Para os musgos, o nitrogênio é essencial para o crescimento, como qualquer outra planta. Em ecossistemas longe da poluição, como a tundra subártica, eles podem obter esse elemento em parceria com cianobactérias que podem colonizá-los. Mas nem todos os musgos são iguais. A fixação de nitrogênio pode variar significativamente entre os musgos, e por que não está claro. Então Xin Liu e Kathrin Rousk examinaram as características do musgo para descobrir por que alguns musgos são mais atraentes para cianobactérias do que outros. Se pudessem associar a atividade bacteriana a um conjunto de características, poderiam fazer previsões sobre a fixação de nitrogênio em todos os tipos de musgos.

Embora sejam definitivamente plantas, os musgos derrubam muitas ideias que você aprendeu sobre plantas quando criança. Uma característica importante é que eles não são vasculares. Normalmente, você pensaria em uma planta com raízes, um caule e algumas folhas. Tubos das raízes levariam água e nutrientes do solo para o resto da planta. Os musgos não possuem esses tubos e também têm um plano corporal diferente. Eles não têm raízes como tal. Eles têm rizóides, cujo trabalho é ancorar o musgo a uma superfície, mas esses rizóides não trazem água ou nutrientes para dentro para o resto da planta usar. Em vez disso, os musgos os absorvem um pouco como uma esponja.

Liu e Rousk sabiam de pesquisas anteriores que a água ajudava a aumentar a fixação de nitrogênio para os musgos, mas não sabiam por quê. Uma razão pode ser que a água permite que as cianobactérias se movam para os musgos para colonizá-los. Outra possibilidade é que as cianobactérias não tenham dificuldade em ocupar os musgos, mas precisem da água para sua própria atividade. Portanto, os musgos que movem melhor a água sobre suas superfícies podem ter a melhor fixação de nitrogênio.

Pode haver outras características que afetam a colonização bacteriana, dizem Liu e Rousk. Por exemplo, o formato da folha alterará como os musgos podem proteger as bactérias. Ou talvez sejam as propriedades químicas das folhas que importam. O pH da água nas folhas poderia importar? Ou são as defesas vegetais dos musgos que também inibem as cianobactérias, com algumas plantas mais amigáveis ​​com seus hóspedes do que outras?

Para determinar se havia características importantes para as cianobactérias, Lin e Rousk examinaram quatro espécies diferentes de musgo com níveis variados de fixação de nitrogênio. Eles então mediram os musgos para ver o que importava. Em seu artigo, Liu e Rousk escrevem: “Para conseguir isso, medimos a taxa de redução de acetileno como uma medida de N₂ atividade de fixação e avaliou a colonização e abundância de cianobactérias no nível de broto e colônia (grupo de brotos) e associou isso a características de equilíbrio hídrico (conteúdo máximo de água, taxa de absorção de água e taxa de perda de água de colônias de musgo), características químicas (pH, fenóis totais ), características estruturais da colônia (frequência de brotos e altura) e características morfológicas (comprimento do broto, frequência de folhas, área foliar e assim por diante) na parte aérea, bem como no nível da folha das quatro espécies de musgo coletadas na região subártica.”

Os botânicos descobriram que a taxa de hidratação do musgo hospedeiro, não o conteúdo de água per se, colonização controlada por cianobactérias. Quanto maior a taxa de hidratação, mais cianobactérias um musgo pode hospedar. Musgos com folhas maiores tiveram taxas de hidratação mais lentas, portanto, tiveram menor colonização. Musgos com mais folhas tiveram mais colonização. Liu e Rousk argumentam que os musgos trocam quantidade e tamanho por folhas, então os musgos com mais folhas também têm folhas menores, afetando a taxa de hidratação.

Os resultados químicos foram interessantes. Lin e Rousk escrevem: “Em nosso experimento, os fenóis afetaram negativamente a atividade das cianobactérias, mas não a colonização das cianobactérias. Isso se encaixa com descobertas anteriores, mostrando que o conteúdo de fenol do musgo não se correlacionou com a colonização de cianobactérias”. Eles também descobriram que a faixa de pH dos musgos mais colonizados era basicamente a mesma dos musgos menos ocupados, indicando que a acidez das folhas não era um problema significativo.

Os botânicos também descobriram que as parafilias eram colonizadas por cianobactérias. Parafilia são estruturas semelhantes a pêlos em hastes de musgo encontrado entre as folhas. Liu e Rousk descobriram que as cianobactérias colonizaram cerca de 20% a 30% das parafilias.

Liu e Rousk concluem: “Dado que os musgos são uma fonte chave de N para os ecossistemas onde eles dominam a cobertura do solo, descobrir a relação entre as características do musgo e a colonização de cianobactérias resultará em uma melhor estimativa da quantidade de entrada de N – como dependente de traços de musgo – e pode fornecer novas perspectivas e informações para entender a relação entre musgos e cianobactérias.”

LEIA O ARTIGO

Liu, X. e Rousk, K. (2021) “Os traços de musgo que governam a colonização de cianobactérias,” Annals of Botany. https://doi.org/10.1093/aob/mcab127