Análise de Populações de Minhocas no Solo

O monitoramento das populações de minhocas é vital para os cientistas ambientais, pois minhocas exóticas invasoras podem ser encontradas em quase todos os ecossistemas do planeta. A invasão ecológica normalmente reduz a biodiversidade de um ecossistema, superando diretamente, colocando em perigo ou contribuindo para a extirpação ou extinção local de espécies nativas.

A espécie Lumbricus terrestris de minhoca europeia, também chamada de nightcrawler, é extremamente comum na América do Norte, mas não é nativa. Como resultado, extirpou muito as espécies nativas de minhocas. Lumbricus terrestris altera a ciclagem de nutrientes através da decomposição de matéria orgânica nas camadas superiores do solo, onde as raízes das plantas mineram nutrientes, alterando assim a estrutura da camada do solo. Além disso, a camada de detritos orgânicos, contendo grande parte do material em decomposição que fornece nutrientes, é completamente perdida.

Esses vermes invasores também aumentam a concentração de nitrogênio disponível em solos invadidos. Por sua vez, as mudanças nas camadas do solo e os altos níveis de nitrogênio tornam o solo mais hospitaleiro para espécies de plantas invasoras, como o espinheiro europeu, que são mais adaptadas a altos níveis de nitrogênio em comparação com as espécies de plantas nativas. Esse fenômeno é conhecido como "colapso invasivo".

O colapso invasor resultante da invasão da minhoca europeia e de plantas exóticas como o espinheiro europeu é uma preocupação fundamental porque está diminuindo drasticamente a diversidade da vida vegetal florestal na América do Norte.

Este vídeo demonstrará o monitoramento de minhocas europeias em várias áreas do parque, a fim de avaliar sua vulnerabilidade à invasão de espinheiro.

Para determinar as populações de minhocas em áreas invadidas, as minhocas são extraídas diretamente do solo usando uma solução de capsaicina.

Neste experimento, a capsaicina é extraída da mostarda picante e despejada diretamente no solo em uma área definida por um quadrado pré-dimensionado, ou quadrado. Em seguida, penetra através da matriz do solo até onde residem as minhocas.

A solução de capsaicina causa irritação nas membranas mucosas da minhoca. As minhocas reagem à irritação movendo-se para a superfície do solo para escapar da solução de capsaicina. Após a superfície, as minhocas são coletadas e a densidade populacional analisada.

O experimento a seguir demonstrará a extração de minhocas do solo e sua análise populacional.

Primeiro, prepare a solução de capsaicina com pelo menos 24 h de antecedência, pesando 38 g de mostarda quente oriental moída e transferindo-a para um recipiente de plástico com tampa. Adicione 100 mL de água da torneira ao recipiente de plástico contendo mostarda. Feche uma tampa no recipiente e agite vigorosamente até que toda a mostarda se dissolva na água.

Deixe a solução agir por 24 h para extração máxima de capsaicina da mostarda. Quando a extração da capsaicina estiver concluída, dilua a solução de mostarda com 4 L de água em um transportador de água de 8 L. Agite a solução de mostarda várias vezes para misturar e transfira-a para o transportador de água. Lave qualquer resíduo de mostarda usando a solução diluída.

Sele a tampa do suporte de água e certifique-se de que a válvula esteja na posição "OFF". Inverta o transportador de água três vezes para misturar uniformemente. Prepare um recipiente de solução de capsaicina para cada local de teste.

Prosseguir para o local de amostragem com um quadrado e o suporte de água contendo a solução diluída de mostarda. Traga também três copos de amostragem por local. Devem ser rotulados adequadamente para três réplicas por local de amostragem.

Coloque o quadrado aleatoriamente no chão em um local limpo. Limpe o arbusto, as folhas e a cobertura morta o máximo possível para expor claramente o solo. Misture novamente a solução diluída e, em seguida, coloque a válvula de tampa na posição ON.

Despeje aproximadamente um terço da solução de mostarda diluída dentro do quadrado, concentrando a maior parte do líquido no centro da área do quadrado. Se o solo ficar saturado e formar poças, pare de derramar e espere até que a solução combinada se infiltre no solo antes de continuar.

Observe a área quadrada de perto por 5 minutos, procurando a aparência de minhoca. Certifique-se de olhar diretamente sob as laterais do quadrado.

Espere que todas as minhocas surjam do solo dentro da área quadrada e, em seguida, colete-as com uma pinça. Após 5 minutos, feche o copo de amostra e prossiga para o próximo local de amostragem.

Repita as etapas de coleta para todos os locais de amostragem. Retorne a cada site e execute 3 replicações por site. Conte o número de minhocas coletadas para cada amostra e, em seguida, calcule a média e o desvio padrão para cada local de coleta.

Crie um gráfico de barras para comparar as densidades médias da população de minhocas entre os locais de coleta. Use o desvio padrão para criar as barras de erro. O local um é um parque gerenciado e, portanto, é mais hospitaleiro para as populações de minhocas devido a distúrbios como aeração e fertilizantes. O local dois não é gerenciado e, portanto, é menos hospitaleiro para as populações de minhocas.

Minhocas exóticas e espinheiro europeu foram implicados como parte de um "colapso invasivo" que ocorre, especialmente no meio-oeste dos Estados Unidos. O rastreamento das populações de minhocas pode ajudar a elucidar as relações entre as duas espécies invasoras e permitir que os pesquisadores desenvolvam métodos para evitar uma maior disseminação.

Você acabou de assistir à introdução de JoVE à extração e análise de populações de minhocas. Agora você deve entender os princípios da extração de minhocas do solo e a comparação entre os locais de amostragem. Obrigado por assistir!