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Ricardo Matheus Pires

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Em 22 de agosto de 2019, no anfiteatro do Instituto de Botânica de São Paulo (IBt), o aluno da Pós-Graduação em Biodiversidade Vegetal e Meio Ambiente do Instituto de Botânica de São Paulo (IBt), Ricardo Matheus Pires (Bolsista FAPESP), defendeu a sua Tese de Doutorado intitulada “Análises da decomposição de madeira em fragmento de mata atlântica: estrutura da comunidade fúngica, caracterização do substrato e o processo sucessional”.

A banca examinadora foi composta pela Dra. Adriana de Mello Gugliotta (orientadora/IBt), Dr. Aristóteles Góes Neto (UFMG), Dr. Eduardo Pereira Cabral Gomes (IBt), Dra. Larissa Trierveiler Pereira (FATEC-SP) e Dra. Iracema Helena Schoenlein-Crusius (IBt).

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Análise da decomposição de madeira em fragmento de mata atlântica: estrutura da comunidade fúngica, caracterização do substrato e o processo sucessional

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ABSTRACT

This work aimed to understand the process of wood decay in a fragment of Atlantic Forest in the state of São Paulo, evaluating the variation of fungi species that occur during two years of study present on the branches of three tree species that occur in the area. In addition, we also evaluated possible differences in the decomposition rates in the interior and at the border of the fragment and what the effect of the urban impact (matrix) on the structure of the fungal community and the decomposition process. Living branches still attached to the trees were cut and gathered inside a 1 m² plot. For each plant species, three specimens (Alchornea sidifolia, Piptadenia gonoacantha e Calyptranthes grandifolia), that were placed in four different Sites of the forest, two in the borders and two in the interior of the fragment. These branches were monitored for two years, with samples taken every 4 months (called “Time 0” to “Time 6”) for the identification of fungal species. The levels of lignin, cellulose, hemicellulose and nitrogen in the decomposing branches over time were quantified, besides the microclimate of the different sampling Sites were characterized. It was possible to notice the gradual reduction of wood density as well as its main components, demonstrating that there is an intense process of nutrient cycling, in some samples the loss of mass during the two years reached 70%. A low correlation was found in the association of community structure and succession with biochemical variation of wood, as well as between community variations and microclimatic factors. When correlated the fungal community patterns and the biochemistry of wood as a function of the edge and interior of the forest fragment, there was no influence on the decomposition process. Using new generation sequencing, a total of 3,037 OTUs (Operational Taxonomic Units) were recorded. Among them, 10 phyla, 33 classes, 88 orders, 177 families and 319 genera were identified, and the most abundant OTUs in the samples were invariably species of the Ascomycota phylum. It was also evaluated if the samples varied in species abundance and abundance over time. In terms of OTUs richness, it was found that there was a variation in the fungal community over time; initially the wealth is greater and that of the time this wealth of species falls sharply. The heat map showed a greater dissimilarity between the samples from Time 0 to Time 6. Time 1 and Time 2 showed a high similarity, suggesting an overlap of species abundance and abundance. At Time 3, it is possible to note a transition phase; Times 4, 5 and 6 are, in turn, more dissimilar to each other, constituting another phase of succession. In a comparison of the presence / absence of OTUs in the three tree species it is possible to notice a closer relation between Alchornea and Piptadenia, and Calyptranthes as the most different. From Time 0 to Time 2, especially at time 1 and 2, the Ascomycota phylum is highly abundant and, from time 3, a predominance of the phylum Basidiomycota is observed along with a general decline in abundance. Based on the data exploration presented here, it is concluded that the pattern in the decomposition of the wood depends on (or is influenced by) the species that participate in the succession and the abundance of the wood during the process and that there is a trend of succession of species during the decomposition of the wood, in addition to that the abundance of species can be an indicative of the decomposition pattern of the wood.

Keywords: Microbial ecology; Fungal succession; Tropical forest

RESUMO

Esse trabalho descreveu o processo de degradação da madeira num fragmento de Mata Atlântica paulista, avaliando a variação das espécies de fungos que ocorrem ao longo de dois anos de estudo presentes nos galhos de três espécies arbóreas que ocorrem na área. Além disso, também foram avaliadas possíveis diferenças nas taxas de decomposição no interior e na borda do fragmento e qual o efeito do impacto urbano (matriz) na estrutura da comunidade fúngica e no processo de decomposição. Ramos vivos ainda presos às árvores foram cortados e reunidos dentro de uma parcela de 1 m². Para cada espécie vegetal foram escolhidos três espécimes (Alchornea sidifolia, Piptadenia gonoacantha e Calyptranthes grandifolia), que foram colocados em quatro pontos diferentes da floresta, dois nas bordas e dois no interior do fragmento. Esses galhos foram monitorados por dois anos, com coletas de amostras a cada 4 meses (chamados de “Tempo 0” até “Tempo 6”) para a identificação de espécies fúngicas. Os teores de lignina, celulose, hemicelulose e nitrogênio nos galhos em decomposição ao longo do tempo foram quantificados, além de serem caracterizados o microclima dos diferentes pontos de amostragem. Foi possível perceber a gradual redução da densidade da madeira, bem como de seus componentes principais, mostrando que há um processo intenso de ciclagem de nutrientes, em algumas amostras a perda de massa ao longo dos dois anos chegou a 70%. Percebeu-se uma baixa correlação na associação da estrutura e sucessão da comunidade com a variação bioquímica da madeira, bem como entre as variações da comunidade e os fatores microclimáticos. Quando correlacionados os padrões da comunidade fúngica e a bioquímica da madeira em função da borda e interior do fragmento florestal, não houve influência no processo de decomposição. Usando sequenciamento de nova geração, obteve-se um total de 3 037 OTUs (Unidades Taxonômicas Operacionais). Entre eles, foram identificados 10 filos, 33 classes, 88 ordens, 177 famílias e 319 gêneros, sendo que as OTUs mais abundantes nas amostras foram invariavelmente espécies do filo Ascomycota. Foi avaliado ainda se as amostras variavam em riqueza e abundância de espécies ao longo do tempo. Em termos de riqueza de OTUs, verificou-se que, houve uma variação na comunidade fúngica ao longo do tempo; inicialmente a riqueza é maior e que ao longo do tempo essa riqueza de OTUs decresce. O mapa de calor mostrou uma maior dissimilaridade entre as amostras do Tempo 0 para o Tempo 6. O Tempo 1 e o Tempo 2, mostraram uma alta similaridade, sugerindo uma sobreposição de riqueza e abundância de espécies. No Tempo 3, é possível notar uma fase de transição; os Tempos 4, 5 e 6 por sua vez, são mais dissimilares entre si, constituindo outra fase da sucessão. Em uma comparação de presença/ausência de OTUs nas três espécies de árvores é possível notar uma relação mais próxima entre as espécies de Alchornea e Piptadenia, e Calyptranthes como a mais diferente. Do Tempo 0 ao Tempo 2, especialmente no tempo 1 e 2, o filo Ascomycota é altamente abundante e, a partir do tempo 3, observa-se uma predominância do filo Basidiomycota, juntamente com um declínio geral na abundância. Com base na exploração de dados aqui apresentada, conclui-se que o padrão na decomposição da madeira depende das (ou é influenciado pelas) espécies que participam da sucessão e da abundância das mesmas durante o processo e que há uma tendência de sucessão de espécies durante a decomposição da madeira, além de que a abundância de espécies pode ser um indicativo do padrão de decomposição da madeira.

Palavras-chave: Ecologia microbiana; Sucessão fúngica; Floresta tropical

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Ricardo Matheus Pires
Análise da decomposição de madeira em fragmento de mata atlântica: estrutura da comunidade fúngica, caracterização do substrato e o processo sucessional

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