The role of fungi in the precipitation of calcite : relationships between fungal filaments, nanofibres, and needle fibre calcite

RésuméLes champignons sont impliqués dans les cycles biogéochimiques de différentes manières. En particulier, ils sont reconnus en tant qu'acteurs clés dans la dégradation de la matière organique, comme fournisseurs d'éléments nutritifs via l'altération des minéraux mais aussi comme grands producteurs d'acide oxalique et de complexes oxalo-métalliques. Toutefois, peu de choses sont connues quant à leur contribution à la genèse d'autres types de minéraux, tel que le carbonate de calcium (CaCO3). Le CaCO3 est un minéral ubiquiste dans de nombreux écosystèmes et il joue un rôle essentiel dans les cycles biogéochimiques du carbone (C) et du calcium (Ca). Le CaCO3 peut être d'origine physico-chimique ou biogénique et de nombreux organismes sont connus pour contrôler ou induire sa biominéralisation. Les champignons ont souvent été soupçonnés d'être impliqué dans ce processus, cependant il existe très peu d'informations pour étayer cette hypothèse.Cette thèse a eu pour but l'étude de cet aspect négligé de l'impact des champignons dans les cycles biogéochimiques, par l'exploration de leur implication potentielle dans la formation d'un type particulier de CaCO3 secondaires observés dans les sols et dans les grottes des environnements calcaires. Dans les grottes, ces dépôts sont appelés moonmilk, alors que dans les sols on les appelle calcite en aiguilles. Cependant ces deux descriptions correspondent en fait au même assemblage microscopique de deux habitus particulier de la calcite: la calcite en aiguilles (au sens strict du terme cette fois-ci) et les nanofibres. Ces deux éléments sont des habitus aciculaires de la calcite, mais présentent des dimensions différentes. Leur origine, physico-chimique ou biologique, est l'objet de débats intenses depuis plusieurs années déjà.L'observation d'échantillons environnementaux avec des techniques de microscopie (microscopie électronique et micromorphologie), ainsi que de la microanalyse EDX, ont démontré plusieurs relations intéressantes entre la calcite en aiguilles, les nanofibres et des éléments organiques. Premièrement, il est montré que les nanofibres peuvent être organiques ou minérales. Deuxièmement, la calcite en aiguilles et les nanofibres présentent de fortes analogies avec des structures hyphales, ce qui permet de confirmer l'hypothèse de leur origine fongique. En outre, des expériences en laboratoire ont confirmé l'origine fongique des nanofibres, par des digestions enzymatiques d'hyphes fongiques. En effet, des structures à base de nanofibres, similaires à celles observées dans des échantillons naturels, ont pu être produites par cette approche. Finalement, des enrichissements en calcium ont été mesurés dans les parois des hyphes et dans des inclusions intrahyphales provenant d'échantillons naturels de rhizomorphes. Ces résultats suggèrent une implication de la séquestration de calcium dans la formation de la calcite en aiguilles et/ou des nanofibres.Plusieurs aspects restent à élucider, en particulier la compréhension des processus physiologiques impliqués dans la nucléation de calcite dans les hyphes fongiques. Cependant, les résultats obtenus dans cette thèse ont permis de confirmer l'implication des champignons dans la formation de la calcite en aiguilles et des nanofibres. Ces découvertes sont d'une grande importance dans les cycles biogéochimiques puisqu'ils apportent de nouveaux éléments dans le cycle couplé C-Ca. Classiquement, les champignons sont considérés comme étant impliqués principalement dans la minéralisation de la matière organique et dans l'altération minérale. Cette étude démontre que les champignons doivent aussi être pris en compte en tant qu'agents majeurs de la genèse de minéraux, en particulier de CaCO3. Ceci représente une toute nouvelle perspective en géomycologie quant à la participation des champignons au cycle biologique du C. En effet, la présence de ces précipitations de CaCO3 secondaires représente un court-circuit dans le cycle biologique du C puisque du C inorganique du sol se retrouve piégé dans de la calcite plutôt que d'être retourné dans l'atmosphère.AbstractFungi are known to be involved in biogeochemical cycles in numerous ways. In particular, they are recognized as key players in organic matter recycling, as nutrient suppliers via mineral weathering, as well as large producers of oxalic acid and metal-oxalate. However, little is known about their contribution to the genesis of other types of minerals such as calcium carbonate (CaCO3). Yet, CaC03 are ubiquitous minerals in many ecosystems and play an essential role in the biogeochemical cycles of both carbon (C) and calcium (Ca). CaC03 may be physicochemical or biogenic in origin and numerous organisms have been recognized to control or induce calcite biomineralization. While fungi have often been suspected to be involved in this process, only scarce information support this hypothesis.This Ph.D. thesis aims at investigating this disregarded aspect of fungal impact on biogeochemical cycles by exploring their possible implication in the formation of a particular type of secondary CaC03 deposit ubiquitously observed in soils and caves from calcareous environments. In caves, these deposits are known as moonmilk, whereas in soils, they are known as Needle Fibre Calcite (NFC - sensu lato). However, they both correspond to the same microscopic assemblage of two distinct and unusual habits of calcite: NFC {sensu stricto) and nanofibres. Both features are acicular habits of calcite displaying different dimensions. Whether these habits are physicochemical or biogenic in origin has been under discussion for a long time.Observations of natural samples using microscopic techniques (electron microscopy and micromorphology) and EDX microanalyses have demonstrated several interesting relationships between NFC, nanofibres, and organic features. First, it has shown that nanofibres can be either organic or minera! in nature. Second, both nanofibres and NFC display strong structural analogies with fungal hyphal features, supporting their fungal origin. Furthermore, laboratory experiments have confirmed the fungal origin of nanofibres through an enzymatic digestion of fungal hyphae. Indeed, structures made of nanofibres with similar features as those observed in natural samples have been produced. Finally, calcium enrichments have been measured in both cell walls and intrahyphal inclusions of hyphae from rhizomorphs sampled in the natural environment. These results point out an involvement of calcium sequestration in nanofibres and/or NFC genesis.Several aspects need further investigation, in particular the understanding of the physiological processes involved in hyphal calcite nucleation. However, the results obtained during this study have allowed the confirmation of the implication of fungi in the formation of both NFC and nanofibres. These findings are of great importance regarding global biogeochemical cycles as they bring new insights into the coupled C and Ca cycles. Conventionally, fungi are considered to be involved in organic matter mineralization and mineral weathering. In this study, we demonstrate that they must also be considered as major agents in mineral genesis, in particular CaC03. This is a completely new perspective in geomycology regarding the role of fungi in the short-term (or biological) C cycle. Indeed, the presence of these secondary CaC03 precipitations represents a bypass in the short- term carbon cycle, as soil inorganic C is not readily returned to the atmosphere.

An ultrastructural approach to analogies between fungal structures and needle fibre calcite

Needle fiber calcite (NFC) is an ubiquitous terrestrial secondary calcium carbonate mineral often associated with calcitic nanofibers. NFC's origin has been debated for a long time and a fungal origin is often proposed. Fungi are known to be involved in mineral weathering and production of metal oxalate, but little information exists regarding the genesis of other minerals, such as calcite. In this study, a comparison of similar ultrastructural characteristics of fungal hyphae and NFC has been performed to highlight analogies between both features. These analogies clearly demonstrate the probable close relationship between fungal filaments (hyphae and rhizomorphs) and NFC and its associated nanofibers.

Estudio especroscópico de objetos de bronce procedentes de la sec. est. corte J. Ullastret

Con intención de comprobar una posible evolución en la composición de las aleaciones de los objetos de bronce en diversos períodos cronológicos, así como de establecer posibles diferencias entre piezas de naturaleza diversa, y principalmente con ánimo de demostrar la fabricación de las mismas en el yacimiento por medio de la comparación de escorias y fragmentos de piezas terminadas de una misma procedencia locativa, intentando al mismo tiempo determinar la procedencia del mineral utilizado, procedimos a escoger una serie de veinticinco muestras de bronce provenientes del corte J, que junto al corte Q, situado a poca distancia del mismo, son las zonas que 'han aportado una mayor cantidad de elementos de bronce en el yacimiento de Ullastret.

Equilibrium moisture content of flax/linseed and fibre hemp straw fractions

Selostus: Pellavan ja kuituhampun korren jakeiden tasapainokosteus

Corte compensado del Pirineo oriental: Geometría de las cuencas del antepaís y edades de emplazamiento de los mantos de corrimiento

El manto del Pedraforca se ha dividido en dos unidades: el manto superior del Pedraforca predominantemente constituido por materiales del Cretftcico inferior y el manto inferior del Pedraforca formado principalmente por una serie de Cretacico superior discordante por encima del Jurásico. La parte aflorante del manto superior del Pedraforca se ha interpretado como una rampa de bloque superior. Su edad de emplazamiento es Maastrichtiense terminal...

Bast fibre content, fibre yield and fibre quality of different linseed genotypes

Selostus : Öljypellavagenotyyppien niinikuitupitoisuus, kuitusato ja kuidun laatu

Acúmulo de macronutrientes em plantas de crisântemo sob cultivo hidropônico em argila expandida para flor-de-corte

Para avaliar a eficiência do cultivo hidropônico no estado nutricional de plantas de crisântemo em relação ao cultivo convencional, realizou-se um experimento no outono/inverno e outro na primavera/verão, utilizando-se argila expandida, nas classes granulométricas 4-10, 4-13, 10-13, 13-20 mm de diâmetro, saturada duas ou três vezes ao dia por solução nutritiva recirculante com relação N-P-K:1-0,3-2.5, mais o cultivo no sistema convencional. Os plantios ocorreram em casa de vegetação da Universidade Federal de Viçosa, no ano de 1994. As plantas cultivadas em argila expandida no outono/inverno tiveram produção de material seco e conteúdos de N-P-K significativamente superiores aos das cultivadas no sistema convencional, e foram favorecidas quando o cultivo ocorreu nas três classes menores de argila expandida e com uma saturação pela solução nutritiva duas vezes ao dia. As plantas cultivadas em argila expandida no período primavera/verão tiveram uma produção de material seco e conteúdo de N, P, K e Ca semelhantes às cultivadas no sistema convencional. Essas características não foram afetadas pela freqüência de saturação com solução nutritiva e granulometria da argila expandida. Fatores como época do cultivo, temperatura e umidade, podem ter limitado a absorção dos nutrientes pelas plantas cultivadas em argila expandida, nesse período. Em todos os tratamentos, as plantas apresentaram concentrações adequadas de macronutrientes nas folhas superiores.

Mudanças genéticas em linhas puras de frango de corte

O objetivo deste trabalho foi avaliar as mudanças genéticas ocorridas no desempenho, na composição da carcaça e no tamanho e resistência dos ossos, em linhagens experimentais, após seis gerações de seleção. As aves pertenciam às linhas paternas LL, LLc (controle), ZZ e LC1 (comercial), e às maternas PP, PPc (controle), KK e LC2 (comercial). As mudanças genéticas foram obtidas a partir dos desvios entre cada linha selecionada e a respectiva linha controle (LL-LLc e PP-PPc). A seleção para peso corporal resultou em respostas correlacionadas na conversão alimentar, mas não nas características de carcaça. As mudanças genéticas no ganho de peso não estão sendo acompanhadas por mudanças correlacionadas na resistência dos ossos. A ênfase de seleção diferenciada entre linhas puras paternas e maternas está alterando o conteúdo de Ca, água e de gordura das carcaças de frango de corte.

Efeito de grupo genético e heterose sobre a idade e peso à puberdade e sobre o desempenho reprodutivo de novilhas de corte

Foram avaliados os efeitos de grupo genético e heterose sobre a idade e peso à puberdade, bem como sobre o desempenho reprodutivo no primeiro período de reprodução de fêmeas de corte. Foram utilizadas 74 fêmeas nascidas em 1987 e 1988, das raças Charolês (C) e Nelore (N) e suas cruzas recíprocas ½ CN e ½ NC. As fêmeas foram mantidas em pastagem cultivada durante o primeiro e segundo inverno e em campo nativo no resto do tempo. A heterose no peso vivo dos 7 aos 28 meses oscilou entre 12,8 e 14,6%. Fêmeas cruzadas, ½ CN e ½ NC, foram em média 89 dias mais precoces na idade à puberdade, resultando uma heterose de -12,9%. A idade média à puberdade foi de 623, 754, 568 e 634 dias, respectivamente, para C, N, ½ CN e ½ NC, sendo os pesos médios correspondentes 352, 299, 323 e 368 kg. A heterose no peso à puberdade foi de 6,1%, enquanto na percentagem de fêmeas que manifestaram cio até os 18, 24 e 28 meses de idade foi, respectivamente, de 76,9, 67,6 e 17,6%. A percentagem de prenhez no final do período reprodutivo, dos 25 aos 28 meses, foi de 94,4, 53,4, 99,4 e 97,5%, respectivamente para C, N, ½ CN e ½ NC. Fêmeas mais pesadas ao desmame e aos 12 meses foram mais precoces na manifestação da puberdade, sendo os coeficientes de correlação iguais a -0,39 e -0,56, respectivamente.

Influência da época de corte sobre o teor de açúcares de colmos de sorgo sacarino

Cultivares de sorgo sacarino (Sorghum bicolor (L.) Moench) com alta capacidade energética têm sido desenvolvidas, com a dupla finalidade de produção de grãos e de colmos com elevado teor de açúcares. O objetivo deste estudo foi identificar a relação entre época de corte e o rendimento em biomassa verde de colmos com alto teor de açúcares. Os experimentos foram conduzidos nos anos agrícolas de 1984/85, 1985/1986 e 1986/87 com a cultivar BR 505, para avaliar sua eficiência energética. Rendimentos altos em biomassa verde e elevados teores de açúcares nos colmos foram obtidos quando a planta atingiu o estágio de maturidade fisiológica. Os teores de açúcares totais e de sacarose na planta aumentaram, continuamente, desde a época de emergência das inflorescências até atingir o estágio de maturidade fisiológica, ao contrário do nível de açúcares redutores. Nos anos agrícolas 1984/85 e 1985/86 o rendimento em massa verde foi de 38,9 e 52,0 t/ha, respectivamente. Já no ano agrícola 1986/87, com o plantio tardio e com a eliminação da adubação nitrogenada de cobertura, enquanto o rendimento da biomassa e o teor de açúcares dos colmos reduziram consideravelmente, a produção de grãos não foi afetada de maneira significativa.

Triticale em dietas para frangos de corte

Foi realizado um estudo com o objetivo de verificar os efeitos da substituição do milho pelo triticale em dietas para frangos de corte. Foram utilizados 1.560 pintos de corte sendo metade de cada sexo, os quais foram criados de 1 até 42 dias de idade. O delineamento experimental foi em blocos casualizados, com cinco tratamentos (T1=0, T2=25, T3=50, T4=75% de substituição do milho por triticale e T5= uma dieta à base de triticale e farelo de soja). Utilizaram-se seis repetições de cada sexo de 26 aves em cada tratamento. As dietas foram isocalóricas e isoprotéicas. Foi verificado efeito de sexo (P<0,05), exceto na conversão alimentar média na primeira fase. Os machos apresentaram melhor desempenho do que as fêmeas. A interação entre sexo e tratamento não foi significativa (P>0,05). De acordo com os resultados médios de desempenho, verificou-se que é possível substituir o milho por triticale em até 75%, sem afetar o desempenho. O uso do triticale será econômico, em dietas para machos e fêmeas juntos, quando o seu custo representar 63, 46 e 45% do preço do milho, nas substituições de 25, 50 e 75%, respectivamente. No tocante ao T5, mesmo com desempenho inferior em relação ao T1, é economicamente viável se o preço do triticale representar 42% do preço do milho.

Efeito do fósforo suplementar sobre o desempenho reprodutivo de vacas de corte em pastagem de Brachiaria humidicola

O objetivo deste experimento foi observar e quantificar o efeito de duas misturas minerais (ad libitum), uma sem (M) e outra com fósforo suplementar (MP), sobre o desempenho produtivo e reprodutivo de vacas de cria neloradas em pastejo de Brachiaria humidicola. O trabalho foi realizado na Fazenda Modelo (Embrapa-Centro Nacional de Pesquisa de Gado de Corte), localizada em Terenos, MS, em duas fases, a primeira, em 1988/92, e a segunda, em 1992/94. Na segunda fase, reduziu-se a carga animal durante a seca e os dias de amamentação (de 1,0 para 0,5 vacas/ha e de 210 para 90 dias, respectivamente). Foram realizadas medidas de consumo da mistura mineral (M = 76 e MP = 112 g/cab./dia); teor médio de fósforo na forrageira (época das chuvas = 0,16%, época seca = 0,11%); peso vivo (primeira fase: M = 363±3,3 e MP = 371±3,8 kg; segunda fase: M = 407± 5,7 e MP = 417± 6,5 kg); taxa de natalidade (primeira fase: M = 67±3,3 e MP = 66± 3,5%; segunda fase: M = 74± 6,3 e MP = 80± 5,7%) e bezerros desmamados (primeira fase: M = 86± 5,0 e MP = 91± 5,3; segunda fase: M = 55± 6,4 e MP = 67± 5,7). As vacas de cria não responderam ao fósforo suplementar.

Efeito da restrição alimentar qualitativa sobre o ganho compensatório em frangos de corte

No presente estudo, aplicou-se a diluição qualitativa da dieta com o objetivo de determinar os efeitos das diferentes diluições (25% e 50%) das rações no desempenho de frangos de corte criados até 42 dias de idade. Utilizou-se, para a diluição, casca de soja na dieta inicial (21,5% de PB e 3.050 kcal/kg de EM), e os tratamentos experimentais foram baseados nessas dietas e distribuídos de forma contínua, durante sete dias, ou de forma intercalada, com a ração não diluída. Os tratamentos aplicados foram: T1: ração inicial (testemunha); T2 e T3: ração inicial diluída com 25% e 50% de casca de soja, respectivamente, fornecida durante sete dias; T4 e T5: ração inicial diluída com 25% e 50% de casca de soja, respectivamente, fornecida nos dias 7, 9, 11 e 13, intercalada com a ração testemunha nos dias 8,10 e 12. As aves sob restrição alimentar mostraram pesos corporais menores (P<0,05) em comparação com as aves do tratamento-testemunha. Não houve diferenças quanto a conversão alimentar acumulada (0-42 dias) entre os tratamentos da restrição. O oferecimento de forma intercalada das rações diluídas conferiu menores perdas no ganho de peso e no peso corporal. Não houve diferença quanto a mortalidades entre os tratamentos. As aves não apresentaram crescimento compensatório, o que parece estar associado ao padrão de curva de crescimento apresentada pela linhagem.