Formigas mutualísticas contribuem para a nutrição das bromélias

Formigas mutualísticas contribuem para a nutrição das bromélias-tanque

As epífitas são espécies-chave nas florestas tropicais porque fornecem alimentos e/ou recursos de habitat para diferentes organismos não encontrados em outros lugares e porque desempenham um papel importante nos ciclos de nutrientes nos ecossistemas do dossel. No entanto, o epifitismo impõe restrições fisiológicas resultantes da falta de acesso às fontes de nutrientes disponíveis para as plantas de raiz. Portanto, muitas epífitas são caracterizadas por adaptações morfológicas e funcionais - como arranjos de folhas que capturam serapilheira (ou seja, Asplênio 'cesta de lixo'); retenção de água da chuva (por exemplo, bromélias formadoras de tanques); tricomas foliares absorventes (ou seja, Tília spp. bromélias); velamen radicum em raízes aéreas (ou seja, Orchidaceae); e paredes cerosas escorregadias (por exemplo, plantas insetívoras de queda, como Brocchinia reduta e Catopsis berteroniana) – que facilitam o acesso à aquisição de nutrientes. Além disso, muitas epífitas estão envolvidas em associações complexas com animais, principalmente formigas, que lhes fornecem benefícios nutricionais. Você pode esperar que múltiplas associações com animais resultariam em maior aquisição de nutrientes em comparação com aquelas com menos interações, seja por meio de interações diretas (isto é, mediadas por animais) ou indiretas (isto é, mediadas por plantas e características). Esta questão é altamente relevante para ampliar nossa compreensão dos mecanismos que promovem a diversidade biológica nos trópicos ricos em espécies, onde as interações planta-animal são comuns.

Plantas da família Bromeliaceae, possuindo vias fotossintéticas CAM e C3, dominam a flora vascular nas florestas neotropicais e a maioria delas (ou seja, todos os membros das subfamílias Bromelioideae e Tillandsioideae) absorvem água e nutrientes através de tricomas foliares especializados. Suas raízes mecânicas são usadas para manter a posição da planta e não desempenham um papel significativo na nutrição das plantas. Uma adaptação notável para melhorar a aquisição de nutrientes pelas bromélias é o fitotelmo ('água retida pela planta'). As folhas das bromélias geralmente se entrelaçam firmemente e formam rosetas, criando tanques que coletam água da chuva e detritos. Esses tanques fornecem um habitat para organismos aquáticos especializados. A maioria dos táxons principais está envolvida, incluindo bactérias, algas, procariontes, protistas, micro e macroinvertebrados e vertebrados. Os detritos que entram no tanque (principalmente serapilheira) constituem a principal fonte de nutrientes para a cadeia alimentar aquática. Os invertebrados reduzem a ninhada que chega a fragmentos. Nitrogênio e outros nutrientes são então disponibilizados para a planta através da decomposição bacteriana de pequenos detritos e pellets fecais de metazoários aquáticos. Em áreas expostas ao sol, as algas podem crescer no fitotelmo. Eles podem então representar um recurso trófico maior do que a serapilheira enquanto constituem uma importante fonte de alimento para invertebrados que se alimentam por filtração, as algas também podem competir com a planta por nitrogênio. Outras interações diretas com os animais terrestres ou anfíbios que habitam as bromélias também podem constituir uma importante fonte de nutrientes para as bromélias formadoras de tanques. Por exemplo, aranhas e pererecas associadas a bromélias liberam fezes que são lavadas nas poças da planta e coletadas nas bases das folhas, onde fornecem uma fonte de nutrientes para decompositores aquáticos e para a própria bromélia. Em resumo, as bromélias-tanque podem ser consideradas 'saprófitas assistidas'. As formigas mutualistas influenciam as características vegetativas de suas bromélias associadas, determinando a distribuição de mudas ao longo de gradientes de luz incidente, afetando assim a composição taxonômica e a complexidade da teia alimentar aquática contida nos fitotelmas e, posteriormente, o fluxo de nitrogênio para as folhas da planta .

Um novo artigo em Annals of Botany estuda oito espécies de bromélias com tanque e uma sem tanque e descobre que as concentrações de nitrogênio nas folhas estão positivamente correlacionadas com a presença de formigas mutualísticas, com a escala do benefício dependendo da identidade das espécies de formigas associadas. Uma bromélia-tanque protocarnívora não associada a formigas mutualistas parece obter nitrogênio de carcaças de formigas, mas os resultados sugerem que é mais vantajoso para uma bromélia obter nutrientes derivados de formigas (por exemplo, fezes, restos de insetos) por meio de suas raízes do que usar carnivoria através do seu tanque.

Este estudo sugere que a contribuição das comunidades de fitotelmos para a nutrição das bromélias é mais complexa do que se pensava anteriormente. Também destaca uma lacuna em nosso conhecimento das interações recíprocas entre as bromélias e os vários níveis tróficos (de bactérias a grandes metazoários predadores) que intervêm na nutrição assistida por reservatórios.