Caracterização sazonal de comunidades de Bacteria e Archaea em sedimentos de lagoas naturais rasas no Cerrado

Abstract

Lagoas naturais rasas e oligotróficas do Cerrado abrigam elevada biodiversidade. No entanto, ainda não existem estudos sobre as comunidades microbianas presentes no sedimento desses ambientes aquáticos. O objetivo deste estudo foi caracterizar a diversidade dos domínios Bacteria e Archaea presentes no sedimento de duas lagoas naturais do Cerrado (Lagoa Bonita na Estação de Águas Emendadas - Planaltina/DF e Lagoa Cabocla no Campo de Instrução de Formosa - Formosa/GO). Água e sedimento (0-5 cm) foram coletados em diferentes estações (transição chuva-seca, seca, transição seca-chuva e chuva) entre maio de 2014 e março de 2015. As características físicas e químicas das amostras de água e sedimento foram avaliadas. O perfil das comunidades bacterianas foi analisado usando PCR/DGGE e a riqueza e diversidade de grupos do domínio Bacteria e Archaea por meio de pirosequenciamento do gene 16S rRNA. A água nas duas lagoas apresentou pH levemente ácido, baixa condutividade elétrica, concentrações de oxigênio dissolvido menores que 7,19 mg/L e temperatura entre 21 e 28ºC. O sedimento apresentou pH ácido, altos teores de matéria orgânica, baixa saturação por bases e elevada acidez potencial. As análises da estrutura da comunidade bacteriana avaliada (Dice/UPGMA) a partir dos perfis de géis DGGE indicaram alta similaridade entre as comunidades das duas lagoas com maior diferenciação em relação às estações. A partir da análise de sequências do gene 16S rRNA, foram identificados o total de 45 filos bacterianos e um grupo de bactérias não classificadas na hierarquia taxonômica inferior. Seis filos (Proteobacteria, Acidobacteria, Chloroflexi, Firmicutes, Planctomycetes e Nitrospirae) foram considerados abundantes, com frequência ≥ 1% em todas as estações, nas duas lagoas. Foram encontrados outros nove filos abundantes (Actinobacteria, Bacteroidetes, OP8, Chlamydiae, Chlorobi, Spirochaetae, TM6, Verrucomicrobia e WD272) e o grupo não classificado (unclassified Bacteria) em pelo menos uma estação nas duas lagoas. Foi observada ainda a presença de quatro filos bacterianos únicos (Caldiserica, KB1, e WS6 e Synergistetes) em menor abundância na Lagoa Bonita, enquanto na Lagoa Cabocla foi recuperado apenas um filo bacteriano único (BHI80-139). Quanto aos grupos pertencentes ao domínio Archaea, foram identificados três filos (Crenarchaeota, Euryarchaeota e Thaumarchaeota) e dois grupos de Archaea não classificadas (uncultured archaeon e unclassified Archaea). Apenas Euryarchaeota e Thaumarchaeota foram considerados abundantes nas duas lagoas e nos diferentes períodos. Relações dos filos de Bacteria e Archaea foram avaliadas em associação com as variáveis da água (temperatura, pH, condutividade elétrica, oxigênio dissolvido e profundidade da coluna d’água), bem como carbono e nitrogênio totais no sedimento, além da razão C:N. O pH da água, a condutividade elétrica e a profundidade foram as variáveis de maior importância relativa sobre a abundância da maioria dos filos testados. A riqueza de bactérias foi maior na Lagoa Cabocla, enquanto a riqueza e a diversidade de arqueias foram maiores na Lagoa Bonita. Nas duas lagoas, a sazonalidade influenciou a riqueza de arqueias e teve efeito sobre diversidade de bactérias, que foram maiores na estação seca em relação ao período de transição chuva-seca. A presença de microrganismos aeróbios e anaeróbios encontrados no sedimento destas lagoas pode ser um indicativo da ocorrência de interações entre o sedimento e corpo d’água gerando micro sítios heterogêneos para o estabelecimento de grupos com uma ecologia tão diferenciada. Os resultados deste estudo compreendem um conjunto de informações básicas e inéditas a respeito dos ambientes aquáticos prístinos no Cerrado contribuindo na ampliação dos conhecimentos sobre a diversidade e ecologia dos organismos que são importantes componentes das funções ecossistêmicas. Essa informação pode contribuir para a avaliação e planejamento de estratégias de conservação dos ecossistemas aquáticos no Cerrado.