Pesquisadores descobrem nova bactéria que danifica nossos ecossistemas

Recentemente, na Nature Communications, o professor Ferran Garcia-Pichel, da Rakes and Regents, relatou nova bactéria que ataca cianobactérias do solo em biocrostas. Nesta publicação, ele descreve o ciclo de vida do predador recém-descoberto, mecanismo de ataque e seu impacto ecológico.

As bactérias estão em toda parte e desempenham papel importante na manutenção dos processos ecológicos em todo o mundo. Por exemplo, no solo do deserto, as cianobactérias usam a fotossíntese para produzir energia.

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Semelhante às plantas, seu papel na produção de oxigênio e fixação de nitrogênio é fundamental para a sobrevivência de outros organismos. As cianobactérias formam comunidades que vivem na superfície do solo, formando biocrostas. Essas comunidades trazem grandes benefícios ao reter poeira, prevenir a erosão e aumentar os nutrientes e o nível de água no solo.

Infelizmente, e apesar do seu papel na manutenção dos ecossistemas, as cianobactérias são a presa preferida de um predador recém-descoberto: O Candidatus Cyanoraptor togatus (C. togatus).

“Havia algo matando as biocrostas. Não era um vírus e não era um animal pequeno. Só poderia ser outra bactéria”, disse Garcia-Pichel.

As biocrostas de cianobactérias saudáveis se assemelham ao solo quando estão secas, mas, quando molhadas, sua pigmentação verde é visível.

Já as biocrostas que foram atacadas pelo Cyanoraptor mostram clareiras de cianobactérias em padrões circulares, conhecidas como placas, semelhantes a minúsculos anéis de fadas. No campo, os pesquisadores conseguiram identificar a doença observando essas placas incomuns.

“Os vi pela primeira vez em Casa Grande, no Arizona (EUA) e, depois, continuei esse processo de observar tempestades e imediatamente correr para o campo, às vezes dirigindo seis horas ou mais para identificá-los em vários lugares nos desertos de Sonora e Chihuahuan”, disse Julie Bethany Rakes, Ph.D. pela Arizona State University e a responsável pela descoberta.

Uma vez dentro de sua presa, a Cyanoraptor se aloja no citoplasma da bactéria e começa a se replicar – crescendo e se dividindo até finalmente matar a presa e liberar novo exército de células de ataque (Imagem: Divulgação/Julie Bethany Rakes)

Modus operandi da Cyanoraptor

Eles trabalharam no campo e no laboratório para isolar as bactérias causadoras de doenças. Após o isolamento, as bactérias foram cultivadas e seu ciclo de vida e mecanismo de ataque foram estabelecidos.

Em estágio inicial, o Cyanoraptor se propaga como pequenas células esféricas chamadas propágulos. Essas células não crescem nem se dividem.

Em vez disso, eles apenas espreitam e esperam pacientemente por suas presas. Quando a cianobactéria se aproxima o suficiente, o Cyanoraptor ataca, ligando-se à presa e formando estrutura de encaixe especializada, dissolvendo a parede celular semelhante à pele da presa e entrando na célula da presa.

Os propágulos da Cyanoraptor são estranhos no que diz respeito às bactérias. Elas têm compartimento externo ligado por duas membranas.

Os pesquisadores suspeitam que esse compartimento desempenha papel fundamental no ataque, segurando e liberando proteínas que quebram a membrana externa de suas presas e permitem que elas entrem no corpo celular enfraquecido.

Este compartimento é também como a Cyanoraptor recebe o nome de sua espécie, togatus, porque parecem estar envoltos em manto ou toga.

Uma vez dentro, o Cyanoraptor come a presa, crescendo cada vez mais em célula semelhante a uma salsicha.

Rakes fazendo pesquisas sobre a Cyanoraptor no deserto (Imagem: Divulgação/Julie Bethany Rakes)

Quando é longo o suficiente, esse predador começa a se dividir em muitas células de uma só vez, eventualmente matando a presa e se tornando propágulos novamente, esperando pela próxima vítima.

“É um predador que entra nas células de suas presas e as come por dentro, o que é horrível”, disse Garcia-Pichel. “É realmente como um filme de terror microbiano.”

À medida que as cianobactérias morrem, todas as coisas que as biocrostas fazem para beneficiar o deserto desaparecem. Propriedades valiosas, como ciclo de nitrogênio, retenção de poeira e retenção de umidade são drasticamente reduzidas.

“Em geral, isso significa que pode haver sérias consequências para a saúde do deserto, menos nutrientes, solo menos estável e retenção de água, reduzindo o tempo em que plantas e outros organismos podem estar ativos.

Com a perda dessas funções, os organismos que dependem dessas atividades, como plantas, podem sofrer, o que pode ter consequências adicionais na cadeia alimentar”, disse Rakes.

A descoberta de Rakes também demonstrou que as bactérias predadoras podem moldar a estrutura e a função das comunidades microbianas ao redor do mundo, que não são apenas raridade biológica interessante.

Via Phys.org

Imagem destacada: Divulgação/Julie Bethany Rakes

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