Milípedes e Seus Micróbios: Um Olhar Mais Próximo
Explorando o papel vital dos milípedes e seus microrganismos intestinais nos ecossistemas.
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Índice
- Os Micróbios Dentro dos Milípedes
- Importância de Estudar os Micróbios dos Milípedes
- Pesquisa sobre os Micróbios Intestinais dos Milípedes
- Efeito dos Antibióticos nos Milípedes
- Emissão de Metano do Epibolus pulchripes
- Diversidade Microbiana nos Milípedes
- Micróbios Ativos e Suas Funções
- Conclusão: O Papel dos Milípedes nos Ecossistemas
- Fonte original
Milípedes são um tipo de criatura pequena, parecida com vermes, que tem um papel importante em quebrar material vegetal nas florestas. Eles ajudam a reciclar Nutrientes de volta para o solo. Como muitos animais, os milípedes têm parceiros vivos minúsculos chamados Micróbios que vivem nos seus intestinos. Esses micróbios ajudam os milípedes a digerir os materiais vegetais difíceis que eles comem.
Entender como os milípedes e seus micróbios trabalham juntos pode nos ajudar a aprender mais sobre seus papéis importantes na natureza. Alguns milípedes sabem produzir Metano, um tipo de gás que contribui para as mudanças climáticas, enquanto outros não. Este artigo dá uma olhada nas relações entre milípedes e seus micróbios intestinais, especialmente em dois tipos de milípedes: um que produz metano e outro que não.
Os Micróbios Dentro dos Milípedes
O intestino de um milípede abriga muitos tipos diferentes de micróbios, incluindo bactérias e fungos. Esses micróbios não só ajudam na Digestão, mas também têm outras funções importantes. Eles quebram a celulose, uma fibra vegetal difícil de digerir para muitos animais. Os milípedes comem material vegetal morto, que geralmente é pobre em nutrientes, então eles dependem desses micróbios para ajudar a extrair os nutrientes necessários da comida.
A relação entre milípedes e seus micróbios intestinais é complexa. Enquanto alguns milípedes dependem muito desses micróbios para sobreviver, outros podem viver sem eles. Por exemplo, cupins dependem completamente de seus micróbios intestinais para quebrar a celulose, mas alguns milípedes ainda conseguem digerir a comida mesmo quando seus micróbios intestinais estão reduzidos.
Importância de Estudar os Micróbios dos Milípedes
Estudar os micróbios intestinais dos milípedes pode oferecer insights sobre como esses organismos conseguem sobreviver com materiais vegetais que são difíceis de quebrar. Entender essa relação também pode esclarecer como os milípedes contribuem para o ciclo de nutrientes nos ecossistemas.
Milípedes são frequentemente encontrados tanto em florestas tropicais quanto temperadas, onde ajudam a decompor a littera de folhas. Esse processo de Decomposição é crucial para manter o solo saudável e apoiar o crescimento das plantas. Ao entender o papel dos micróbios intestinais nesse processo, podemos apreciar como os milípedes contribuem para um ecossistema equilibrado.
Pesquisa sobre os Micróbios Intestinais dos Milípedes
Estudos recentes focaram em duas espécies modelo de milípedes: Epibolus pulchripes, que emite metano, e Glomeris connexa, que não. Os pesquisadores queriam investigar como esses milípedes usam seus micróbios intestinais para a digestão e como esses micróbios afetam sua saúde geral.
A pesquisa envolveu alimentar ambos os tipos de milípedes com dietas diferentes enquanto observava mudanças em seu peso, taxas de sobrevivência e fezes. Eles olharam especificamente como os antibióticos, que matam micróbios, afetaram os milípedes. A ideia era ver o quão importantes os micróbios intestinais são para a sobrevivência e digestão dos milípedes.
Efeito dos Antibióticos nos Milípedes
Ambas as espécies de milípedes não mostraram perda de peso significativa quando alimentados com antibióticos, sugerindo que eles podem não depender completamente de seus micróbios intestinais para nutrição. No entanto, a produção de fezes diminuiu significativamente nos milípedes que receberam antibióticos, indicando que os micróbios intestinais desempenham um papel na digestão.
As amostras de fezes foram analisadas quanto à carga bacteriana, mostrando que os grupos de controle (aqueles não tratados com antibióticos) tinham um número maior de bactérias em comparação com os tratados. Isso sugere que os antibióticos tiveram um efeito forte na população microbiana no intestino.
Emissão de Metano do Epibolus pulchripes
O estudo também explorou como o milípede produtor de metano, E. pulchripes, reagiu a diferentes dietas. Quando os milípedes foram alimentados com littera tratada para inibir a produção de metano, os pesquisadores observaram que as emissões de metano caíram significativamente. Essa descoberta apoia a ideia de que a produção de metano está intimamente ligada à atividade dos micróbios intestinais.
Mesmo quando a produção de metano foi reduzida, os milípedes permaneceram saudáveis, o que sugere que a produção de metano pode não ser essencial para sua sobrevivência. Os pesquisadores também encontraram genes específicos relacionados à produção de metano no intestino, indicando que a produção de gás é uma parte natural do processo digestivo do milípede.
Diversidade Microbiana nos Milípedes
Por meio de vários métodos, os pesquisadores descobriram que diferentes tipos de micróbios dominavam os intestinos de cada espécie de milípede. Para E. pulchripes, as principais bactérias pertenciam ao filo Bacteroidota, enquanto G. connexa tinha Pseudomonadota como grupo dominante. Essas descobertas sugerem que cada milípede tem um conjunto único de micróbios intestinais que os ajuda a digerir suas dietas específicas.
Apesar do tratamento com antibióticos, a diversidade geral dos micróbios intestinais não mudou significativamente entre os grupos tratados e não tratados. No entanto, os pesquisadores notaram algumas mudanças na abundância de certas bactérias. Por exemplo, algumas bactérias conhecidas por sua resistência a antibióticos se tornaram mais prevalentes nos milípedes tratados.
Micróbios Ativos e Suas Funções
Para entender melhor quais micróbios estavam ativos nos intestinos dos milípedes, os pesquisadores usaram um método chamado RNA-SIP. Essa abordagem permite que os cientistas rastreiem quais micróbios estão ativamente envolvidos na digestão. O estudo mostrou que algumas bactérias rotuladas como ativas estavam associadas à degradação de material vegetal, confirmando seu papel na digestão.
Curiosamente, o estudo mostrou uma rotulagem lenta das bactérias, indicando que o sistema digestivo dos milípedes pode não ser muito eficiente em quebrar a littera de folhas. Em contraste, os fungos no intestino mostraram uma rotulagem mais rápida, destacando sua rápida rotatividade e importância no processo de decomposição.
Conclusão: O Papel dos Milípedes nos Ecossistemas
Milípedes desempenham um papel vital nos ecossistemas ajudando a decompor materiais vegetais, enriquecendo o solo e reciclando nutrientes. Suas relações com micróbios intestinais são cruciais para sua sobrevivência, embora a natureza exata dessa relação possa variar bastante entre diferentes espécies.
Mais importante, enquanto a fermentação da celulose ocorre nos milípedes, pode não contribuir significativamente para sua nutrição. Os milípedes podem obter nutrientes principalmente da biomassa microbiana, em vez de diretamente dos materiais vegetais complexos que consomem.
Mais pesquisas são necessárias para entender completamente as necessidades nutricionais dos milípedes e as funções específicas de seus micróbios intestinais. Esses insights podem nos ajudar a apreciar como essas criaturas contribuem para manter ecossistemas saudáveis e o ciclo de gases de efeito estufa em nosso ambiente.
Título: Cellulose fermentation by the gut microbiota is likely not essential for the nutrition of millipedes
Resumo: Millipedes are thought to depend on their gut microbiome for processing plant-litter-cellulose through fermentation, similar to many other arthropods. However, this hypothesis lacks sufficient evidence. To investigate this, we disrupted the gut microbiota of juvenile Epibolus pulchripes (tropical, CH4-emitting) and Glomeris connexa (temperate, non-CH4-emitting) using chemical inhibitors and isotopic labelling. Feeding the millipedes sterile or antibiotics-treated litter notably reduced faecal production and microbial load without major impacts on survival or weight. Bacterial diversity remained similar, with Bacteroidota dominant in E. pulchripes and Pseudomonadota in G. connexa. Sodium-2-bromoethanesulfonate treatment halted CH4 emissions and reduced the faecal mcrA copies in E. pulchripes after 14 days, but emissions resumed after returning to normal feeding. Methanogens in the order Methanobacteriales and Methanomasscilliicoccales associated with protists were detected using Catalysed Reporter Deposition Fluorescence In situ Hybridization (CARD-FISH) on day 21, despite suppressed CH4-emission. Employing 13C-labeled leaf litter and RNA-SIP revealed a slow and gradual prokaryote labelling, indicating a significant density shift only by day 21. In addition to labelling of taxa from orders well-recognized for their role in (ligno)cellulose fermentation (e.g., Bacteroidales, Burkholderiales, and Enterobacterales), others, such as members of Desulfovibrionales were also labelled. Surprisingly, labelling of the fungal biomass was somewhat quicker. Our findings suggest that fermentation by the gut microbiota is likely not essential for the millipedes nutrition. ImportanceMillipedes (Diplopoda) constitute the third most significant group of detritivores after termites and earthworms, yet they have been comparatively understudied. Traditionally, it was believed that millipedes gain energy from fermenting cellulose using their gut microbiota, similar to wood-feeding termites, but this belief lacks evidence. This study used two model millipede species, Epibolus pulchripes (large, tropical, and methane emitter) and Glomeris connexa (small, temperate, and non-methane emitter) to test this belief. We used chemical manipulation experiments, stable isotope labelling, and DNA sequencing to comprehend the microbiotas role in the millipedes nutrition. The findings suggest that cellulose fermentation by the gut microbiota may not be essential for millipede nutrition; instead, bacteriovory and fungivory might be the dominant feeding strategies of millipedes.
Autores: Roey Angel, J. E. Nweze, S. Gupta, M. M. Salcher, V. Sustr, T. Horvathova
Última atualização: 2024-03-04 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.01.582937
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.01.582937.full.pdf
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