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Bactérias Fixadoras De Nitrogênio - Johanna Döbereiner

Antônio Pereira Ribeiro Arantes, Christopher Santos Silva, Ericke Cardoso Oliveira, Gabriel Rodrigues Caldas Souza Aguiar, João Paulo Ribeiro Delfino, Júlia Lopes Granato, Maria Eduarda Souza, Vinicius Marx Silva Delgado

Graduandos do curso de Bioquímica (UFSJ-CCO)

v.2, n.2, 2024
Fevereiro de 2024

Nós seres humanos possuímos em nosso organismo importantes estruturas contendo átomos de um elemento chamado nitrogênio: os aminoácidos que constituem nossas proteínas, e também as bases nitrogenadas, parte integrante de nosso DNA e de nossos RNAs, por exemplo. No entanto, não somos capazes de obter este nitrogênio diretamente da atmosfera, do ar. Os vegetais também precisam do auxílio de organismos presentes no solo para poderem receber o nitrogênio em forma utilizável em seus organismos. Na jornada de compreensão deste processo (o ciclo do nitrogênio - Figura 1), uma cientista naturalizada brasileira merece destaque.

Johanna Döbereiner, nascida na Tchecoslováquia, enfrentou muitos desafios ao longo de sua vida. Após fugir da perseguição à população de língua alemã durante a Segunda Guerra Mundial, ela emigrou para o Brasil em 1950 com seu marido,  Jürgen  [1,2]. No  território nacional, ela se tornou uma destacada pesquisadora estudando os microorganismos presentes no solo, concentrando-se em como estes seres realizavam a captação do nitrogênio do ar atmosférico para fixá-lo em forma utilizável pelos demais seres como as plantas leguminosas tropicais [1,2].

Döbereiner dedicou-se a estudar as espécies vegetais Paspalum plicatum e Paspalum notatum e encontrou um novo tipo de microorganismo, uma bactéria fixadora de nitrogênio, na região do solo contendo as raízes (rizosfera) dessas plantas. Esta bactéria pertencia ao gênero Azotobacter [3], e foi localizada em amostra de solo em torno das raízes (rizoplan) de P. notatum em 1 de 76 amostras. Esta amostra possuía um potencial hidrogeniônico (pH) de cerca de 4,8, sendo considerada ácida.

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Através de experimentos, os cientistas podem identificar uma bactéria e descrever detalhes de seu crescimento em placas desenvolvidas no laboratório utilizando-se materiais como sílica gel e citrato de cálcio. A temperatura de crescimento utilizada por Johanna era de  34°C, e em 4 ou 5 dias um aspecto amarelado foi adotado pelas placas, revelando colônias do microrganismo. Devido à fonte da qual foi isolada, Döbereiner propôs o nome Azotobacter paspali sp. para o organismo [3].

Seu experimento consistiu em analisar amostras do solo de diversas plantas. Este solo foi esterilizado, peneirado e cerca de 100g do mesmo foram espalhados em em uma placa com sílica gel para análise quantitativa. Já para a análise qualitativa a mesma quantidade de amostra foi colocada das raízes diretamente para as placas. Estas placas foram preparadas segundo método de Winogradsky em solução salina com pH 6.5, adicionando-se glicose ou citrato de cálcio como fonte de carbono para os microrganismos [3].

Como resultado ela observou que as placas empregadas pelo método de Winogradsky com citrato de cálcio, que eram inoculadas com solo do rizoplan e rizosfera de P. notatum e P. plicatum apresentaram colônias com características de novo Azotobacter. As colônias destes diferiam-se das de outras espécies como Azotobacter chroococcum, A. vinelandii, A. agilis, A. macrocystogenes, Beijerinckia indica, B. fluminensis e Derxia sp. O novo Azotobacter crescia bem em placas de sílica gel com citrato de cálcio à 34°C, e após 4 a 5 dias era possível visualizar suas colônias [3].

Seu trabalho pioneiro desafiou a crença predominante da época de que os fertilizantes minerais eram a única opção viável na agricultura para fornecer compostos nitrogenados para que as espécies vegetais se desenvolvessem. Johanna Döbereiner, após se naturalizar brasileira, deixou um legado duradouro na pesquisa agrícola nacional e de microbiologia do solo no Brasil [1,2].

A partir dos experimentos de Johanna a respeito desses microrganismos fixadores de nitrogênio ela se tornou pioneira da agricultura sustentável já que inoculou posteriormente esses microrganismos em sementes, melhorando o desenvolvimento das mesmas. Desta maneira ofereceu alternativa ao uso de fertilizantes e demais estratégias químicas poluentes ambientais no processo de otimização de desenvolvimento vegetal. Estes microrganismos fixadores que estudou produzem os nutrientes necessários para os vegetais se desenvolverem de maneira simbiótica (com benefícios para ambas as espécies envolvidas) [4,5]. 

Os importantes resultados da cientista encontram-se presentes no artigo intitulado  ¨Azotobacter paspali sp. n., uma bactéria fixadora de nitrogênio na rizosfera de Paspalum¨ (Disponível em: https://ainfo.cnptia.embrapa.br/digital/bitstream/item/191549/1/Azotobacter-paspali-sp.-n.-uma-bacteria.pdf) publicado no periódico Pesquisa Agropecuária Brasileira e disponível no portal da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa) [4,5]. 

Além de suas realizações científicas, Johanna teve um filho, Lorenz, que seguia uma carreira promissora como geólogo, quando foi vítima de um assalto fatal em 1997 [1,2]. Em sua honra, a Sociedade Brasileira de Engenharia e Geologia estabeleceu o Prêmio Lorenz Döbereiner, destinado a jovens geólogos destacados pela relevância de seus trabalhos científicos. 

Johanna Döbereiner faleceu em 2000, deixando um legado notável e inspirador no campo da ciência e especialmente da agricultura no Brasil, sendo, sem dúvidas, lembrada como uma figura de destaque na história da pesquisa agrícola brasileira [1,2].

Referências Bibliográficas

[1] EMBRAPA - Johanna Döbereiner Disponível através do link: https://www.embrapa.br/memoria-embrapa/personagens/johanna-dobereiner. Acesso em: 09 fev. 2024.

[2] UNIFEI - Johanna Döbereiner. Disponível através do link: https://unifei.edu.br/personalidades-do-muro/extensao/johanna-liesbeth-kubelka-dobereiner/. Acesso em: 09 fev. 2024.

[3] Döbereiner, J. Azotobacter paspali sp. n., uma bactéria fixadora de nitrogênio na rizosfera de Paspalum. Pesquisa Agropecuária Brasileira, v. 1, n. 1, p. 357-365, 1966.

[4] Borges, W. Diversidade de Fungos Micorrízicos Arbusculares e de Bactérias Fixadoras de Nitrogênio Simbióticas em Áreas de Mineração de Bauxita com Diferentes Idades de Revegetação. [s.l: s.n.]. Disponível através do link: https://tede.ufrrj.br/jspui/bitstream/tede/297/1/2010%20-%20Wardsson%20Lustrino%20Borges.pdf. Acesso em: 09 fev. 2024.

[5] Pimentel, M. Johanna Döbereiner, uma pioneira da agricultura sustentável. Disponível através do link: https://multirio.rio.rj.gov.br/index.php/reportagens/16874-johanna-d%C3%B6bereiner-pioneira-da-agricultura-sustent%C3%A1vel. Acesso em: 09 fev. 2024.

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