Dados da Tese de Doutorado
Autor(a): Allan Amorim Santos
Título:Mitigação de florações de cianobactérias e seus metabólitos: Efeitos do peróxido de hidrogênio e degradação biológica de cianopeptídeos..
Ano:2020. Texto completo em PDF
Resumo:
As florações de cianobactérias estão se tornando cada vez mais recorrentes nos corpos hídricos do mundo inteiro, comprometendo a qualidade da água com efeitos danosos tanto para o ecossistema como para a saúde pública. Tal problemática está associada ao fato de cianobactérias serem organismos potencialmente produtores de compostos tóxicos para os seres humanos (cianotoxinas). O presente trabalho buscou investigar processos envolvidos na mitigação de florações de cianobactérias e biodegradação de cianopeptídeos. Primeiramente, foram avaliados os efeitos da aplicação de peróxido de hidrogênio nos parâmetros limnológicos (fatores físicos, químicos e fitoplâncton) e no bacterioplâncton de um reservatório de água usado para o abastecimento público de Fortaleza (CE). Também foi investigada a capacidade de biodegradação do peptídeo microcistina (cianotoxina) por uma comunidade microbiana de tamanho reduzido recuperada da lagoa de Jacarepaguá (RJ), além da degradação de microcistinas e outros peptídeos realizada por linhagens bacterianas isoladas. Os ambientes utilizados como modelo de estudo possuem histórico de florações de cianobactérias com o registro de dominância de gêneros como Microcystis e Planktothrix. O tratamento com H2O2, em escala de mesocosmos, resultou na supressão da floração de cianobactérias em até 72h, comparado a condição controle. No último tempo amostral (120h), houve um aumento de algas verdes na condição experimental de acordo com a análise de clorofila por fluorescência, evidenciando uma regeneração e readaptação deste grupo após o H2O2. Em paralelo, foi possível notar um pequeno aumento do grupo das cianobactérias, tanto pela análise de clorofila como metagenômica (16S rRNA), e que esteve relacionado principalmente ao gênero Cyanobium. Ainda, de acordo com a metagenômia, também foi observada uma modificação da composição do bacterioplâncton após o uso do H2O2, com a predominância do gênero Exiguobacterium. A capacidade de biodegradação de microcistina foi avaliada em amostras de água superficial da lagoa de Jacarepaguá (RJ), ao longo de 7 dias, a partir de comunidades microbianas de tamanho reduzido e obtidas por filtração. Assim, estas comunidades foram separadas em frações menores que 0.45 μm (<0.45) ou menores que 0.22 μm (<0.22). Ambas foram caracterizadas quanto à ultraestrutura por microscopia eletrônica de transmissão, e composição taxonômica por metagenômica (16S rRNA), nos tempos de incubação de 0 e 7 dias. Após 7 dias foram observadas alterações morfológicas em ambas as comunidades independente da presença de microcistina. A composição taxonômica de ambas as comunidades mudou em função do tempo e da presença/ausência de microcistina, em relação a composição selecionada inicialmente após a filtração (<0.45 ou <0.22). Na presença de microcistina, táxons já descritos como degradadores desta toxina aumentaram em abundância, especialmente representantes da ordem Methylophilales. Além de investigar a degradação de microcistina por consórcios microbianos, caracterizamos a degradação de diversos peptídeos purificados pelas bactérias Sphingosinicella microcystinivorans (cepa Y2) e Paucibacter toxinivorans (cepa 2C20). Foi possível observar a degradação de cinco variantes de microcistinas e outros cinopeptídeos ao longo de 7 dias apenas pela bactéria P. toxinivorans. Peptídeos de origens biológicas distintas também foram testados. P. toxinivorans apresentou taxas de degradação diferentes quando os peptídeos foram oferecidos individualmente ou misturados, observação relevante para futura aplicação em processo de remediação. Logo, este estudo contribuiu para a investigação acerca de tecnologias alternativas no tratamento de água, voltadas para mitigação de florações de cianobactérias ou remediação de cianotoxinas, com perspectiva de otimizá-las como metodologias seguras, eficientes e disponíveis em maior escala.
Autor(a): Mauro Cesar Palmeira Vilar
Respostas adaptativas na interação Daphinia-Cyanobacteria: Comportamento alimentar e defesas químicas induzidas.
Ano:2020. Texto completo em PDF
Resumo:
Florações de cianobactérias são fenômenos recorrentes em corpos dágua eutrofizados e nas últimas décadas têm se intensificado devido a mudanças climáticas extremas. A dominância de cianobactérias e produção de cianotoxinas têm sido atribuídas a muitos fatores abióticos, como temperatura e nutrientes. Entretanto, o papel das interações biológicas ainda é pouco explorado, sobretudo na relação predador-presa com o zooplâncton, sendo a predação considerada uma das maiores pressões de seleção do fitoplâncton. Assim, esta tese teve como objetivo avaliar as respostas recíprocas na interação Daphnia-cianobactéria a fim de contribuir para o conhecimento da dinâmica eco-evolutiva do fitoplâncton e zooplâncton em ambientes aquáticos eutrofizados. No primeiro capítulo foi avaliado o comportamento alimentar do cladócero nativo de ambientes temperados Daphnia similis, e a espécie neotropical D. laevis submetidas a dietas simples e mistas compostas de alimento nutritivo e cianobactérias tóxicas (MCs e STXs) em diferentes proporções. Houve uma diminuição acentuada na taxa de filtração de D. similis, mas não para D. laevis mensurada pelo biovolume e clorofila-α. Por outro lado, observou-se uma redução significativa na taxa de ingestão de alimento nutritivo relacionada ao aumento na proporção de cianobactérias na dieta para ambas as espécies, as quais exibiram um comportamento alimentar generalista. Nos segundo e terceiro capítulos foi avaliada a defesa química nas cianobactérias Microcystis aeruginosa NPLJ- 4 (MC+) e Raphidiopsis raciborskii T3 (STX+) induzida por infoquímicos de D. gessneri, além dos custos subjacentes à resposta de defesa através de análise de parâmetros de crescimento e fotossíntese. Ambas as cianobactérias apresentaram um aumento significativo na produção de cianotoxinas induzido por infoquímicos do zooplâncton, mas nenhuma variação morfológica, sugerindo uma resposta de defesa química induzida. Para R. raciborskii, o aumento na produção de saxitoxinas ocorreu subsequente à sobrerregulação de genes (sxtU e sxtI) da biossíntese de saxitoxina. Por outro lado, nenhum custo na fotossíntese foi registrado para ambas cianobactérias, mas uma redução pontual no crescimento de R. raciborskii T3. No quarto capítulo foi avaliada a resposta transgeracional das defesas antioxidantes e enzima de biotransformação (GST) em D. gessneri submetida a diferentes dietas compostas de R. raciborskii tóxica e algas verdes com perfis distintos de ácidos graxos. Neste estudo, a qualidade da dieta em relação à disponibilidade de itens alimentares nutritivos governou a resposta antioxidante transgeracional às cianobactérias produtoras de saxitoxina em D. gessneri. Esta tese destaca aspectos comportamentais e fisiológicos como respostas adaptativas na interação Daphnia-cianobactéria contribuindo para um melhor entendimento da dinâmica ecoevolutiva do plâncton.
Autor(a): Roberta Fernandes Pinto
Título: Influência do fosfato no crescimento, morfologia e acúmulo de lipideos na microalga clorofícea Ankitrodesmus
Ano:2017. Texto completo em PDF
Resumo:
Microalgas têm sido utilizadas para diferentes aplicações biotecnológicas, tais como produção de lipídeos para biocombustíveis, produção de carotenóides, vitaminas e pigmentos. Estas aplicações favoreceram estudos sobre o metabolismo e estrutura de alguns destes organismos. Atualmente, sabe-se que a redução de nutrientes do cultivo, como, por exemplo, a redução de fósforo, promove o acúmulo de lipídeos neutros, do tipo triacilgliceróis, em corpos lipídicos em linhagens de microalgas clorofíceas. Assim sendo, este trabalho teve como objetivo selecionar, caracterizar e avaliar uma linhagem de clorofícea cultivada sob diferentes concentrações de fosfato no meio, visando o acúmulo de lipídeos de interesse na produção de biocombustíveis. Foram previamente escolhidas as linhagens de Ankistrodesmus, Monoraphidium e Scenedesmus. As três linhagens foram observadas por microscopia eletrônica de varredura e apresentaram finas estruturas ainda não descritas na extremidade das células de Ankistrodesmus e Scenedesmus, bem como estruturas da parede de Monoraphidium e Ankistrodesmus. Com base no acúmulo de corpos lipídicos e do fosfato intracelular (sob a forma de grânulos de polifosfato), foi selecionada como linhagem de trabalho a microalga Ankistrodesmus, identificada por análises moleculares da sequência da subunidade maior (LSU) do DNA ribossômico (rDNA)como Ankistrodesmus stipitatus. A microalga selecionada foi avaliada quanto ao crescimento, volume médio, clorofila, taxa fotossintética, captação de fosfato do meio, alterações nos grânulos de polifosfato e a relação entre estes e o acúmulo de lipídeos sob diferentes concentrações de fosfato no meio, bem como dos principais ácidos graxos. Foi verificado que a ausência de fosfato no meio promoveu uma pequena redução no crescimento, variações no biovolume médio, mas, mesmo sem afetar a concentração de clorofila por célula reduziu a atividade fotossintética. Após a adição de fosfato no meio, as células apresentaram retomada no crescimento, redução no biovolume médio, aumento da atividade fotossintética e redução na quantidade de lipídeos. Foi verificado que o consumo dos grânulos de polifosfato em Ankistrodesmus causou alteração na morfologia destes, fazendo com que estes adquiram um formato de meia lua ou apresentem a região central dos grânulos menos elétron densa. Além disto, foi observado um acúmulo de material de natureza lipídica junto aos grânulos de polifosfato, indicando uma relação direta entre estes e os corpos lipídicos. A ausência de fosfato no meio promoveu aumento no acúmulo de lipídeos neutros e favoreceu o acúmulo de ácidos graxos saturados e monoinsaturados, onde os 5 principais ácidos graxos encontrados correspondiam a 80% do total, sendo estes C18:3, C18:1, C16:0, C18:2 e C16:5. Assim sendo, conclui-se que o fosfato acumulado intracelularmente é capaz de suportar o crescimento da microalga Ankistrodesmus, existe uma relação direta entre a formação dos corpos lipídicos e os grânulos de polifosfato e, a ausência de fosfato no meio de cultivo favorece o acúmulo de ácidos graxos de interesse na produção de biocombustíveis. Em resumo, com este trabalho identificamos que Ankistrodesmus stipitatus é apropriada para utilização no desenvolvimento de biocombustíveis e pode ser um modelo para compreender melhor a função dos grânulos de polifosfato em microalgas
Autor(a): Iame Alves Guedes
Título: Fatores bióticos associados a florações de cianobactérias
Ano:2017. Texto completo em PDF
Resumo:
Florações de cianobactérias ocorrem em ambientes de água doce em todo o mundo, principalmente como resultado da eutrofização. Em contraste com fatores abióticos, o papel das interações bióticas na dinâmica de florações é menos explorada. As vantagens adaptativas de cianobactérias são insuficientes para explicar a prevalência de uma espécie em detrimento de outra em um período de floração, o que pode estar relacionado a estratégias específicas e interações com outros componentes da comunidade planctônica. Este estudo tem como objetivo avaliar a influência de fatores bióticos e abióticos sobre a sucessão de espécies de cianobactérias durante uma floração. O reservatório do Funil que foi utilizado como modelo é um reservatório tropical eutrófico no qual vem sendo observadas florações de cianobactérias nos últimos 20 anos. No primeiro capítulo, apresentamos uma visão integrada de uma floração mista de cianobactérias revelando mudanças temporais na dominância de gêneros de cianobactérias, bem como na comunidade de bactérias heterotróficas associadas. As principais filos foram Cyanobacteria e Proteobacteria, seguidos de Actinobacteria, Bacteroidetes, Verrucomicrobia e Planctomycetes. O primeiro período da floração foi caracterizado por altas abundâncias de Microcystis e Bacteroidetes. O segundo período foi dominado por Synechococcus e C. raciborskii, juntamente com Planctomycetes. Tanto correlações positivas quanto negativas foram observadas entre certos taxa de cianobactérias e bactérias heterotróficas, apontando para possíveis associações ecologicamente significativas. No segundo capítulo, abordamos a estrutura populacional dos principais gêneros de cianobactérias envolvidos na floração, explorando a diversidade intraespecífica das sequências do 16SrDNA. Enquanto Microcystis, Pseudanabaena e Cylindrospermopsis foram caracterizados pela dominância de um genótipo, Synechococcus e Dolichospermum apresentaram maior número de genótipos esporádicos. Microcistina (MC) e potenciais células produtoras de MC foram detectadas em todas as amostras, mas não houve correlação significativa entre MC e genótipos. Os resultados sugerem que as populações destes gêneros são estruturadas de diferentes maneiras, o que pode estar relacionado a adaptações para persistir durante a floração. Como no reservatório as concentrações de fósforo (P) estão diminuindo ao longo dos anos, investigamos a resposta das duas principais espécies de cianobactérias à restrição de P. Assim, no terceiro capítulo, testamos cinco linhagens de C. raciborskii e M. aeruginosa, avaliando crescimento, eficiência fotossintética, atividade de fosfatase alcalina e taxa de absorção máxima, sob privação de P. Todas as linhagens foram capazes de crescer, manter a atividade fotossintética e ativar a fosfatase alcalina, apontando para sua capacidade de tolerar a privação de P. O nível de variação intraespecífica impede generalizações e reforça a ideia de que a diversidade fisiológica de cianobactérias é subestimada em estudos baseados em apenas uma ou poucas linhagens. Em suma, este trabalho destaca a importância dos fatores bióticos na ecofisiologia das cianobactérias.
Autor(a): Carolina Tolomini Miranda
Título: Variação das condições nutricionais para otimização do crescimento e produção de lipídeos por microalgas
Ano:2017. Texto completo em PDF
Resumo:
A otimização do meio de cultivo é uma etapa crucial para a viabilização da produção de biodiesel a partir dos lipídeos oriundos do metabolismo de microalgas. Neste trabalho foram avaliados os efeitos da combinação da limitação de nutrientes, do aumento da salinidade e da suplementação de CO2 no acúmulo dos lipídeos de duas linhagens de microalgas Clorofíceas, Ankistrodesmus sp. (ANRF-01) e Chlamydomonas sp. (CHLRN-01), a fim de determinar a condição ótima para este acúmulo. Os resultados obtidos revelaram que a redução em 75% da concentração original de nitrato e fosfato do meio ASM-1 apresentou melhores resultados de produção de biomassa e de lipídeos, na ordem de 23,0 g.L-1 e 31,4%, para ANRF-1, e, 60 g.L-1 e 22.5%, para CHLRN-1, respectivamente. Ambas as linhagens mostraram-se aptas para o cultivo em meio salobro contendo 0,5g L-1 de NaCl. ANRF-1 apresentou um expressivo aumento na produção de biomassa e no rendimento lipídico quando cultivada em meio ASM-1 suplementado com 5% de CO2, demonstrando um importante potencial para a mitigação de CO2 proveniente de gases de combustão. Por outro lado, em CHLR-01, foi verificado um efeito inibitório no crescimento celular acompanhado e uma diminuição do acúmulo de lipídeos sendo, portanto, não recomendada a aplicação de 5% de CO2 no meio para o cultivo desta linhagem. O perfil de ácidos graxos produzidos por ANRF-1 e CHLRN-1 foi majoritariamente constituído por C16:0 (ácido palmítico), C18:1n-9c (ácido oleico), 18:2n-6c (ácido linolênico) e C18:3n-3 (ácido α linolênico), um perfil lipídico promissor não apenas para a indústria de biocombustíveis, mas também para as indústrias de fármacos e alimentícia, pela alta variedade de ácidos graxos poliinsaturados ômega 3 e ômega 6.
Autor: Ricardo Rogers Paranhos
Título: Efeitos fisiológicos, químicos e moleculares de altas concentrações de CO2 em Cylindrospermopsis raciborskii (Cianobactéria)
Ano: 2017 Texto completo em pdf
O CO2 é um gás que vem recebendo grande atenção nos últimos anos, pois é o principal causador do efeito estufa e seu elevado aumento está relacionado aos processos de industrialização. Estima-se que no final deste século as concentrações atuais (400 ppm) triplicarão, causando impactos ainda mais sérios no clima e consequentemente prejudicando o ambiente e as diferentes espécies. As cianobactérias são um dos grupos de organismos mais antigos (3,8 bilhões de anos) e, portanto, evoluíram frente ao grande número de mudanças ocorridas até o momento. Um desses eventos foi a alta das concentrações de CO2 no período Paleoceno atingindo teores 10 vezes mais elevados que os atuais (4000 ppm). Desta maneira, o presente estudo avaliou, em laboratório, respostas fisiológicas, incluindo a síntese de saxitoxina e cianopeptídeos e transcriptomas de cepas de Cylindrospermopsis raciborskii, produtoras e não-produtoras de saxitoxina (SXT), frente à concentrações de 400 e 4000 ppm de CO2 . Buscando assim compreender as respostas adaptativas dessas linhagens e os futuros riscos de um cenário com maiores concentrações de CO2 como potencial estimulador de dominância de cianobactérias nos ambientes aquáticos continentais. Através da análise dos resultados foi observado que linhagens produtoras de saxitoxina (CYRF e T3), de maneira geral, tiveram crescimento e produção da toxina estáveis. Contudo ao analisar as taxas de crescimento das linhagens não-produtoras (CYLP e NPCS-1) e seus transcriptomas, observou-se que os grupos expostos ao alto CO2 tiveram menores taxas de crescimentos e regulação do RNA alterada. A análise comparativa dos extratos de cianopeptídeos permitiu observar que CYLP e T3 variaram a produção daquelas moléculas de maior peso molecular quando cultivados sob alto CO2 . Foi observado que as principais alterações ocorreram entre cepas, variando fisiologia e metabolismo de formas diferentes, chamando atenção para o fato de diferentes linhagens responderem de forma diferente à mudança gasosa. Os resultados também chamam atenção para a necessidade de aprofundar o conhecimento acerca dos cianopeptídeos e seu papel ecológico e aprofundamento das técnicas transcriptômicas aplicadas às cianobactérias.
Autor(a): Rodrigo de Cássio da Silva
Título: Avaliação da toxicidade da cilindrospermopsina (cianotoxina) em Hoplias malabaricus (traíra): estudos in vivo e in vitro.
Ano: 2013. Texto completo em PDF
Resumo
A cilindrospermopsina é uma cianotoxina que pode ser produzida por diferentes espécies de cianobactérias, e, portanto, sua presença nos corpos d água é um problema de saúde pública em muitos países. Em mamíferos sua ação é sistêmica, entretanto pouco se sabe sobre sua ação toxicológica em peixes. Por esse fato, o uso de um modelo experimental da fauna tropical – Hoplias malabaricus - foi utilizado com este intuito no presente trabalho. A tese foi organizada em três capítulos sendo o primeiro e o segundo com a exposição in vivo onde após exposição a uma dose única de CYN (extrato aquoso e toxina purificada) foi avaliado seu acúmulo e danos no cérebro e no tecido muscular após 14 dias. No cérebro e músculo foram observadas alterações significativas na atividade da acetilcolinesterase além de danos oxidativos (peroxidação de lipídios) no cérebro indicando que a CYN é capaz de transpor a barreira hematoencefálica. No Capitulo II, foram avaliados, através de diferentes biomarcadores, além da concentração de CYN no fígado, também os danos através de biomarcadores bioquímicos de estresse oxidativo, danos em macromoléculas e aspectos histopatológicos. As injúrias histopatológicas foram corroboradas por alguns biomarcadores bioquímicos e de danos em macromoléculas como o aumento na concentração de hidroperóxidos e carbonilação de proteínas.. Os ensaios in vitro constituíram o terceiro capítulo, onde uma redução na viabilidade celular dos hepatócitos expostos tanto ao extrato quanto a toxina purificada foi observada. As respostas dos diferentes biomarcadores indicaram uma alteração no equilíbrio óxido-redutor dos hepatócitos, a qual foi mais pronunciada nas células expostas ao extrato aquoso. Concluindo, este trabalho apresenta vários aspectos inéditos uma vez que existem poucos dados referentes à toxicologia da CYN em espécies de peixes nativos brasileiros.
Autor(a): Maria Isabel de Almeida Rocha
Título: Avaliação de fatores que contribuem para a dominância de cianobactérias no Reservatório do Funil e proposição de medidas para a melhoria da qualidade da água.
Ano: 2012. Texto completo em PDF
Resumo:
A perda da qualidade ambiental do Reservatório do Funil (Itatiaia-RJ) é consequência dos múltiplos impactos antrópicos que vêm ocorrendo na bacia de drenagem do Rio Paraíba do Sul, a montante do reservatório. Florações de cianobactérias são comuns e a dominância desse grupo é permanente. Este estudo teve como objetivo avaliar, através de análises de campo, quais os fatores que influenciam a dominância de cianobactérias no Reservatório do Funil e, através de estudos em microcosmos, avaliar o comportamento da comunidade fitoplanctônica a reduzidas concentrações de nutrientes. A avaliação de dados pretéritos da bacia hidrográfica do rio Paraíba do Sul no trecho à montante do Reservatório do Funil apontou a pecuária e a deficiência no saneamento em alguns municípios do Vale do Paraíba paulista como os principais agentes causadores da perda da qualidade da água ao longo do rio e no reservatório. Os dados de campo foram obtidos em 6 coletas em períodos de chuva e de estiagem entre 2009 e 2010, em 16 pontos ao longo do rio; dos quais 10 estavam à montante do reservatório, 5 no Reservatório do Funil, e 1 à jusante do mesmo, coincidindo com as informações dos dados censitários, indicando elevadas concentrações de nutrientes na água nos pontos localizados nos municípios onde existe pouco tratamento de esgoto. A partir da cidade de Jacareí, os resultados indicaram aumento da condutividade, nitrogênio inorgânico dissolvido, ortofosfato e turbidez. As concentrações de oxigênio dissolvido e pH foram elevadas no reservatório, em virtude das florações de cianobactérias. A análise fitoplanctônica indicou elevadas densidades desses organismos no rio e no reservatório, porém com composições de comunidade diferenciadas, sendo o rio dominado por Cyanogranis ferruginea e o reservatório por Dolychospermum spp. Também foi verificado que Sphaerocavum brasiliensi, Cylindrospermopsis raciborskii e Eucapsis sp. foram as espécies mais abundantes nos meses de maior temperatura no reservatório, quando Microcystis spp. estiveram em densidades reduzidas. A elevada temperatura associada ao aumento da turbidez e da pluviosidade aumentou a densidade e a riqueza da comunidade zooplanctônica. Os resultados de campo demonstraram que um sinergismo entre temperatura, nutrientes, intensidade luminosa e hidrodinâmica são os principais responsáveis por essas florações. Os resultados do estudo experimental mostraram que a composição dessa comunidade foi alterada ao final do período amostral em todos os tratamentos. Sugere-se que a renovação de um quarto do volume da água recebida pelo Reservatório do Funil por uma de melhor qualidade seria suficiente para ocorrer a alteração na comunidade fitoplanctônica, levando a uma redução na ocorrência de florações de cianobactérias.
Autor(a): Elisabete Lourdes do Nascimento
Título: Fatores ambientais reguladores da dinâmica de cianobactérias no Reservatório da Usina Hidroelétrica de Samuel - Rondônia (Amazônia Ocidental. Brasil).
Ano: 2012. Texto completo em PDF
Resumo:
Cianobactérias são procariotos fotossintetizantes com amplo desenvolvimento principalmente em ambientes eutróficos, fenômeno denominado floração. Além dos danos sociais e ambientais causados pelas florações, estas podem se tornar um problema de saúde pública devido a algumas cianobatérias serem capazes de sintetizar cianotoxinas. Em estudo anterior realizado no reservatório da Usina Hidrelétrica de Samuel (Rondônia), situado na sub-bacia do rio Jamari foi verificado um aumento da densidade de Microcystissp (Cyanobacteria) com o aumento da vazão. Desta forma, este estudo teve como objetivo avaliar, através de estudo de campo e em laboratório, fatores ambientais relacionados à dinâmica de cianobactérias e possível produção de cianotoxinas neste reservatório. Os dados são apresentados em três capítulos. O capítulo I trata de variáveis ambientais e sua correlação com o fitoplâncton, a partir de dados obtidos ao longo de um ciclo hidrológico (fev/2007- fev/2008). A dominância de cianobactérias ocorreu em março (Aphanocapsa. holsatica e Microcystis panniformes) e maio (Merismopedia tenuissima), entretanto na maior parte do período estudado as clorofíceas foram dominantes. A dominância de cianobactérias ocorreu em meses do período de cheia, os quais apresentaram concentrações de nutrientes elevadas. Em fevereiro/08 foi detectada concentração de microcistina na água bruta acima do valor máximo permissível (1,0 μg.L-1) recomendado pela portaria 2.914/2011/MS. Sabendo-se que a margem esquerda do reservatório possui extensas áreas desmatadas destinadas à pecuária e que o solo desprotegido contribui para a entrada de nutrientes alóctones, o capítulo II apresenta os dados de um experimento em microcosmos cujo objetivo foi verificar os efeitos do enriquecimento por nutrientes na comunidade fitoplanctônica, verificando se este input nutricional favoreceria o crescimento de cianobactérias. Apenas no tratamento em que P foi adicionado isoladamente (250 μg.L-1) foi observada a dominância de Dolichospermum solitarium no 24° e 35° dias de experimento. Neste período as concentrações de DIN foram baixas (150 μg.L-1), o que pode ter limitado o crescimento de outras espécies fitoplanctônicas e favorecido Dolichospermum solitarium por esta ser capaz de fixar nitrogênio atmosférico. No capítulo III é descrita a resposta fisiológica de uma linhagem de M. panniformis isolada do reservatório quando cultivada em diferentes concentrações de ferro (0, 23 e 223 μg.L- 1/controle) durante 8 dias. Após 7 dias de privação de Fe, o tratamento 0 Fe resultou em menor crescimento e menor síntese de clorofila a partir do 4° dia. Maiores concentrações de microcistina–LR foram observadas em 23 μg.L-1 Fe e controle. As informações geradas contribuíram para elucidar as variáveis ambientais relacionadas ao desenvolvimento de cianobactérias no reservatório e a concentração de microcistinas, dentre elas destacam-se o N e o P cujo input ao reservatório pode aumentar devido à forma de ocupação do solo, e o Fe, elemento característico da pedologia da região.
Autor(a): Andreia Maria da Anunciação Gomes.
Título: Estudo ecofisiológico de cianobactérias formadoras de florações na lagoa de Jacarepaguá.
Ano: 2011. Texto completo em PDF
Resumo
A lagoa de Jacarepaguá está localizada na costa sul do estado do Rio de Janeiro, na zona metropolitana da cidade do Rio de Janeiro, Brasil. É uma lagoa rasa, oligohalina que vem sofrendo um intenso processo de eutrofização nas últimas décadas, com ocorrências de florações de cianobactérias reportadas desde a década de 90. Esporadicamente ocorre quebra da dominância das cianobactérias acompanhada de aumento da diversidade fitoplanctônica. Este estudo teve como objetivo avaliar, através de estudo de campo e laboratório, que fatores influenciam a dinâmica fitoplanctônica deste ambiente. Durante um ciclo sazonal (2007-2008), foram monitorados a comunidade fitoplanctônica, e fatores físicos e químicos da água. No período de floração de cianobactérias as espécies de maior contribuição foram Microcystis aeruginosa, Aphanizomenon sp. e Planktothrix sp. Apesar de continuarem dominantes no sistema, uma significativa redução da sua biomassa foi observada no inverno, quando a temperatura da água passou de 30oC (verão) para 18oC. O colapso da floração acarretou na liberação de grande quantidade de nitrogênio, permitindo que outros grupos ocupassem o nicho liberado pelas cianobactérias: entre as diatomáceas Cyclotella sp. e entre as clorofíceas Desmodesmus quadricauda. Em vista destas observações de campo, verificou-se, em laboratório, o efeito da redução de nutrientes sobre a comunidade fitoplanctônica, assim como o efeito da temperatura na competição direta e indireta entre as principais espécies da lagoa de Jacarepaguá. Embora a redução da concentração de nutrientes tenha reduzido a biomassa de cianobactérias, não foi capaz de reduzir sua dominância. Ainda assim, o sistema mais empobrecido favoreceu outros grupos, especialmente diatomáceas. A redução do aporte de fosfato na lagoa de Jacarepaguá poderia recuperar esse sistema. A temperatura pode influenciar no crescimento e substituição de espécies fitoplactônicas. Em laboratório, estabelecemos as melhores temperaturas para o crescimento de P. agardhii (27oC), C. xi meneghiniana (18 e 21oC), D. quadricauda (18 e 30oC) e M. aeruginosa, (todas as testadas entre 18 e 30oC). Nos experimentos de competição direta em cultivos mistos, M. aeruginosa foi melhor competidora do que as demais em ambas as temperaturas testadas (18 e 30oC). Nos cultivos com exudatos observamos diferentes respostas alelopáticas (inibição ou estímulo do crescimento) de acordo com a temperatura. Observando a dinâmica da comunidade na lagoa, M. aeruginosa é favorecida nos períodos de temperaturas mais elevadas. Nos cultivos, os exudatos das suas competidoras estimularam seu crescimento a 30oC, mas não a 18oC. A adaptação de uma cepa a uma certa temperatura determina não só sua vulnerabilidade a compostos alelopáticos, como sua capacidade de expressá-los. Por fim, é difícil apontar um fator determinante para a ocorrência de florações de cianobactérias na lagoa de Jacarepaguá. Um sinergismo de fatores ambientais e biológicos aliados a própria fisiologia das espécies presentes irão determinar a dinâmica da comunidade fitoplanctônica neste sistema.
Autor(a): Ronaldo Leal Carneiro
Título: Ecofisiologia de Cylindrospermopsis raciborskii (cianobactéria): Influência da intensidade luminosa e qualidade da luz e da dureza da água sobre o crescimento e produção de saxitoxinas.
Ano: 2009. Texto completo em PDF
Resumo
A cianobactéria Cylindrospermopsis raciborskii vem sendo citada como uma espécie invasora, associada ao aumento da temperatura global e com uma alta capacidade de competição em relação a outras espécies. Nos últimos 10 anos foi crescente o número de trabalhos que abordaram algumas dessas variáveis ambientais os quais as relacionaram com a ocorrência de C. raciborskii em ecossistemas aquáticos brasileiros, onde o sucesso pode estar relacionado a altos valores de condutividade, valores altos de alcalinidade, elevado pH e elevada temperatura das águas e a variação de intensidade luminosa. As linhagens brasileiras toxigênicas já isoladas, mostraram-se produtoras de variantes de saxitoxina. Este estudo foi desenvolvido com objetivo de avaliar os efeitos do aumento da intensidade luminosa, variação da qualidade da luz e da condutividade (dureza da água) sobre o crescimento e produção de saxitoxinas por uma linhagem de C. raciborskii T3. Culturas desta linhagem foram submetidas às intensidades luminosas de 50, 100 ou 150 μmol.fótons.m-2.s-1 e à luz branca, azul ou vermelha, amostradas durante 36h para avaliação da produção de saxitoxinas. O efeito da condutividade sobre o crescimento e síntese de saxitoxinas foi testado através da adição de alguns sais ao meio de cultivo ASM-1, buscando obter concentrações de 5 ou 10 mM dos íons CO3 2-, Ca 2+, Mg 2+ ou Na+. Em todas as condições testadas, o crescimento celular foi acompanhado por contagens de células em hemocitômetro, com auxílio de microscópio ótico. As concentrações intracelulares e extracelulares de saxitoxinas (saxitoxina + neosaxitoxina) foram quantificadas por cromatografia líquida de alta eficiência. Para avaliar a inibição do metabolismo das células da linhagem T3 em presença de Ca 2+ (10 mM), mudanças na expressão de proteínas foram investigadas por análise proteômica, usando eletroforese de duas dimensões (2DE) e espectrometria de massas. O crescimento celular de C. raciborskii T3 foi estimulado pelo aumento da intensidade luminosa. Da mesma forma o crescimento celular foi estimulado na maioria dos tratamentos, mostrando uma relação positiva entre o aumento da condutividade e o aumento do número de células. A inibição do crescimento celular foi observada nos tratamentos com CaCO3 ou CaCl2 (10 mM). A maior concentração de saxitoxinas por células foi quantificada em intensidade luminosa de 100 μmol.fótons.m-2.s-1. A produção de saxitoxinas obedece a um ritmo circadiano de produção. A exposição à luz azul ou vermelha ocasionou a perda do ritmo circadiano de produção de saxitoxinas por células. Houve uma relação positiva entre o aumento da condutividade e a produção de saxitoxinas na maioria dos tratamentos. A presença de carbonatos na água tanto inibiu como estimulou a síntese de saxitoxinas por células. O mesmo foi observado quando se utilizou sais de cloro. O crescimento e a síntese de saxitoxina inibidos na presença de Ca2+ em alta concentração (10 mM), após a exposição por 12 dias, estavam associados à inibição do metabolismo basal das células. Enquanto que extrapolações de estudos de laboratório para o ambiente devem ser tomadas com cautela, este estudo permitiu mostrar que o aumento da condutividade ou diferentes concentrações e tipo de íons encontrados nas águas, podem ocasionar modificações no crescimento e produção de saxitoxinas por uma cianobactéria. Por tanto, as florações poderiam estar associadas à presença desses íons na água. Isto mostra pela primeira vez que a dinâmica de florações de algumas espécies de cianobactérias pode estar associada a outros parâmetros além da eutrofização (proporção N:P). Recomenda-se o estabelecimento de uma rotina de análise dos diferentes íons e da intensidade luminosa em μmol.fótons.m-2.s-1, em ambientes com florações. A partir do estabelecimento dessas rotinas, será possível o aumento da compreensão das dinâmicas de ocorrência de florações tóxicas, o que pode contribuir para facilitar o manejo e recuperação da qualidade do ambiente aquático.
Autor(a): Alessandra Delazari-Barroso.
Título: Fatores controladores do desenvolvimento do fitoplâncton em um reservatório de abastecimento público no Espírito Santo, com ênfase em cianobactérias.
Ano: 2007. Texto completo em PDF
Resumo
O conhecimento dos fatores que regulam o funcionamento dos ecossistemas lacustres tropicais ainda está em desenvolvimento. O regime físico, a disponibilidade de nutrientes e o estado trófico são assuntos relevantes na Limnologia tropical. A dinâmica dessas características foi avaliada no reservatório Duas Bocas (Espírito Santo, Brasil), um sistema de abastecimento público pequeno (0,51 km2) e raso (< 10 m), inserido numa área de conservação. Amostragens mensais foram realizadas de outubro de 2002 a setembro de 2003 para análise da comunidade fitoplanctônica e suas relações com as características dos regimes físico (luz e mistura) e químico (principalmente nutrientes). De outubro a abril, estratificação térmica e limitação por nutrientes foram registradas no epilímnio, enquanto anoxia e elevadas concentrações de nutrientes ocorreram no hipolímnio. Em maio e junho, ocorreu circulação da coluna d’água. As concentrações médias de fósforo total e clorofila a foram características de sistemas meso-eutróficos. A colimitarão por N e P indicou que a concentração de nutrientes, mais que a luz, regula o crescimento fitoplanctônico na maior parte do ano. Durante o período de estratificação térmica, pequenas desmídias dominantes (grupos X3 e N) estiveram positivamente associadas à temperatura, pH e N NO3 -, e negativamente associadas ao fósforo total, N NH4 + e razão N/P. No período de circulação, as desmídias foram substituídas por cianobactérias filamentosas não heterocitadas (S1), associadas positivamente ao fósforo total e N NH4 + e negativamente à temperatura e pH, além de Cylindrospermopsis raciborskii (Sn), associada positivamente com pH, fósforo total e N NO3 -, e negativamente com Seu e N NH4 +. Um máximo metalimnético de biomassa composto por Limnothrix bicudoi e L. redekei foi registrado no período de estabilidade térmica. De 23 de setembro a 27 de outubro de 2003, foi desenvolvido na região lacustrina, com características mesotróficas, um experimento de enriquecimento artificial com nove mesocosmos (2.200 L cada). Após adição de P PO4 -, N NO3 - e N NH4 + em intervalos de 3 dias, amostras de água para análise do fitoplâncton, clorofila a e nutrientes foram coletadas em cada mesocosmos e no reservatório. No início do experimento, nos mesocosmos controle, tratamentos e no reservatório, o fitoplâncton esteve dominado por desmídias, seguidas pelas cianobactérias, clorofíceas cocóides e criptofíceas. A resposta de crescimento do fitoplâncton ao enriquecimento foi mais rápida no tratamento de eutrofização longa que no de eutrofização curta. A biomassa total e a diversidade nos mesocosmos enriquecidos foram maiores que nos controles e no reservatório, embora não estatisticamente significativas. A dominância de desmídias (grupos funcionais X3 e N) foi substituída por cianobactérias filamentosas (Sn e S1), que mostraram uma rápida resposta de crescimento, relacionada ao aumento no pH e na turbidez da água. O crescimento de C. raciborskii (Sn) foi mais pronunciado no tratamento de eutrofização curta, relacionado a elevadas temperaturas e baixo teores de amônio. As populações de desmídias cresceram significativamente após o 10º dia do experimento, o que foi relacionado a decréscimos no pH e altas taxas de reprodução em temperaturas elevadas. A entrada de nutrientes com a pluviosidade foi importante como uma fonte externa que subsidia o crescimento do fitoplâncton num reservatório com características de limitação por nutrientes, principalmente nitrogênio.
Autor(a): Simone Maciel da Costa Gouvea.
Título: Efeitos de saxitoxinas produzidas por Cilindrospermopsis raciborskii e de outras cianotoxinas sobre cladoceros(Branchiopoda).
Ano: 2005. Texto completo em PDF
Resumo
Nos últimos anos, florações de cianobactérias tóxicas têm se tornado freqüentes por todo o mundo, devido ao crescente processo de eutrofização. No Brasil, a espécie Cylindrospermopsis raciborskii têm se tornado dominante em diversos corpos d´água e tem sido descrita como produtora de saxitoxinas. No presente estudo foram avaliados os efeitos de duas cepas de Cylindrospermopsis raciborskii, sendo uma produtora de saxitoxina (T3) e outra não tóxica (NPLP-1), e de uma amostra de água bruta do reservatório do Funil, com ocorrência de C. raciborskii, sobre a mobilidadade, sobrevivência, reprodução e fecundidade de 3 espécies de Cladóceros. Foram também realizados bioensaios com diferentes cepas de cianobactérias produtoras de diferentes cianotoxinas utilizando células intactas e extratos de células liofilizadas, com a finalidade de viabilizar a criação de protocolos padronizados específicos, visando o monitoramento de toxinas em mananciais utilizados para o abastecimento público, através de bioensaios com cladóceros. Os cladóceros D. pulex e M. micrura apresentaram uma inibição nos movimentos natatórios quando expostos à cepa T3 e a água bruta do Funil, enquanto que D. gessneri não apresentou nenhum efeito. A cepa NPLP- 1, não tóxica, não apresentou inibição nos movimentos natatórios, demontrando que este efeito foi mesmo causado pelas saxitoxinas. Portanto, este é o primeiro relato de inibição nos movimentos natatórios em cladóceros expostos a saxitoxinas. Nos bioensaios crônicos, os cladóceros D. pulex e M. micrura foram sensíveis à cepa T3 e resistentes à cepa NPLP-1, enquanto D. gessneri foi resistente à cepa T3 e sensível à cepa NPLP-1. Nos bioensaios realizados com as diferentes cepas tóxicas, os efeitos variaram desde nenhum efeito adverso (CYP-030 e ITEP-024), paralisia dos movimentos natatórios (T3), até a morte dos cladóceros (NPLJ-4). O cladócero D. pulex foi um excelente biomonitor para saxitoxinas. Para a utilização de bioensaios com cladóceros na detecção de cianotoxinas, deve-se levar em conta a sensibilidade dos cladóceros às toxinas, o modo de ação (paralisia ou morte) e a acessibilidade às toxinas (células intactas ou extratos). Em todos os bioensaios foram observadas diferentes sensibilidades entre as espécies de cladóceros testadas, em relação às cepas de cianobactérias e às suas toxinas.
Autor(a): Raquel Moraes Soares.
Título: Aspectos da biodistribuição e efeitos de microcistinas (Hepatotoxinas de cianobactérias) em mamíferos.
Ano: 2005. Texto completo em PDF
Resumo
Microcistinas (MCYST) são as toxinas de cianobactérias mais frequentemente encontradas em florações destes microrganismos. Estes heptapeptídeos são potentes inibidores de proteínas fosfatases 1 e 2A e atingem preferencialmente o fígado nos animais vertebrados. O objetivo deste trabalho foi contribuir para a elucidação dos processos de acúmulo e redistribuição de microcistinas, tanto em animais como em seres humanos que sofreram exposição a estas toxinas. Além disso, pretendemos analisar seus efeitos no fígado e pulmão de camundongos, através de experimentos onde foram utilizadas doses sub-letais. Os resultados demonstraram que microcistinas foram capazes de prejudicar a fisiologia do fígado e do pulmão tanto em animais jovens quanto adultos. No entanto, os fígados dos animais adultos apresentaram sinais de recuperação, uma vez que a atividade fosfatásica e a concentração de glutationa retornaram aos níveis dos controles. No pulmão, MCYSTs causaram um processo inflamatório agudo, caracterizado pela infiltração de células polimorfonucleares e edema. O colapso alveolar também foi verificado, assim como aumento nas pressões resistivas e elastâncias do pulmão, indicando prejuízo à mecânica respiratória. Os resultados dos estudos com soro indicaram que microcistinas podem recircular no organismo por um longo período. Essas toxinas foram detectadas durante 2 meses no soro de pacientes que foram expostos a estas moléculas através de hemodiálise no HUCFF-UFRJ. Portanto, este estudo contribuiu para ressaltar a necessidade do monitoramento e controle de florações de cianobactérias em corpos d’água utilizados tanto para recreação quanto abastecimento da população, uma vez que esta questão é de importância crucial para a saúde pública.
Autor(a): Renato José Reis Molica.
Título: Contribuição ao conhecimento da ecologia, toxicologia e filogenia de Cylindrospermopsis raciborskii (Cianobactéria).
Ano: 2003. Texto completo em PDF
Resumo
Cylindrospermopsis raciborskii vem se tornando uma das espécies de cianobactérias de maior interesse pelos pesquisadores, em razão do seu potencial para produzir toxinas, formar florações e pelo aumento do número de relatos de sua ocorrência nos ecossistemas aquáticos continentais de diferentes países, inclusive do Brasil. Nesse sentido, esta tese teve por objetivos: 1) avaliar as características limnológicas de dois reservatórios de abastecimento - Tapacurá e Ingazeira, ambos localizados no Estado de Pernambuco -, onde florações de C. raciborskii são comuns, 2) caracterizar as saxitoxinas produzidas por uma cepa de C. raciborskii (ITEP-018), 3) identificar as neurotoxinas presentes durante uma floração de C. raciborskii e Anabaena spiroides no reservatório Tapacurá e 4) estudar a diversidade genética de cepas de C. raciborskii. Os resultados indicaram que uma maior estabilidade do ambiente, associada a uma maior concentração de nutrientes e baixa intensidade luminosa, favoreceram a formação de florações de C. raciborskii nos dois reservatórios. As análises mostraram que cepa ITEP-018 produz seis saxitoxinas incluindo uma nova variante. As neurotoxinas identificadas durante uma floração no reservatório Tapacurá foram saxitoxinas e um inibidor de acetilcolinesterase, provavelmente anatoxinaa( s), produzidas por C. raciborskii e A. spiroides, respectivamente. A análise filogenética mostrou uma maior homologia entre cepas de Cylindrospermopsis com a mesma origem geográfica, e estas puderam ser reunidas em três grupos: cepas de origem americana, européia e africana/australiana. Os resultados chamam a atenção para importância do monitoramento de florações tóxicas de cianobactérias e a criação de programas que visem a diminuição do estado trófico dos ecossistemas aquáticos.
Autor(a): Ana Cláudia Pimentel de Oliveira
Título: Efeitos de fatores físicos e químicos na degradação de microcistinas.
Ano: 2003. Texto completo em PDF
Resumo
Florações de cianobactérias tóxicas vêm ocorrendo frequentemente em vários reservatórios de abastecimento público no Brasil. O tratamento convencional da água pode propiciar a lise celular de cianobactérias, promovendo a liberação de cianotoxinas para água que não são removidas por esse tipo de tratamento. Nesse contexto, o presente trabalho teve como proposta avaliar o processo de degradação de microcistinas dissolvidas sob diferentes condições ambientais, assim como avaliar a eficiência de remoção de células de Microcystis aeruginosa (cepa NPLJ-4) e microcistinas através do processo de filtração lenta e de adsorção em carvão ativado granular. Os resultados dos testes de degradação de microcistinas em diferentes condições de pH (3,0; 5,0 e 7,0) e temperaturas (12, 22 e 30oC) evidenciaram que o processo de degradação dessas moléculas foi extremamente lento, no entanto, em meio mais ácido e temperaturas mais elevada a degradação mostrou-se mais intensa. A aplicação de diferentes concentrações de FeCl3 (3,5; 7,5 e 10,1 mg.L-1) e de Al2(SO4)3 (5,14 e 28 mg.L-1) favoreceu a lise das células da cepa NPLJ-4. Entretanto, não foi detectada microcistinas na fração dissolvidas dos tratamentos. Além disso, pode-se verificar que a qualidade da água influenciou nas análises quantitativas das microcistinas dissolvidas. Águas com alta condutividade e concentração de Fe e Al promoveram uma redução significativa na quantificação dessas moléculas bem como na sua atividade biológica. Por outro lado, águas com alta concentração de carbono orgânico dissolvido favoreceram o crescimento bacteriano e a degradação de microcistinas dissolvidas, ficando evidente a influência da comunidade bacteriana na biodegradação de microcistinas. Quanto aos experimentos de remoção, os resultados apontaram que o sistema de filtração lenta foi efetivo para a remoção completa de células da cepa NPLJ-4 em concentrações de até 105 células.mL-1 com taxa de filtração de 2 m3/m2.dia. Nessa condição, não foram detectadas microcistinas intracelulares nem extracelulares na água efluente. Os testes para verificar a capacidade de adsorção de microcistinas por diferentes tipos de carvão ativado granular, normalmente utilizados nos sistemas de purificação de água de centros de diálise, revelaram a não eficiência desses carvões para a adsorção completa das concentrações de microcistinas dissolvidas testadas (1, 10 e 18 μg.L-1). Consequentemente, a água filtrada foi considerada imprópria para a produção de injetável e para o tratamento dialítico.
Autor(a): Gina Luísa Boemer Deberdt
Título: Estudo de cianobactérias em reservatório com elevado grau de trofia (Reservatório de Salto Grande- Americana-SP).
Ano: 2002. Texto completo em PDF
Resumo
O estudo das florações de cianobactérias potencialmente tóxicas é de fundamental importância, principalmente se tratando de um reservatório de grande valor econômico e social, devido a seus usos múltiplos e localização próxima a grandes centros urbanos como é o reservatório de Salto Grande (Americana – SP). Assim, este trabalho visou fornecer subsídios para formulação de prognóstico da ocorrência de cianobactérias e produção de toxinas em ambientes aquáticos com elevado grau de eutrofização. Para isto, a pesquisa foi desenvolvida em três escalas: em macrocosmo (represa), foi determinada a variação da ocorrência das espécies de cianobactérias e das demais classes fitoplanctônicas, e analisado o potencial tóxico das amostras coletadas nos meses chuvosos (janeiro, fevereiro e março / 98) e de estiagem (junho, julho, agosto e setembro / 98) em duas estações de coleta no reservatório de Salto Grande; em mesocosmo (tanques), verificou-se, durante o período de seca, as variações na ocorrência das classes fitoplanctônicas e das espécies de cianobactérias e produção de toxinas, em função da manipulação da razão N/P através da dosagem de nitrogênio e fósforo na água; em microcosmo (garrafões de vidro, em laboratório), foi testado o efeito da redução de fósforo e conseqüente aumento da razão N/P sobre o crescimento e produção de toxinas em culturas de cepas de Microcystis aeruginosa (Kützing) Kützing, isoladas a partir de amostras de florações desta espécie no reservatório de Salto Grande, durante os meses chuvosos e os secos. No ambiente foi detectada a presença de microcistinas na água de todos os dias de coleta, exceto em 25/02/99. Em geral, as concentrações estiveram abaixo do limite de aceitabilidade (1 μg.L-1), com exceção da estação 2 nos dias 27/01/99 (39,53 μg.L-1) e 22/03/99 (3,98 μg.L-1). Nos experimentos em mesocosmos notou-se um aumento da densidade fitoplanctônica nas 3 condições xi distintas. Na condição controle (sem manipulação), ocorreu um sensível aumento da porcentagem de contribuição das cianobactérias e diminuição dos demais grupos ao longo dos 11 dias. Na condição de razão N/P baixa, houve um pequeno aumento na porcentagem de contribuição das cianobactérias e clorofíceas, uma diminuição das criptofíceas e os demais grupos não apresentaram grandes alterações. Sob razão N/P alta, as cianobactérias tiveram um aumento, as clorofíceas mantiveram-se constantes e as criptofíceas diminuíram em relação às porcentagens iniciais. As condições dos tanques mantidos com razão N/P baixa foram mais favoráveis às clorofíceas. As cianobactérias apresentaram um aumento de biomassa nas condições dos tanques mantidos com razão N/P alta. Em microcosmos, a fase exponencial teve início no 8o dia de cultivo em todos os testes. Ao completar aproximadamente 18 dias de experimento, notou-se uma diminuição no rendimento das culturas em meio ASM-1 com redução de fósforo. Em todas as escalas estudadas constatou-se que a concentração de microcistina esteve relacionada a fatores favoráveis ao desenvolvimento das espécies tóxicas. Entretanto, os fatores determinantes para o crescimento de cianobactérias tóxicas, apresentaram diferentes papéis em cada escala estudada. No macrocosmo, a estabilidade da coluna d’água foi fundamental para o estabelecimento de maiores densidades de espécies tóxicas. Nos mesocosmos, o enriquecimento foi responsável pelo aumento da densidade de espécies tóxicas. Nos microcosmos, a disponibilidade de fósforo esteve diretamente relacionada à taxa de crescimento de Microcystis aeruginosa e conseqüentemente, ao aumento da concentração de microcistina.
Autor(a): Patrícia Domingos.
Título: Dominância de cianobactérias produtoras de microcistinas na Lagoa de Jacarepaguá, RJ.
Ano: 2001. Texto completo em PDF
Resumo
A comunidade fitoplanctônica e a ocorrência de florações de cianobactérias tóxicas na Lagoa de Jacarepaguá (RJ) foram estudadas a partir de urna abordagem ambiental e experimental. A Lagoa de Jacarepaguá é oligohalina (O a 10S), rasa e vem recebendo efluentes domésticos e industriais intensificados nas duas últimas décadas, tornando-se hipereutrófíca (136 µg. L-1 média anual de clorofila a). Realizou-se estudo de um ciclo anual (08/96 a 09/97) com amostragens quinzenais em três estações de coleta, Desde o início do estudo até o final da primavera (11/96) a comunidade fitoplanctônica foi dominada por clorofíceas, sobretudo Chlorococcales (61%), sendo substituídas por cianobactérias (87%), principalmente Microcystis aeruginosa, que se tornou a espécie dominante pelo restante do período estudado, A biomassa de clorofíceas esteve associada positivamente com as concentrações de nitrato (r= 0,72), fosfato (r= 0,55) e com a profundidade da lagoa (r= 090) e negativamente com salinidade (r= -0,41), temperatura (r= -0,31) e concentração de amónia (r=-0,33), já a biomassa de cianobactérias esteve diretamente relacionada à salinidade (r= 0,59), concentração de amónia (r= 0,42) e inversamente à transparência da água (r= -0,40) e temperatura (r= -0,30). Análises por HPLC demonstraram a presença de microcistinas (MC), heptapeptídeos cíclicos hepatotóxícos em todas as amostras do séston, após o surgimento de M aeruginosa (0,8 a 979,2 ug.L-1 ), mas não na água. A biomassa de M aeruginosa, a concentração de MC no séston e a quota celular de microcistina (MC/célula de M aeruginosa) foram mais elevadas na estação 3 (Arroio Pavuna), região que recebe a maior quantidade de efluentes com carga poluente. As variáveis ambientais que se relacionaram ao sucesso de M aeruginosa na lagoa foram salinidade (r= 0,58) e concentração de amónia (r= 0,41). A salinidade demonstrou ser um fator importante para explicar o sucesso de cianobactérias nesse ambiente. Por outro lado, experimentos realizados em diferentes condições de salinidade (0, 2,5 e 10S) para testar o crescimento e produção de microcistinas por M aeruginosa (cepa NPLJ-36) revelaram que a salinidade não trouxe beneficio direto à cianobactéria. Resultados de cultivos realizados em presença e ausência de Eichhornia crassipes, macrófita abundante na lagoa, indicaram que há uma competição entre essas duas comunidades pelos recursos do meio e que o aumento de salinidade afetou principalmente a macrófita, eliminando-a e trazendo um beneficio indireto para a comunidade de cianobactérias. Os valores intermediários de salinidade testados (2S e 5S) foram os de maior produção de microcistinas, apontando para o risco de ocorrência das florações de M aeruginosa no ambiente estudado, onde esses são os valores de salinidade mais frequentes. As constantes flutuações de salinidade às quais a lagoa está sujeita oferecem um risco de proporcionar maior biomassa de cianobactérias e, em consequência, maior concentração de microcistinas, trazendo sérios problemas à saúde pública, em virtude do uso para a pesca e atividades de lazer desse ambiente.
Autor(a): Marcelo Manzi Marinho.
Título: Ecologia do fitoplâncton do Reservatório de Juturnaiba, Araruama-RJ, Brasil: Estrutura e dinâmica da comunidade, aspectos ecofisiológicos e metodológicos.
Ano: 2000. Texto completo em PDF
Resumo
A dinâmica da comunidade fitoplanctônica de um reservatório de abastecimento (reservatório de Juturnaíba, RJ, Brasil - 22°33’S; 42°18’W) foi analisada relacionando-a com as variações de alguns fatores físicos e químicos, usualmente considerados como os principais reguladores da biomassa e composição do fitoplâncton. Estudos experimentais em laboratório, sobre a ecofisiologia das principais espécies fitoplanctônicas, foram realizados para verificação de algumas hipóteses levantadas a partir de observações no ambiente. Além dos aspectos ecológicos, também foram abordadas questões metodológicas sobre a aplicação da técnica de análise quantitativa de pigmentos fotossintéticos para avaliação do fitoplâncton. A avaliação do padrão geral de variação da composição e biomassa da fitoplâncton, através da análise de pigmentos fotossintéticos, foi consistente com os resultados obtidos pela metodologia de contagem de organismos em microscópio invertido, comprovando a aplicabilidade desta técnica para o estudo e monitoramento do fitoplâncton. A análise e comparação dos resultados sob a ótica de teorias ecológicas possibilitou um melhor entendimento dos processos ecológicos determinantes da estrutura e função do fitoplâncton. Nossos dados foram consistentes com a abordagem fitossociológica em relação à delimitação de associações de espécies do fitoplâncton em sistemas tropicais enriquecidos, a despeito de a hipótese ter sido originalmente formulada para ecossistemas de regiões temperadas. Outro aspecto teórico também considerado foi a análise das relações empíricas entre os recursos e a abundância das espécies considerando a ecofisiologia das espécies. Tanto as descrições estatísticas quanto as baseadas nas observações demonstraram as fortes interações entre as condições de limitação em geral e a variabilidade relativa dos recursos, em particular na regulação da estrutura da comunidade fitoplanctônica. Com base nestas considerações, a disponibilidade de nitrogênio foi considerada como um dos principais fatores determinantes da sucessão sazonal observada no reservatório de Juturnaíba. Então, considerando um cenário de competição entre as principais espécies registradas (Microcystis aeruginosa e Aulacoseira distans) seria esperado que as taxas de crescimento destas algas fossem influenciadas pela razão N/P. Contudo, os resultados obtidos nos experimentos em laboratório não mostraram diferenças significativas entre as taxas de crescimento destas espécies. M. aeruginosa, entretanto, apresentou uma capacidade de produção de biomassa superior a de A. distans, especialmente em baixas razões N/P. Além disso, os experimentos demonstraram que M. aeruginosa tem um potencial maior que A. distans para influenciar a disponibilidade proporcional de nutrientes. Deste modo, a variação da razão N/P no reservatório de Juturnaíba pode ter sido consequência das elevadas capacidades de absorção de nitrogênio e fósforo das cianobactérias, o que sugere que o sucesso de M. aeruginosa e declínio de A. distans parece ter sido decorrente da maior capacidade das cianobactérias em crescer sob menor disponibilidade de nitrogênio. Os resultados deste estudo confirmam a importância de serem conciliadas observações de campo com estudos experimentais, para uma melhor compreensão dos processos ecológicos na comunidade fitoplanctônica.
Autor(a): Aloysio da Silva Ferrão Filho
Título: Influência das florações de cianobactérias na dinâmica de populações zooplanctônicas da Lagoa de Jacarepaguá (RJ): Efeitos tóxicos de Microcystis aeruginosa sobre os cladóceros.
Ano: 1998. Texto completo em PDF
Resumo
Neste trabalho, estudaram-se as comunidades zooplanctônicas da lagoa de Jacarepaguá (RJ) e as influências da floração da cianobactéria Microcystis aeruginosa sobre as populações de cladóceros do mesmo ambiente. Foram realizadas coletas de campo no período de agosto/96 a setembro/97 e analisou-se a variação qualitativa e quantitativa das populações zooplanctônicas e de algumas variáveis físicas e químicas da agua. Foram também realizados vários experimentos de laboratório, com a finalidade de se testar os efeitos de M aeruginosa na sobrevivência, no crescimento e na taxa de filtração de espécies de cladóceros. A análise dos resultados de campo mostraram que a temperatura e salinidade foram fatores importantes na dinâmica das populações zooplanctônicas. As populações de cladóceros apresentaram sinais de limitação alimentar durante a forração de M aeruginosa, como redução na produção de ovos e produção de efipios. O aumento da concentração de microcistinas no séston, entretanto, não exerceu efeito evidente nas populações zooplanctônicas. Os experimentos laboratoriais demonstraram que M aeruginosa pode exercem efeitos tóxicos sobre as populações de cladóceros. Estes efeitos foram mais evidentes quando foram utilizadas cepas de cianobactéria cultivadas em laboratório, como redução na sobrevivência, na reprodução, no crescimento e na taxa de filtração. Quando foram utilizadas amostras das populações naturais da lagoa, estes efeitos nem sempre foram evidenciados. Os resultados revelaram que os efeitos tóxicos de M aeruginosa dependem: da concentração de células toxicas, do tamanho das colônias, da disponibilidade de recursos alimentares de alto valor nutritivo e da sensibilidade da espécie de cladócero.
Autor(a): Pedro Antonio Zagatto.
Título: Evaluation ecotoxicologique du reservoir Guarapiranga, Sp - Bresil en relation avec le probleme des algues toxiques et des algicides.
Ano: 1995. Texto completo em frances
Resumo
This biomonitoring study was carried out in Guarapiranga reservoir which is an important source for drinking water in Sao Paulo city, Brazil. Physico-chernical, biological and ecotoxicological results of the water and sediments from the Guarapiranga reservoir are hereby reported with the results of copper bioaccumulation. Toxicity of cyanophyces isolated from this reservoir, toxin retention by active charbon, toxicity studies of the algicides, hydrogen peroxide and copper sulfate, towards aquatic organisms and the proposition of the maximal allowable limits of the toxic algae in the water are presented too. Based on the total phosphate, orthophosphate, cWorophyll-a contents, as well as on the phytoplancktonic communities and water transparency, the Guarapiranga reservoir could be described as meso-hypereutrophic. Phosphate and copper leveis exceeded the standards of water quality required for preservation of aquatic !ife. Among the isolated species of cyanophyces, Oscillatoria quaaripunctulata, O. limnetica, O. amphibia, Phormidium sp, Microcystis incena as well as one of three strains of M. aeruginosa, ali were acutely toxic to rnice. For Daphnia only O. redekei caused acute toxicity. Hydrogen peroxide and copper sulfate were then tested for their algicidal activities. Filamentous algae were more sensitive to the hydrogen peroxide than to copper. However, these two products were more toxic to rnicrocrustaceans than to algae and fish species . The acute toxicity of these algicide rnixtures is less than additive. Nevertheless, phancktonic organisrns were good indicators for copper concentration in water. ln fact, copper was slightly bioaccumulated in fish muscles. Fish could still be considerated as acceptable for human consumption. The retention capability of activated charcoal was tested for the algal toxins. IS mg of the adsorbant was sufficient to retain up to 5mg of toxic algae dry weight. The Guarapiranga sediments could be considered as moderately to highly polluted by copper, although the sediments did not cause toxicity to Hyallela. The highest polluted area of this reservoir is located near the water catchrnent. Qur results show that the reservo ir is characterized by a dystrophic process, high algicide concentrations and subsequent toxicity of the water.
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