Marechal Cândido Rondon, 26 de abril de 2016
Utilização de nematoides para
monitoramento da qualidade do solo
Parte 2 – Mensuração das cominidades
Dr. Giovani de Oliveira Arieira
Mensuração de comunidades de nematoides
    - Índices ecológicos gerais
    - Índices ecológicos específicos para nematoides do solo
    - Análise estatística
    - Softwares disponíveis
Aplicação prática dos índices em dados prévios utilizando a
Plataforma NINJA
Exemplos de aplicação prática
   
ESTRUTURA DO CURSOESTRUTURA DO CURSO
MENSURAÇÃOMENSURAÇÃO
Mensuração
• Diversidade
 - Shannon-Weaver, Simpson, etc.
• Perturbação ambiental
- Escala Colonizador – persistente (Bongers, 1990)
• Estrutura trófica (Yeates et al., 1993)
• Funcionalidade e cadeia trófica
- Estrutura, Enriquecimento, Guildas funcionais, etc. 
(Ferris et al., 2001)
• Pegadas metabólicas (Ferris et al., 2010)
Diversidade
 Diversidade genética
 Diversidade de ecossistemas
 Diversidade taxonômica
 Diversidade trófica
Diversidade e Riqueza
Comunidade A
S = 3
Comunidade B
S = 5
N = 24 N = 24
Diversidade e Riqueza
Comunidade A
S = 3
Comunidade B
S = 5
N = 24 N = 24
Diversidade
Diversidade de Shannon-Weaver:
 Semelhança: , onde
 Riqueza de Margalef:
 Dominância de Simpson:
 Diversidade:
∑=
−=
S
i
iei pLogpH
1
'
MaxH
H
J '
'
'
= SLogH eMax ='
NLog
S
SR
e
1−
=
∑=
2
ipλ
λeLogH −=2
Perturbação
Família valor c-p Família valor c-p
Alaimidae 4 Monhysteridae 2
Aphelenchidae 2 Mononchidae 4
Aphelenchoididae 2 Nordiidae 4
Anguinidae 2 Panagrolaimidae 1
Aporcelaimidae 5 Paratylenchidae 2
Bastianiidae 3 Plectidae 2
Belondiridae 5 Pratylenchidae 3
Bunonematidae 1 Psilenchidae 2
Cephalobidae 2 Prismatolaimidae 3
Chromadoridae 3 Qudsianematidae 4
Criconematidae 3 Rhabditidae 1
Diphtherophoridae 3 Teratocephalidae 3
Diplogasteridae 1 Thornenematidae 5
Dolichodoridae 3 Tobrilidae 3
Hemicycliophoridae 3 Trichodoridae 4
Hoplolaimidae 3 Tripylidae 3
Leptonchidae 4 Tylenchidae 2
Longidoridae 5
Fonte: Yeates e Bongers, 1999
∑=
⋅−=
n
i
pipicD
1
Perturbação
Gênero C-p
Floresta
0-10cm 10-20cm 20-30cm
Acrobeles 2 0,0000 0,0000 0,0000
Acrobeloides 2 0,0082 0,5492 0,0545
Aphelenchoides 2 0,0082 0,0000 0,0000
Aphelenchus 2 0,0000 0,0082 0,0182
Chiloplacus 2 0,0000 0,0082 0,0000
Discocrinemella 3 0,3197 0,3607 0,2909
Dorylaimellus 4 0,0000 0,0000 0,0000
Eudorylaimus 4 0,0000 0,0000 0,0000
Helicotylenchus 3 0,1639 0,0328 0,0909
Hoplolaimus 3 0,0000 0,0000 0,0000
Ironus 4 0,0000 0,0082 0,0000
Labronema 4 0,0000 0,0000 0,0000
Mesocriconema 3 0,3197 0,0000 0,4727
Mesorhabditis 1 0,0082 0,0000 0,0000
Monhystera 2 0,0000 0,0000 0,0000
Mononchus 4 0,0000 0,0000 0,0000
Mychonchus 4 0,0000 0,0000 0,0000
Nygolaimus 4 0,0000 0,0000 0,0000
Panagrolaimus 1 0,0574 0,0082 0,0000
Plectus 2 0,0000 0,0000 0,0000
Pratylenchus 3 0,0000 0,0000 0,0000
Prionchulus 4 0,0000 0,0000 0,0000
Prismatolaimus 3 0,0000 0,0000 0,0182
Prodorylaimus 4 0,0246 0,0164 0,0000
Perturbação
Gênero C-p
Floresta
0-10cm 10-20cm 20-30cm
Acrobeles 2 0,0000 0,0000 0,0000
Acrobeloides 2 0,0082 0,5492 0,0545
Aphelenchoides 2 0,0082 0,0000 0,0000
Aphelenchus 2 0,0000 0,0082 0,0182
Chiloplacus 2 0,0000 0,0082 0,0000
Discocrinemella 3 0,3197 0,3607 0,2909
Dorylaimellus 4 0,0000 0,0000 0,0000
Eudorylaimus 4 0,0000 0,0000 0,0000
Helicotylenchus 3 0,1639 0,0328 0,0909
Hoplolaimus 3 0,0000 0,0000 0,0000
Ironus 4 0,0000 0,0082 0,0000
Labronema 4 0,0000 0,0000 0,0000
Mesocriconema 3 0,3197 0,0000 0,4727
Mesorhabditis 1 0,0082 0,0000 0,0000
Monhystera 2 0,0000 0,0000 0,0000
Mononchus 4 0,0000 0,0000 0,0000
Mychonchus 4 0,0000 0,0000 0,0000
Nygolaimus 4 0,0000 0,0000 0,0000
Panagrolaimus 1 0,0574 0,0082 0,0000
Plectus 2 0,0000 0,0000 0,0000
Pratylenchus 3 0,0000 0,0000 0,0000
Prionchulus 4 0,0000 0,0000 0,0000
Prismatolaimus 3 0,0000 0,0000 0,0182
Prodorylaimus 4 0,0246 0,0164 0,0000
MI
Perturbação
Gênero C-p
Floresta
0-10cm 10-20cm 20-30cm
Acrobeles 2 0,0000 0,0000 0,0000
Acrobeloides 2 0,0082 0,5492 0,0545
Aphelenchoides 2 0,0082 0,0000 0,0000
Aphelenchus 2 0,0000 0,0082 0,0182
Chiloplacus 2 0,0000 0,0082 0,0000
Discocrinemella 3 0,3197 0,3607 0,2909
Dorylaimellus 4 0,0000 0,0000 0,0000
Eudorylaimus 4 0,0000 0,0000 0,0000
Helicotylenchus 3 0,1639 0,0328 0,0909
Hoplolaimus 3 0,0000 0,0000 0,0000
Ironus 4 0,0000 0,0082 0,0000
Labronema 4 0,0000 0,0000 0,0000
Mesocriconema 3 0,3197 0,0000 0,4727
Mesorhabditis 1 0,0082 0,0000 0,0000
Monhystera 2 0,0000 0,0000 0,0000
Mononchus 4 0,0000 0,0000 0,0000
Mychonchus 4 0,0000 0,0000 0,0000
Nygolaimus 4 0,0000 0,0000 0,0000
Panagrolaimus 1 0,0574 0,0082 0,0000
Plectus 2 0,0000 0,0000 0,0000
Pratylenchus 3 0,0000 0,0000 0,0000
Prionchulus 4 0,0000 0,0000 0,0000
Prismatolaimus 3 0,0000 0,0000 0,0182
Prodorylaimus 4 0,0246 0,0164 0,0000
MI 2-5
Perturbação
Gênero C-p
Floresta
0-10cm 10-20cm 20-30cm
Acrobeles 2 0,0000 0,0000 0,0000
Acrobeloides 2 0,0082 0,5492 0,0545
Aphelenchoides 2 0,0082 0,0000 0,0000
Aphelenchus 2 0,0000 0,0082 0,0182
Chiloplacus 2 0,0000 0,0082 0,0000
Discocrinemella 3 0,3197 0,3607 0,2909
Dorylaimellus 4 0,0000 0,0000 0,0000
Eudorylaimus 4 0,0000 0,0000 0,0000
Helicotylenchus 3 0,1639 0,0328 0,0909
Hoplolaimus 3 0,0000 0,0000 0,0000
Ironus 4 0,0000 0,0082 0,0000
Labronema 4 0,0000 0,0000 0,0000
Mesocriconema 3 0,3197 0,0000 0,4727
Mesorhabditis 1 0,0082 0,0000 0,0000
Monhystera 2 0,0000 0,0000 0,0000
Mononchus 4 0,0000 0,0000 0,0000
Mychonchus 4 0,0000 0,0000 0,0000
Nygolaimus 4 0,0000 0,0000 0,0000
Panagrolaimus 1 0,0574 0,0082 0,0000
Plectus 2 0,0000 0,0000 0,0000
Pratylenchus 3 0,0000 0,0000 0,0000
Prionchulus 4 0,0000 0,0000 0,0000
Prismatolaimus 3 0,0000 0,0000 0,0182
Prodorylaimus 4 0,0246 0,0164 0,0000
PPI
Estrutura trófica
 Fitófagos (fitoparasitas)
 Bacteriófagos
 Micófagos/Fungívoros
 Predadores/Carnívoros
 Ingestores de substrato
 Algívoros
 Parasitas de animais
 Onívoros
Funcionalidade de cadeia trófica
 Via principal de decomposição de matéria orgânica:
Relação entre nematóides microbiófagos (Ba/(Ba+Fu) e
entre microbiófagos e fitoparasitas (Pl/(Ba+Fu+Pl);
 Guildas funcionais:Classificação reunindo os grupos
tróficos e valores c-p;
 Índices de cadeia trófica: Baseados no papel das
guildas funcionais no solo  Índice Basal, Índice de
Estrutura, Índice de Enriquecimento e Índice Canal;
Funcionalidade de cadeia trófica
Ca2
Om4 Om5
Ca3 Ca4 Ca5
Fu2 Fu3 Fu4 Fu5
Ba1
Fu2
Ba2 Ba3 Ba4 Ba50.8
3.2
0.8
0.8
0.8
1.8
1.8
1.8
3.2 5.0
5.0
5.0
5.0
3.2
3.2
3.2
Basal
Estruturado
Enriquecido
FUNGÍVOROS
cp-2 cp-3 cp-4 cp-5
B M
E ONÍVOROS
CARNÍVOROS
BACTERIÓFAGOS
cp-1
cp-2
Trajetória de Estrutura
TrajetóriadeEnriquecimento
Funcionalidade de cadeia trófica
( )be
e
EI
+
⋅=100
( )bs
s
SI
+
⋅=100
( )seb
b
BI
++
⋅=100∑ ⋅= bb pkb
∑ ⋅= ee pke
∑ ⋅= ss pks
Kb Ba2 Fu2
Ke Ba1 Fu2
Ks Ba3-5 Fu3-5 Om3-5 Ca2-5
( )21
2
8,02,3
8,0
100
FuBa
Fu
CI
+
⋅=
Índice Canal
Funcionalidade de cadeia trófica
Índice de Estrutura (SI)
ÍndicedeEnriquecimento(EI)
A B
D C
0
0
• Perturbado
• N-enriquecido
• Baixa C:N
• Bacteriófagos
• Maduro
• N-enriqecido
• Baixa C:N
• Bacteriófagos
• Maduro
• Fértil
• Moderada C:N
• Bact./Fungívoros
• Degradado
• Esgotado
• Alta C:N
• Fungívoros
FERRAMENTASFERRAMENTAS
Utilização de ferramentas moleculares
NINJA: Nematode INdicator Joint
Analysis (Sieriebriennikov, Ferris e de Goede, 2014)
https://sieriebriennikov.shinyapps.io/ninja/
NINJA: Nematode INdicator Joint Analysis
NINJA: Nematode INdicator Joint Analysis
NINJA: Nematode INdicator Joint Analysis
NINJA: Nematode INdicator Joint Analysis
Programa de Pós-graduação em AgronomiaPrograma de Pós-graduação em Agronomia
Universidade Estadual de LondrinaUniversidade Estadual de Londrina
giovaniarieira@yahoo.com.brgiovaniarieira@yahoo.com.br

Nematoides de vida livre - Parte 2

  • 1.
    Marechal Cândido Rondon,26 de abril de 2016 Utilização de nematoides para monitoramento da qualidade do solo Parte 2 – Mensuração das cominidades Dr. Giovani de Oliveira Arieira
  • 2.
    Mensuração de comunidadesde nematoides     - Índices ecológicos gerais     - Índices ecológicos específicos para nematoides do solo     - Análise estatística     - Softwares disponíveis Aplicação prática dos índices em dados prévios utilizando a Plataforma NINJA Exemplos de aplicação prática     ESTRUTURA DO CURSOESTRUTURA DO CURSO
  • 3.
  • 4.
    Mensuração • Diversidade  - Shannon-Weaver, Simpson, etc. • Perturbaçãoambiental - Escala Colonizador – persistente (Bongers, 1990) • Estrutura trófica (Yeates et al., 1993) • Funcionalidade e cadeia trófica - Estrutura, Enriquecimento, Guildas funcionais, etc.  (Ferris et al., 2001) • Pegadas metabólicas (Ferris et al., 2010)
  • 5.
    Diversidade  Diversidade genética Diversidade de ecossistemas  Diversidade taxonômica  Diversidade trófica
  • 6.
    Diversidade e Riqueza ComunidadeA S = 3 Comunidade B S = 5 N = 24 N = 24
  • 7.
    Diversidade e Riqueza ComunidadeA S = 3 Comunidade B S = 5 N = 24 N = 24
  • 8.
    Diversidade Diversidade de Shannon-Weaver: Semelhança: , onde  Riqueza de Margalef:  Dominância de Simpson:  Diversidade: ∑= −= S i iei pLogpH 1 ' MaxH H J ' ' ' = SLogH eMax =' NLog S SR e 1− = ∑= 2 ipλ λeLogH −=2
  • 9.
    Perturbação Família valor c-pFamília valor c-p Alaimidae 4 Monhysteridae 2 Aphelenchidae 2 Mononchidae 4 Aphelenchoididae 2 Nordiidae 4 Anguinidae 2 Panagrolaimidae 1 Aporcelaimidae 5 Paratylenchidae 2 Bastianiidae 3 Plectidae 2 Belondiridae 5 Pratylenchidae 3 Bunonematidae 1 Psilenchidae 2 Cephalobidae 2 Prismatolaimidae 3 Chromadoridae 3 Qudsianematidae 4 Criconematidae 3 Rhabditidae 1 Diphtherophoridae 3 Teratocephalidae 3 Diplogasteridae 1 Thornenematidae 5 Dolichodoridae 3 Tobrilidae 3 Hemicycliophoridae 3 Trichodoridae 4 Hoplolaimidae 3 Tripylidae 3 Leptonchidae 4 Tylenchidae 2 Longidoridae 5 Fonte: Yeates e Bongers, 1999 ∑= ⋅−= n i pipicD 1
  • 10.
    Perturbação Gênero C-p Floresta 0-10cm 10-20cm20-30cm Acrobeles 2 0,0000 0,0000 0,0000 Acrobeloides 2 0,0082 0,5492 0,0545 Aphelenchoides 2 0,0082 0,0000 0,0000 Aphelenchus 2 0,0000 0,0082 0,0182 Chiloplacus 2 0,0000 0,0082 0,0000 Discocrinemella 3 0,3197 0,3607 0,2909 Dorylaimellus 4 0,0000 0,0000 0,0000 Eudorylaimus 4 0,0000 0,0000 0,0000 Helicotylenchus 3 0,1639 0,0328 0,0909 Hoplolaimus 3 0,0000 0,0000 0,0000 Ironus 4 0,0000 0,0082 0,0000 Labronema 4 0,0000 0,0000 0,0000 Mesocriconema 3 0,3197 0,0000 0,4727 Mesorhabditis 1 0,0082 0,0000 0,0000 Monhystera 2 0,0000 0,0000 0,0000 Mononchus 4 0,0000 0,0000 0,0000 Mychonchus 4 0,0000 0,0000 0,0000 Nygolaimus 4 0,0000 0,0000 0,0000 Panagrolaimus 1 0,0574 0,0082 0,0000 Plectus 2 0,0000 0,0000 0,0000 Pratylenchus 3 0,0000 0,0000 0,0000 Prionchulus 4 0,0000 0,0000 0,0000 Prismatolaimus 3 0,0000 0,0000 0,0182 Prodorylaimus 4 0,0246 0,0164 0,0000
  • 11.
    Perturbação Gênero C-p Floresta 0-10cm 10-20cm20-30cm Acrobeles 2 0,0000 0,0000 0,0000 Acrobeloides 2 0,0082 0,5492 0,0545 Aphelenchoides 2 0,0082 0,0000 0,0000 Aphelenchus 2 0,0000 0,0082 0,0182 Chiloplacus 2 0,0000 0,0082 0,0000 Discocrinemella 3 0,3197 0,3607 0,2909 Dorylaimellus 4 0,0000 0,0000 0,0000 Eudorylaimus 4 0,0000 0,0000 0,0000 Helicotylenchus 3 0,1639 0,0328 0,0909 Hoplolaimus 3 0,0000 0,0000 0,0000 Ironus 4 0,0000 0,0082 0,0000 Labronema 4 0,0000 0,0000 0,0000 Mesocriconema 3 0,3197 0,0000 0,4727 Mesorhabditis 1 0,0082 0,0000 0,0000 Monhystera 2 0,0000 0,0000 0,0000 Mononchus 4 0,0000 0,0000 0,0000 Mychonchus 4 0,0000 0,0000 0,0000 Nygolaimus 4 0,0000 0,0000 0,0000 Panagrolaimus 1 0,0574 0,0082 0,0000 Plectus 2 0,0000 0,0000 0,0000 Pratylenchus 3 0,0000 0,0000 0,0000 Prionchulus 4 0,0000 0,0000 0,0000 Prismatolaimus 3 0,0000 0,0000 0,0182 Prodorylaimus 4 0,0246 0,0164 0,0000 MI
  • 12.
    Perturbação Gênero C-p Floresta 0-10cm 10-20cm20-30cm Acrobeles 2 0,0000 0,0000 0,0000 Acrobeloides 2 0,0082 0,5492 0,0545 Aphelenchoides 2 0,0082 0,0000 0,0000 Aphelenchus 2 0,0000 0,0082 0,0182 Chiloplacus 2 0,0000 0,0082 0,0000 Discocrinemella 3 0,3197 0,3607 0,2909 Dorylaimellus 4 0,0000 0,0000 0,0000 Eudorylaimus 4 0,0000 0,0000 0,0000 Helicotylenchus 3 0,1639 0,0328 0,0909 Hoplolaimus 3 0,0000 0,0000 0,0000 Ironus 4 0,0000 0,0082 0,0000 Labronema 4 0,0000 0,0000 0,0000 Mesocriconema 3 0,3197 0,0000 0,4727 Mesorhabditis 1 0,0082 0,0000 0,0000 Monhystera 2 0,0000 0,0000 0,0000 Mononchus 4 0,0000 0,0000 0,0000 Mychonchus 4 0,0000 0,0000 0,0000 Nygolaimus 4 0,0000 0,0000 0,0000 Panagrolaimus 1 0,0574 0,0082 0,0000 Plectus 2 0,0000 0,0000 0,0000 Pratylenchus 3 0,0000 0,0000 0,0000 Prionchulus 4 0,0000 0,0000 0,0000 Prismatolaimus 3 0,0000 0,0000 0,0182 Prodorylaimus 4 0,0246 0,0164 0,0000 MI 2-5
  • 13.
    Perturbação Gênero C-p Floresta 0-10cm 10-20cm20-30cm Acrobeles 2 0,0000 0,0000 0,0000 Acrobeloides 2 0,0082 0,5492 0,0545 Aphelenchoides 2 0,0082 0,0000 0,0000 Aphelenchus 2 0,0000 0,0082 0,0182 Chiloplacus 2 0,0000 0,0082 0,0000 Discocrinemella 3 0,3197 0,3607 0,2909 Dorylaimellus 4 0,0000 0,0000 0,0000 Eudorylaimus 4 0,0000 0,0000 0,0000 Helicotylenchus 3 0,1639 0,0328 0,0909 Hoplolaimus 3 0,0000 0,0000 0,0000 Ironus 4 0,0000 0,0082 0,0000 Labronema 4 0,0000 0,0000 0,0000 Mesocriconema 3 0,3197 0,0000 0,4727 Mesorhabditis 1 0,0082 0,0000 0,0000 Monhystera 2 0,0000 0,0000 0,0000 Mononchus 4 0,0000 0,0000 0,0000 Mychonchus 4 0,0000 0,0000 0,0000 Nygolaimus 4 0,0000 0,0000 0,0000 Panagrolaimus 1 0,0574 0,0082 0,0000 Plectus 2 0,0000 0,0000 0,0000 Pratylenchus 3 0,0000 0,0000 0,0000 Prionchulus 4 0,0000 0,0000 0,0000 Prismatolaimus 3 0,0000 0,0000 0,0182 Prodorylaimus 4 0,0246 0,0164 0,0000 PPI
  • 14.
    Estrutura trófica  Fitófagos(fitoparasitas)  Bacteriófagos  Micófagos/Fungívoros  Predadores/Carnívoros  Ingestores de substrato  Algívoros  Parasitas de animais  Onívoros
  • 15.
    Funcionalidade de cadeiatrófica  Via principal de decomposição de matéria orgânica: Relação entre nematóides microbiófagos (Ba/(Ba+Fu) e entre microbiófagos e fitoparasitas (Pl/(Ba+Fu+Pl);  Guildas funcionais:Classificação reunindo os grupos tróficos e valores c-p;  Índices de cadeia trófica: Baseados no papel das guildas funcionais no solo  Índice Basal, Índice de Estrutura, Índice de Enriquecimento e Índice Canal;
  • 16.
    Funcionalidade de cadeiatrófica Ca2 Om4 Om5 Ca3 Ca4 Ca5 Fu2 Fu3 Fu4 Fu5 Ba1 Fu2 Ba2 Ba3 Ba4 Ba50.8 3.2 0.8 0.8 0.8 1.8 1.8 1.8 3.2 5.0 5.0 5.0 5.0 3.2 3.2 3.2 Basal Estruturado Enriquecido FUNGÍVOROS cp-2 cp-3 cp-4 cp-5 B M E ONÍVOROS CARNÍVOROS BACTERIÓFAGOS cp-1 cp-2 Trajetória de Estrutura TrajetóriadeEnriquecimento
  • 17.
    Funcionalidade de cadeiatrófica ( )be e EI + ⋅=100 ( )bs s SI + ⋅=100 ( )seb b BI ++ ⋅=100∑ ⋅= bb pkb ∑ ⋅= ee pke ∑ ⋅= ss pks Kb Ba2 Fu2 Ke Ba1 Fu2 Ks Ba3-5 Fu3-5 Om3-5 Ca2-5 ( )21 2 8,02,3 8,0 100 FuBa Fu CI + ⋅= Índice Canal
  • 18.
    Funcionalidade de cadeiatrófica Índice de Estrutura (SI) ÍndicedeEnriquecimento(EI) A B D C 0 0 • Perturbado • N-enriquecido • Baixa C:N • Bacteriófagos • Maduro • N-enriqecido • Baixa C:N • Bacteriófagos • Maduro • Fértil • Moderada C:N • Bact./Fungívoros • Degradado • Esgotado • Alta C:N • Fungívoros
  • 19.
  • 20.
  • 21.
    NINJA: Nematode INdicatorJoint Analysis (Sieriebriennikov, Ferris e de Goede, 2014) https://sieriebriennikov.shinyapps.io/ninja/
  • 22.
  • 23.
  • 24.
  • 25.
  • 26.
    Programa de Pós-graduaçãoem AgronomiaPrograma de Pós-graduação em Agronomia Universidade Estadual de LondrinaUniversidade Estadual de Londrina giovaniarieira@yahoo.com.brgiovaniarieira@yahoo.com.br