As micorrizas são provavelmente a simbiose biológica mais importante e mais generalizada da Terra. Estima-se que 90% das espécies de plantas terrestres formem micorrizas com pelo menos uma espécie de fungo. A simbiose micorrízica evoluiu há aproximadamente 450 milhões de anos, coincidindo com a colonização das terras pelas plantas: especula-se que sem os fungos micorrízicos, as plantas nunca teriam conseguido colonizar o solo primitivo pobre em nutrientes. Hoje, a biomassa fúngica em solos agrícolas e florestais supera a biomassa combinada de todos os animais terrestres.

Os principais tipos de micorrizas

As micorrizas dividem-se em duas categorias principais com base na estrutura da associação: Micorrizas Arbusculares (MA ou FMA: Fungos Micorrízicos Arbusculares): o tipo mais generalizado, presente em aproximadamente 80% das plantas terrestres (cereais, leguminosas, a maioria das plantas com flores, muitas espécies de florestas tropicais). Os fungos MA pertencem ao filo Glomeromycota. Característica: as hifas fúngicas penetram dentro das células radicais da planta, formando estruturas ramificadas chamadas arbúsculos (de onde vem o nome) que são o local principal de troca de nutrientes entre o fungo e a planta. Não formam uma bainha visível ao redor da raiz. Não se reproduzem sexualmente (evoluíram sem sexo há 450 milhões de anos). Ectomicorrizas (ECM): presentes principalmente em florestas temperadas e boreais, associadas a coníferas (pinheiro, abeto, lariço) e algumas árvores de folha caduca (carvalho, faia, bétula, avelã, álamo). Os fungos ECM pertencem principalmente aos filos Basidiomycota e Ascomycota: incluem muitos fungos comestíveis (cogumelos porcini, trufas, cantarelos, cogumelos de César). Característica: as hifas fúngicas envolvem o exterior da raiz formando uma bainha (cobertura externa visível a olho nu como um revestimento macio das raízes). Não penetram as células radicais: a troca ocorre no espaço intercelular (a rede de Hartig). Produzem corpos frutíferos (fungos acima do solo) para reprodução sexual. Micorrizas de Orquídeas (MO): específicas de orquídeas. As orquídeas dependem inteiramente de fungos para a germinação (as sementes de orquídea não têm reservas nutritivas: devem ser colonizadas por fungos para germinar) e frequentemente para toda a sua vida. A relação é frequentemente parasitária em relação ao fungo (a orquídea tira sem dar muito em troca).

Como funciona a troca na simbiose micorrízica

A troca fungo-planta é o coração da simbiose micorrízica. O que o fungo fornece à planta: fósforo inorgânico (Pi): o nutriente primário fornecido pelos fungos. O fósforo tem baixa mobilidade no solo (liga-se às partículas de argila e não se difunde facilmente em direção às raízes). As hifas fúngicas, pela sua finura, alcançam os microporos do solo inacessíveis às raízes e capturam o fósforo que depois entra na planta através de proteínas transportadoras específicas (proteínas PT) na interface arbúsculo-célula. Nitrogênio: em alguns tipos de simbiose (especialmente nas ECM boreais), o fungo também fornece nitrogênio orgânico (aminoácidos) que as plantas não conseguem acessar diretamente. Água: as hifas hidrofílicas aumentam enormemente a capacidade de absorção de água da planta, especialmente durante períodos de stress hídrico. Micronutrientes: zinco, cobre, ferro em formas biodisponíveis. Proteção contra patógenos: algumas micorrizas produzem compostos antimicrobianos que protegem as raízes dos patógenos do solo. O que a planta fornece ao fungo: hidratos de carbono (açúcares): principalmente sacarose e glucose produzidos pela fotossíntese. Os fungos micorrízicos são heterotróficos obrigatórios (não conseguem fazer fotossíntese): dependem inteiramente da planta para a sua energia. A planta transfere 10-30% da sua produção fotossintética líquida para o fungo. É um "custo" significativo, compensado pelos benefícios em termos de absorção de nutrientes. Lípidos (em MA): descoberta recente (2017, Jiang et al., Science): as plantas com MA transferem lípidos (ácidos gordos) para os fungos, não apenas açúcares. Os fungos MA não conseguem sintetizar ácidos gordos por conta própria: dependem da planta. Esta descoberta esclareceu por que os fungos AM não crescem sem uma planta hospedeira.

Micorrizas na agricultura: potencial inexplorado

As práticas agrícolas convencionais danificam severamente as micorrizas: a aragem profunda destrói as redes de hifas, os fungicidas matam os fungos micorrízicos, o excesso de fósforo e nitrogênio químico reduzem a dependência da planta em relação aos fungos (a planta "despede" o fungo quando tem nutrientes suficientes do fertilizante). O resultado: em terras aráveis intensivas, o conteúdo de fungos micorrízicos é reduzido em 50-90% em comparação com florestas ou prados naturais. As consequências: maior dependência de fertilizantes químicos (sem fungos, as plantas absorvem menos nutrientes do solo), resistência reduzida à seca (sem hifas, menos absorção de água), maior vulnerabilidade aos patógenos. Como restaurar micorrizas na agricultura: inoculantes micorrízicos comerciais: formulações de esporos de fungos AM ou fungos ECM aplicáveis a sementes, raízes de mudas ou solo durante a semeadura. Disponíveis em empresas como Symbiom, Inocucor, Mycorrhizal Applications. Eficácia comprovada na redução dos requisitos de fertilizante fosfatado em 30-50% nas culturas inoculadas. Agricultura sem aragem ou com aragem mínima: reduzir a aragem preserva as redes de hifas já presentes no solo. Rotações com leguminosas (soja, grão-de-bico, feijão têm alta dependência de MA) mantêm o pool de fungos micorrízicos no solo. Cobertura do solo (culturas de cobertura): manter cobertura vegetativa durante todo o ano (mesmo após a colheita) com plantas que formam micorrizas preserva as redes fúngicas durante o inverno.

A trufa: a micorriza mais preciosa do mundo

A trufa (Tuber spp.) é um fungo ectomicorrízico cujo corpo frutífero hipógeo (que cresce no subsolo em vez de acima do solo como os fungos normais) é o produto alimentar mais caro do mundo por quilograma. A famosa trufa branca (Tuber magnatum Pico), típica dos Apeninos do centro-norte italiano (Alba, Acqualagna, San Miniato), pode atingir preços de €3.000–5.000 por quilograma. A famosa trufa negra (Tuber melanosporum), típica da Úmbria e do Périgord francês, vale €500–1.500 por quilograma. O ciclo biológico da trufa e a micorriza: a trufa vive em simbiose com certas espécies de árvores (aveleira, carvalho-alvarinho, carvalho-negral, álamo, tília para branca; carvalho-negral, carvalho-cerquinho, azinheira para negra) através de ectomicorrizas. O corpo frutífero subterrâneo produz esporos dispersos por animais que o comem (javali, raposa, texugo e o cão trufeiro para os humanos). O aroma da trufa madura é o mecanismo de dispersão. Terrenos de cultivo de trufas: é possível "plantar" trufas inoculando as raízes das plantas hospedeiras com esporos de trufa no momento do transplante em viveiros especializados. As mudas "portadoras de trufa" são então plantadas em solo adequado. A primeira produção de trufa é tipicamente obtida 5–15 anos após o transplante (a trufa branca é praticamente impossível de cultivar; a negra tem melhores resultados em terrenos de cultivo de trufas). Itália é o maior produtor mundial de trufas (brancas e negras) e mantém sigilo rigoroso sobre os locais de colheita.

Como as micorrizas influenciam o sabor dos alimentos

As micorrizas afetam não apenas a quantidade, mas também a qualidade e o sabor dos produtos agrícolas. Tomates micorrízicos: estudos mostram que tomates cultivados com AM têm níveis mais elevados de licopeno (antioxidante), açúcares solúveis (mais doces), vitamina C, em comparação com tomates cultivados sem fungos com o mesmo aporte de fertilizante químico. A razão: as micorrizas melhoram a absorção de micronutrientes (zinco, boro, cobre) que são cofatores das enzimas de síntese de antioxidantes. Morangos e AM: morangos micorrízicos mostram maior conteúdo de antocianinas (pigmentos antioxidantes vermelhos) e vitamina C, e maior durabilidade pós-colheita (as micorrizas melhoram a consistência da polpa). Manjericão: plantas de manjericão com AM produzem mais óleos essenciais (linalol, eugenol, estragol): mais aromáticas. Videira: videiras micorrízicas mostram alterações nos perfis aromáticos do vinho (estudos preliminares: variedades diferentes de terpenos e polifenóis). Isso está abrindo uma área de pesquisa sobre o "terroir microbiano" do vinho. Implicações para a agricultura orgânica: a agricultura orgânica (que não usa fertilizantes de fosfato solúvel) tende a manter redes micorrízicas mais robustas em comparação com a agricultura convencional. Isso pode ajudar a explicar por que muitos produtos orgânicos têm perfis sensoriais (sabor, aroma) percebidos como superiores, além das características nutricionais documentadas.

Fungos micorrízicos e mudanças climáticas: uma relação crítica

As redes micorrízicas são um componente crítico do ciclo global de carbono e da resposta dos ecossistemas às mudanças climáticas. Sequestro de carbono: as hifas dos fungos micorrízicos são ricas em glomalina (uma glicoproteína produzida por fungos AM): estima-se que a glomalina contenha 30–40% do carbono orgânico total do solo. É um dos maiores estoques de carbono orgânico terrestre. Os fungos ECM em florestas boreais e temperadas sequestram enormes quantidades de carbono através de seus resíduos metabólicos e necromassa (hifas mortas). Resposta ao aquecimento: o aquecimento climático altera a composição das comunidades micorrízicas: algumas espécies de fungos toleram o calor, outras não. Mudanças nas comunidades micorrízicas podem alterar a capacidade dos ecossistemas florestais de sequestrar carbono e resistir à seca. Seca e AM: a seca reduz a atividade de AM, mas plantas que mantêm redes de AM robustas resistem melhor ao estresse hídrico (as hifas acessam água em microporos do solo inacessíveis às raízes). A inoculação micorrízica é uma estratégia de adaptação ao aumento da seca na agricultura também. Incêndios florestais e CMN: os incêndios florestais destroem a CMN do solo (especialmente em solos rasos). A velocidade de recuperação da CMN após um incêndio depende de fragmentos de floresta intacta adjacente (fonte de inóculo) e da presença de plantas hospedeiras sobreviventes.