Impact of deforestation and burning on the invisible biodiversity of the Amazon

  • Monyck Jeane dos Santos Lopes
  • Beatriz Silva Santiago Museu Paraense Emílio Goeldi
  • Ila Nayara Bezerra da Silva Museu Paraense Emílio Goeldi
  • Ely Simone Cajueiro Gurgel Museu Paraense Emílio Goeldi
Keywords: Bacteria, Fire, Fungi, Microbiota, Temperature

Abstract

The Brazilian Amazon is conspicuous for its biodiversity and a great source of biogenetic resources. Besides its expressive fauna and flora, there is a great invisible biodiversity, found in the soil microbiota, composed mainly of fungi and bacteria. These microorganisms are essential for environmental conservation and participate in various processes for the maintenance of the ecosystem, such as biogeochemical cycles, fertility and soil structure and for the decomposition and mineralization of organic matter. They are also genetic resources for several bioprocesses: biotechnological, bioremediation of contaminated soils, biodegradation of pesticides, biofertilizers and bio-stimulants of plant growth. Currently, deforestation and burning are the main causes of forest degradation and losses in Amazonian biodiversity, also affecting abiotic factors, such as temperature and humidity, that influence the soil, causing stress to the microbiota. Current research was conducted through a bibliographic survey: books, data published by the National Institute for Space Research (INPE) and articles indexed in the main research databases. Based on bibliographic survey and for a better understanding of the impacts that the degradation of the Amazon causes on soil microbiota, current paper deals with deforestation and burning in the Amazon, invisible biodiversity, importance of soil microbiota, impacts of deforestation and burning on the microbiota. Due to the importance of Amazon microbiota to enrich biodiversity, analysis addresses the impacts that deforestation and fire have on soil microbial biodiversity.

Author Biography

Monyck Jeane dos Santos Lopes
Laboratório de Biotecnologia de Propágulos e Mudas - Museu Paraense Emílio Goeldi

References

AL-DHABI, N.; ESMAIL, G. A.; GHILAN, A. K. M.; ARASU, M. V. Isolation and screening of Streptomyces sp. Al-Dhabi-49 from the environment of Saudi Arabia with concomitant production of lipase and protease in submerged fermentation. Saudi Journal of Biological Sciences, v. 27, n. 1, p. 474-479, 2020. DOI: https://doi.org/10.1016/j.sjbs.2019.11.011.

ARORA, N. K. et al. Microbe-based inoculants: role in next green revolution. In: SHUKLA, V.; KUMAR, N. (ed.). Environmental Concerns and Sustainable Development, p. 191-246, 2020.

BERTOL, I.; MARIAS, I. C.; SOUZA, L. S. Manejo e conservação do solo e da água. Sociedade Brasileira de Ciência do Solo. 2019. 1355p.

CARDOSO, E. J. B. N.; ANDROTE, F. D. Microbiologia do solo. 2ª ed. São Paulo: ESALQ, 2016. 221p.

CARMO, W.; CARMO, M. DAS G. Desmatamento, queimadas e ameaça de extinção da flora e fauna na Amazônia brasileira. Revista Científica do Instituto Ideia, v. 8, n. 2, p. 55-59, 2019.

DOMEIGNOZ-HORTA, L. A.; POLD, G.; LIU, X. J. A.; FREY, S. D.; MELILLO, J. M.; DEANGELIS, K. M. Microbial diversity drives carbon use efficiency in a model soil. Nature Communications, v. 11, n. 3684, p. 1-10, 2020. DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-020-17502-z.

ETESAMI, H. Plant-microbe interactions in plants and stress tolerance. Plant Life Under Changing Environment, p. 355-396, 2020. DOI: https://doi.org/10.1016/b978-0-12-818204-8.00018-7.

FREITAS, L. C.; SANT’ANNA, G. L. Efeito do fogo nos ecossistemas florestais. Revista da Madeira, v. 14, n. 79, 2004.

GOUDA, S.; KERRY, R. G.; DAS, G.; PARAMITHIOTIS, S.; SHIN, H.; PATRA, J. K. Revitalization of plant growth promoting rhizobacteria for sustainable development in agriculture. Microbiological Research, v. 206, p. 131-140, 2018. DOI: https://doi.org/10.1016/j.micres.2017.08.016.

IBFLORESTAS, 2020. Disponível em: https://www.ibflorestas.org.br/bioma-amazonico. Acesso em: 02 dez. 2020.

ILESANMI, O. I.; ADEKUNLE, A. E.; OMOLAIYE, J. A.; OLORODE, E. M.; OGUNKANMI, A. L. Isolation, optimization and molecular characterization of lipase producing bacteria from contaminated soil. Scientific African, v. e00279, 2020. DOI: https://doi.org/10.1016/j.sciaf.2020.e00279.

INPE, 2020. Disponível em: http://terrabrasilis.dpi.inpe.br/homologation/dashboard/deforestation/biomes/legal_amazon/rates / 2020_11_infoqueima.pdf (inpe.br) /Focos de Queimada versus / Desmatamentos (Bioma Amazônia) (inpe.br) / TerraBrasilis (inpe.br). Acesso em: 30 nov. 2020.

KARTHIKA, A.; SEENIVASAGAN, R.; KASIMANI, R.; BABALOLA, O. O.; VASANTHY, M. Cellulolytic bacteria isolation, screening and optimization of enzyme production from vermicompost of paper cup waste. Waste Management, v. 116, p. 58-65, 2020. DOI: https://doi.org/10.1016/j.wasman.2020.06.036.

KHOSHRU, B. et al. Current scenario and future prospects of plant growth-promoting rhizobacteria: an economic valuable resource for the agriculture revival under stressful conditions. Journal of Plant Nutrition, v. 43, n. 20, p. 3062-3092, 2020. DOI: https://doi.org/10.1080/01904167.2020.1799004.

LEMOS, L. N.; PEDRINHO, A.; VASCONCELOS, A. T. R.; TSAI, S. M.; MENDES, L. W. Amazon deforestation enriches antibiotic resistance genes. Soil Biology and Biochemistry, v. 153, 2021, 108110, ISSN 0038-0717. DOI: https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2020.108110.

LIMA, V. O.; PRATES, K. V. M. C.; FAZOLO, A. Avaliação da eficiência de bactérias lipolíticas e de lipase suína no pré-tratamento de efluente de curtume. Revista gestão e sustentabilidade ambiental, v. 8, n. 4, p. 131-151, 2019. DOI: http://dx.doi.org/10.19177/rgsa.v8e42019131-151.

LOPES, M. J. S.; DIAS-FILHO, M. B.; CASTRO, T. H. R.; SILVA, E. F.; REGO, M. C. F.; SILVA, G. B. Impacts of plant growth promoting rhizobacteria on tropical forage grass in Brazil. Journal of Agricultural Studies, v. 8, n. 1, p. 342-356, 2020. DOI: https://doi.org/ 10.5296/jas.v8i1.16077.

LOPES, M. J. S.; DIAS-FILHO, M. B.; GURGEL, E. S. C. Successful plant growth-promoting microbes: inoculation Methods and Abiotic Factors. Frontiers in Sustainable Food Systems, v. 5, n. 606454, p. 1-13, 2021. DOI: https://doi.org/10.3389/fsufs.2021.606454.

MACHADO, C. A. Desmatamento e queimadas na região norte do estado do Tocantins. Revista Caminhos de Geografia, v. 13, n. 43, 2012.

MALAJOVICH, M. A. Biotecnologia. 2ª ed. Rio de Janeiro: Bteduc, 2016.

MENDES, L. W.; TSAI, S. M.; NAVARRETE, A. A.; HOLLANDER, M.; VAN VEEN, J. A.; KURAMAE, E. E. Soil-Borne Microbiome: Linking Diversity to Function. Microbial Ecology, v. 70, n. 1, p. 255-265, 2015. DOI: https://doi.org/10.1007/s00248-014-0559-2.

MERCANTE, F. M. Os microrganismos do solo e a dinâmica da matéria orgânica em sistemas de produção de grãos e pastagem. Dourados: Embrapa Agropecuária Oeste, 2001.

NANNIPIERI, P.; ASCHER-JENULL, J.; CECCHERINI, M. T.; PIETRAMELLARA, G.; RENELLA, G.; SCHLOTER, M. Beyond microbial diversity for predicting soil functions: A mini review. Pedosphere, v. 30, n. 1, p. 5-17, 2020. DOI: https://doi.org/10.1016/S1002-0160(19)60824-6.

NUNES, L. A. P. L.; ARAÚJO-FILHO, J. A.; MENEZES, R. I. Q. Impacto da queimada e do pousio sobre a qualidade de um solo sob caatinga no semiárido nordestino. Revista Caatinga v. 19, p. 200-208, 2006.

OLIVEIRA, A. N.; OLIVEIRA, L. A.; ANDRADE, J. S.; CHAGAS JUNIOR, A. F. Atividade enzimática de isolados de rizóbia nativos da Amazônia central crescendo em diferentes níveis de acidez. Food Science and Technology, v. 26, n. 1, p. 204-210, 2006. DOI: http://dx.doi.org/10.1590/S0101-20612006000100032.

REDIN, M. et al. Impactos da queima sobre atributos químicos, físicos e biológicos do solo. Ciência Florestal, v. 21, n. 2, p. 381-392, 2011. DOI: https://doi.org/10.5902/198050983243.

RODRIGUES, J. L. M.; PELLIZARI, V. H.; MUELLER, R.; BAEK, K.; JESUS, E. DA C.; PAULA, F. S.; MIRZA, B.; HAMAOUI, G. S.; TSAI, S. M.; FEIGL, B.; TIEDJE, J. M.; BOHANNAN, B. J. M.; NÜSSLEIN, K. Conversion of the Amazon rainforest to agriculture results in biotic homogenization of soil bacterial communities. Proceedings of the National Academy of Science of United States of America, v. 110, n. 3, p. 988-993, 2013. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.1220608110.

SHI, L.; DOSSA, G. G. O.; PAUDEL, E.; ZANG, H.; XU, J.; HARRISON, R. D. Changes in fungal communities across a forest disturbance gradient. Applied and Environmental Microbiology, v. 85, n. e00080-19, p. 1-11, 2019. DOI: https://doi.org/10.1128/AEM.00080-19.

SILVA, C. A.; SANTILLI, G.; SANO, E. E.; LANEVE, G. FIRE. Occurrences and Greenhouse Gas Emissions from Deforestation in the Brazilian Amazon. Remote Sensing, v. 13, n. 376, p. 1-18, 2021. DOI: https://doi.org/10.3390/rs13030376.

SODRÉ, G.; SOUZA, E.; OLIVEIRA, J.; MORAES, B. Cálculo de risco e detecção de queimadas: uma análise na Amazônia Oriental. Revista Brasileira de Ciências Ambientais, v. 49, p. 1-14, 2018. DOI: https://doi.org/10.5327/Z2176-947820180345.

SOUSA, R.; LEÃO, E.; VELOSO, R.; GIONGO, M.; SANTOS, G. Impacto da queima de vegetação do Cerrado sobre fungos habitantes do solo. Ciência Florestal, v. 29, n. 2, p. 965-974, 2019. DOI: https://doi.org/10.5902/1980509822614.

TROIAN, D.; ROSSET, J. S.; MARTINS, L. F. B. N.; OZÓRIO, J. M. B.; PIERRI, S. C. C.; MARRA, L. M. Carbono orgânico e estoque de carbono do solo em diferentes sistemas de manejo. RAMA - Revista em Agronegócio e Meio Ambiente, v. 13, n. 4, p. 1447-1469, 2020. DOI: https://doi.org/10.17765/2176-9168.2020v13n4p1447-1469.

VARMA, A.; TRIPATHI, S.; PRASAD, R. (eds.). Plant Biotic Interactions, 2019. Disponível em: https://doi.org/doi:10.1007/978-3-030-26657-8.

VIEIRA JUNIOR, P. A.; BUAINAIN, A. M.; CONTINI, E. Amazônia um mosaico em construção. Revista de política agrícola, v. 4, 2019. Disponível em: https://www.embrapa.br/busca-de-publicacoes/-/publicacao/1122347/amazonia-um-mosaico-em-construcao.

Published
2023-02-17
Section
Environment