

(Existem muitas definições de comunidade)

comportamento coletivo
Comportamento coletivo
  • Praticamente todos os conhecimentos microbiológicos foram adquiridos a partir do estudo de organismos em culturas puras.
  • Somente há alguns anos entendeu-se que a maioria das bactérias se encontra na natureza vivendo em comunidades.
  • O tipo de "ecologia" com células individuais crescendo de maneira planctônica raramente é encontrado na natureza. Sabe-se atualmente que as bactérias são encontradas em comunidades de diferentes graus de complexidade, geralmente compondo um biofilme.
atributos qualidades das comunidades
Atributos (qualidades) das comunidades

Auto-regulação

Sinergismo

Comunalismo

Homeostasis

auto regula o e sinergismo
Auto-regulação (autopoiese)

Capacidade de definir espontaneamente uma estrutura (composição das espécies), uma arquitetura (arranjo espacial das espécies) e sua manutenção.

Sinergismo

Capacidade de conversão mais eficiente de recursos abióticos em recursos bióticos da comunidade quando em associação do que individualmente.

Auto-regulação e sinergismo

Quorum sensing

comunalismo e homeostase
Formação de ecótones (zonas de contato ou faixas de tensão entre diferentes populações de uma comunidade).

Constituição de um micro-ambiente favorável inserido em um macro-ambiente desfavorável.

Comunalismo e homeostase

Quando a luz solar é intensa e a temperatura atmosférica sobe, o fitoplâncton da superfície oceânica prolifera e produz mais dimetilo de enxofre, que age como núcleo de condensação de nuvens conduzindo à produção de mais nuvens e ao aumento do albedo do planeta.

slide19

Qual o “gatilho” para a formação da comunidade?

Quorum sensing

Processo de sensoriamento químico dependente da densidade populacional

QUORUM - número mínimo de participantes requeridos para que uma ação possa ocorrer.

como funciona
Como funciona?

Densidade

Sinais químicos

Agregação

slide21

Quorum sensing - luminescência

Simbiose entre animal marinho e Vibrio

Sinal-AHL (lactona)

slide23

O mecanismo de Quorum SensingRealizado por meio de pequenas moléculas, denominadas autoindutores (AI).

Em Gram negativos os autoindutores são do tipo N-acil homoserina lactonas (AHL), pequenas moléculas que se difundem livremente para dentro e para fora das células.

Em Gram positivos, correspondem a pequenos petídeos que se ligam a receptores localizados na superfície das células bacterianas.

Etapas: Durante o crescimento, todas as células produzem e liberam uma pequena quantidade de autoindutores. Quando a população se encontra no meio da fase logarítmica ou no início da fase estacionária, a quantidade de autoindutor alcança uma concentração limite, suficiente para disparar o processo de alteração da expressão gênica.

fun es controladas por qs
Funções controladas por QS
  • Frutificação em fungos
  • Produção de antibióticos por Streptomyces
  • Competência genética em Streptococcus (a capacidade de captar DNA do meio)
  • Diferenciação dos biofilmes de Pseudomonas aeruginosa
  • Transferência de DNA para outros organismos
  • Expressão de fatores de virulência
  • Formação de heterocistos em Anabaena (fixação de N)
como as comunidades se formam
Perspectiva ecológicaComo as comunidades se formam?

célula

Redutor de sulfato

População 1

Oxidantes do S

População 2

Interdependencia

Guildas

comunidades biofilmes

80 % infecções

hospitalares

ComunidadesBiofilmes
  • Sub-superfícies (profundezas terestres)
  • Trato gastro-intestinal de mamíferos e insetos
  • Bolsas sub-gengivais, dentes
  • Ventarolas hidrotermais
  • Rizosfera
  • Ductos, tratamento de água e efluentes
  • Implantes médicos (marca-passos, cateteres, orgãos artificiais: válvulas cardíacas e endocardites)
comunidades microbianas
Comunidades microbianas

Maioria

Importantes na saúde,

indústria, biotecnologia e

ambiente

Biofilmes

Comunidades complexas de microrganismos

associadas à superfícies ou interfaces

Podem incluir bactérias, fungos, protozoários e outros microrganismos.

(Biofilm Institute - http://www.biofilm.org/)

forma o do biofilme 5 est gios
Formação do biofilme5 estágios

Início “Quorum sensing”

onde se formam os biofilmes
Onde se formam os biofilmes?

Região alpina

Superfícies úmidas

Superfícies dos tecidos em seres vivos

Interfaces líquido-ar

Bacteria

Algas

Polímero

tapetes microbianos
“Tapetes” microbianos

Tapetes microbianos são comunidades compostas principalmente de procariotos fotossintetizantes

The principle distinction between microbial mats and other biofilms is their dependence on photosynthesis as their primary source of energy.

biofilmes em seres vivos
Biofilmes em seres vivos

Placa dentária corada com iodo

Microrganismos no intestino de ratos

plantas
Plantas

Rizobacteria

como impedir a forma o de biofilmes
Como impedir a formação de biofilmes?

Furanonas naturais(algas) interferem com AHL

Síntese de anti-biofilmes

Cobrir as superfícies com drogas anti-biofilmes

Sensibilizar as bactérias nos biofilmes aos antibióticos

informa es escassas
Informações escassas

Comunidades microbianas complexas

Dificuldades técnicas para análises in situ

Cultivo?

slide38

Metagenômica(Análise funcional das seqüencias nucleotídicas da coletividade de genomas microbianos existentes em uma determinada amostra ambiental)

Estudo de microbiota não cultivável (99%) Sequenciamento “shotgun” do DNA total da amostra ambiental (WGS)

Construção de livrarias clonais

Outras

Microarranjos

Proteômica

filtro

Seleção de sequências funcionais

metagen mica comunidades estudadas
Metagenômica Comunidades estudadas

complexo

simples

1,2 milhões novos genes,

148 novas espécies

o paradigma das culturas puras
O paradigma das culturas puras

Crescimento planctônico

Fisiologia

Patogênese

Estudos in vitro

Crescimento bacteriano em cultura pura em meio líquido

artefato
Artefato

Koch, e a descoberta dos meios sólidos

Gerações de microbiologistas basearam suas descobertas em cultura puras.

NA NATUREZA raramente os microrganismos se encontram na forma de culturas puras

sucess o na comunidade
Sucessão na comunidade
  • UMA COMUNIDADE EVOLUI COM TEMPO
    • ESTABILIDADE
    • Depende:
        • Interações
        • Inter-relações
        • Adaptações
o que s o sucess es
O que são sucessões?
  • Mudanças sequenciais organizadas nas populações de uma comunidade.

Primárias - habitat não colonizado

Ex: trato gastrointestinal de recém nascido

Tipos

Secundárias - habitat com prévia colonização

Ex: Solo agrícola

exemplo de sucess es
Exemplo de sucessões
  • Comunidades do trato GI humano
    • O trato GI do recém nascido é estéril.
    • Pioneiros (Lactobacillus) colonizam (sucessão primária) crescem e mudam ambiente.
    • Anaeróbios facultativos (E. coli e S. faecalis) substituem os pioneiros (sucessão secundária).
    • Bacteroides dominam a comunidade CLÍMAX – estágio final de equilíbrio, depois da ingestão de alimentos sólidos.
    • Em RUMINANTES a comunidade clímax inclui decompositores de celulose (Bacteroides, Ruminococcus), degradadores de proteína (Veillonella), degradadores de amido (Selenomonas), e produtores de metano (Methanobacterium).
atributos das sucess es microbianas
Atributos das sucessões microbianas

Flutuações amplas

Dificilmente atingem o clímax

Extinção

Emigração

Mudanças

ambientais

intera es entre popula es nas comunidades negativas
Interações (entre populações) nas comunidades Negativas
  • Competição:
    • Nutrientes
    • Inibição germinação dos esporos no solo (fungistase)
    • Modificações na composição da atmosfera
  • Amensalismo: produção de substâncias inibitórias ou tóxicas
  • Predaçãopor protozoários e invertebrados
  • Parasitismonas espécies pioneiras ou colonizadores subsequentes
positivas
Positivas

Sinergismo (denominado sintrofismo ou protocooperação)

Intercâmbio de compostos entre duas populações, favorecendo a ambos, sem ocorrência de simbiose.

  • Animais e microrganismos degradadores de celulose
    • Térmitas
    • Rúmen
    • Algas-invertebrados
  • Outras:
  • Comensalismo (aproveitamento dos resíduos)
  • Mutualismo ou simbiose (fungos e algas)
popula es da comunidade intera es positivas
Populações da comunidadeinterações positivas
  • Protocooperação (mutualismo facultativo)

Associação não é obrigatória

Traz benefícios a ambas populações A e B

Sinergismo- Síntese de um produto ou via metabólica (sintrofismo) que nenhuma das populações é capaz de fazer isoladamente.

rela es hospedeiro microrganismos
Relações hospedeiro-microrganismos

Parasitismo

Comensalismo

Não danificam (ou clinicamente não aparente) após infecção primária (início da vida)