Foto: Vera Huszar
agoa Comprida (Macaé-RJ)
Foto: L. P. Nielsen
nº 35 (3)
Dezembro de 2006
Coelastrum microporum
Foto: Alex Enrich-Prast
Editor
Alex Enrich-Prast
[email protected]
Editores Executivos
Luiz Fernando Jardim Bento
Breno Alves Guimarães-Souza
Luana Queiroz Pinho
Humberto Marotta
Ana Lúcia Santoro
Ângela Manzolillo Sanseverino
[email protected]
SBL 2005 - 2007
Presidente
Ricardo Motta Pinto Coelho
[email protected]
Primeira Secretária
Renata Panosso
[email protected]
Primeiro Tesoureiro
Marcos Callisto
[email protected]
Vice Presidente
Antônio Fernando M. Camargo
[email protected]
Segunda Secretária
Andrea Figueiredo
[email protected]
Segundo Tesoureiro
Luís Maurício Bini
[email protected]
Mensagem do presidente .................................61
Mensagem do Editor do Boletim .....................62
Mensagem do Editor da Acta...........................63
Artigos ................................................63
Métodos e Equipamentos ...................67
Tópicos Especiais................................73
Boletim da Sociedade Brasileira de Limnologia - nº 35 (3)
nº 35(3)
Dezembro de 2006
Mensagem do Presidente
Prezados Limnólogos,
O último trimestre de 2006 foi marcado
por grandes realizações no âmbito da SBL. O fato
mais importante nesse período foi, sem dúvida
alguma, a formalização do acordo judicial entre a
SBL e a AMV-Eventos que foi a responsável pela
organização da estrutura logística do X CBL, em
Ilhéus. Esse acordo foi celebrado no dia 08 de
dezembro de 2006, em uma audiência de
conciliação perante a Dra. Maria Verônica Moreira
Ramiro Furtado, juíza de direito titular da 1ª Vara
Cível da Comarca de Salvador. A SBL foi
representada pelo seu presidente e pelo advogado
Dr. Felipe Fernandes Ribeiro Maia (OAB/MG
90.457). A ação foi interposta pela AMV Eventos
contra a SBL e o seu atual presidente, em fevereiro
de 2006 tendo em vista o não reconhecimento,
por parte da antiga diretoria da SBL, do acordo
firmado entre o presidente do comitê organizador
do X CBL e aquela agência prestadora de serviços.
Essa pendência exigiu, por parte da atual diretoria,
um considerável esforço para que pudéssemos
chegar ao acordo ora firmado. Eu estou convicto
de que o acordo foi vantajoso para a SBL, pois
dos R$ 71.006,30 bloqueados pela justiça a partir
da conta da SBL no BB, a sociedade irá pagar
apenas R$ 45.000,00. Por outro lado, os principais
termos do acordo firmado com a AMV- Eventos
foram respeitados e, dessa forma, foram
preservados, em nível máximo possível os
interesses das partes envolvidas. Em minha
avaliação, dois aspectos em relação a essa
pendência devem ser ressaltados: (a) A SBL está
agora livre de quaisquer pendências judiciais e
pode, portanto, iniciar o processo de captações de
novos recursos visando, sobretudo, o XI CBL
(Macaé, Agosto de 2007); (b) A SBL tem agora
os recursos necessários não só para terminar a
atual gestão, mas também apoiar de imediato uma
série de demandas de curto prazo em relação ao
XI CBL.
Outra boa notícia que temos para
compartilhar com os sócios da SBL é a inclusão
da Acta Limnologica Brasiliensia no Portal da
CAPES (http://www.periodicos.capes.gov.br/
portugues/index.jsp). Essa inclusão é o resultado
não somente da consolidação de nosso portal
(4.500 acessos, desde julho de 2006), mas reflete
o aumento de qualidade do periódico oficial da
SBL, coordenado pelo seu editor chefe Raul
Henry (UNESP, Botucatú). Esse portal
certamente dará um salto vigoroso na
visibilidade de nosso periódico. Para que os
sócios da SBL tenham uma idéia do que isso
representa, basta considerar que, o portal de
periódicos da CAPES contou com 4,6 milhões
de consultas nos quatro primeiros meses de 2006
(segundo informações da CAPES).
Outro passo importante para a
consolidação de nosso portal (http://
www.sblimno.org.br) foi a inclusão de todo o
acervo de boletim oficial da SBL. Agora, os
visitantes de nosso site poderão acessar desde o
boletim número 01, editado em 1983 até o
boletim número 35 editado em setembro de
2006. Essa ação contribui não só para a
preservação da memória da SBL, mas,
sobretudo, porque disponibiliza um novo
instrumento para agilizar o intercâmbio de
informações relevantes para o desenvolvimento
da Limnologia brasileira. E, num breve futuro,
serão disponibilizadas todas as atas da
sociedade, o que deverá ajudar a toda a
administração da sociedade tornando, por
exemplo, a transição de diretorias algo menos
traumático.
A SBL também promoveu uma vigorosa
ação junto a todos os sócios da sociedade
visando o pagamento das anuidades de 2006.
Enviamos correspondências a todos os sócios
com as boletas de pagamentos já impressas. Essa
ação rendeu excelentes resultados estando hoje
o índice de inadimplência bastante reduzido.
Durante o processo de envio de mala direta aos
sócios, percebemos que os seus dados cadastrais
Boletim da Sociedade Brasileira de Limnologia - nº 35 (3)
61
estão muito defasados. Dessa forma, solicitamos a
todos os sócios que atualizem seus dados cadastrais
no portal ou, se preferirem, nos enviem diretamente
via e-mail (e-mail: [email protected]) os seus
dados de endereço, telefone e e-mail devidamente
atualizados. O recadastramento periódico de todos
os nossos sócios é importante, pois é através desses
cadastros que a SBL mantém um contato direto com
os seus sócios.
Estive ainda representando a SBL na
solenidade comemorativa dos 55 anos da Capes no
Palácio do Planalto, realizada no dia 08/11/2006.
Nessa solenidade, além das premiações das
melhores teses de doutoramento realizadas pelos
seus respectivos bolsistas, a CAPES ainda entregou
a premiação Anísio Teixeira a pesquisadores que
ser destacaram no cenário da produção de C&T no
Brasil, em 2006. Dentre os agraciados, a Profa. Dra.
Ana Lúcia Gazolla, ex-presidente da ANDIFES. Ela
deu um grande apóio à área de pós-graduação em
sua gestão, como reitora da UFMG, e, em particular,
ao curso de PG em Ecologia, Conservação e Manejo
da Vida Silvestre que coordenei durante esse mesmo
período. Hoje, ela ocupa uma posição de grande
destaque no escritório da UNESCO no Brasil. Essa
minha viagem a Brasília foi custeada com recursos
do meu grupo de pesquisas aqui na UFMG.
No dia 18/12/2006, estivemos, o Prof.
Francisco Esteves (UFRJ) e eu, reunidos com a Dra.
Gabriele Althoff, diretora Geral do Deutscher
Akademischer Austauch Dienst - DAAD,
tradicional órgão de fomento de capacitação e
pesquisa da República Federal Alemã. Além de
cordial e extremamente agradável, a nossa reunião
foi muito produtiva. A Dra. Althoff nos propôs a
idéia de organizar um evento conjunto SBL/DAAD
por ocasião do XI Congresso da SBL em Macaé.
Esse evento teria lugar no NUPEM/UFRJ,
começando um dia antes do início do XI CBL
propriamente dito. O DAAD traria para esse evento
pesquisadores da Alemanha e países da A.L. além
de limnólogos doutores, ex-bolsistas do DAAD
atualmente trabalhando no Brasil. O DAAD ainda
irá ainda custear um livro, a ser editado
possivelmente em inglês, que traria não somente
as contribuições dos ex-bolsistas do DAAD, mas
também de outros pesquisadores especialmente
convidados. Pelo montante a ser alocado pelo
DAAD, essa já é sem dúvida alguma uma das
maiores contribuições já acertadas para o XI CBL.
Gostaria de finalizar essas palavras
desejando a todos os limnólogos do Brasil bem
como a seus familiares um feliz natal e um 2007
pleno de realizações e novas conquistas. Que
2007 seja também um ano cheio de grandes
realizações para a nossa querida SBL.
Ricardo Motta Pinto Coelho
[email protected]
Universidade Federal de Minas Gerais
Mensagem do Editor do Boletim
Chegamos ao final de 2006 e
cumprimos nossa meta de publicar três
volumes do Boletim da Sociedade Brasileira
de Limnologia (BSBL). O trabalho não foi
pequeno, mas tivemos muito prazer em realizálo. O mérito de termos conseguido terminar
estes volumes é dos muitos autores que
colaboraram com textos, mensagens, ajuda e
sugestões; a eles deixo aqui meus sinceros
agradecimentos. Ao longo deste tempo o BSBL
tem passado por modificações com o intuito
de se tornar cada vez mais informativo e
interessante, e esperamos que aos poucos este
objetivo seja alcançado. Na seção Tópicos
Especiais desta edição do BSBL o tema é
Fitoplâncton. Agradeço especialmente a Profa.
Dra. Vera Huzsar, que além de redigir um
excelente artigo, nos ajudou com ótimas
sugestões. Lembro a todos que a seção Tópicos
Especiais da próxima edição será sobre
Microbiologia Aquática, e gostaríamos de
convidar a todos os interessados a colaborar
com textos e sugestões. Para garantir que o
Boletim possa ter sua periodicidade, nós
convidamos alguns pesquisadores a escrever
artigos, pois as submissões espontâneas ainda
são, infelizmente, pouco representativas. Desta
forma gostaria novamente de reforçar o convite
a todos para participar do Boletim. Despeçome desejando um feliz 2007, com muita paz,
saúde e alegrias.
Alex Enrich-Prast
[email protected]
Universidade Federal do Rio de Janeiro
Boletim da Sociedade Brasileira de Limnologia - nº 35 (3)
62
Mensagem do Editor da Acta
Limnologica Brasiliensia
O volume 18(2), 2006 acaba de ser
publicado e distribuído (em 01 de novembro).
Infelizmente, o número de colegas, sócios da SBL,
e por conseguinte “amigos” da ACTA, é ainda
muito pequeno. Até o presente momento (dia 08
de novembro), o número de pessoas que
renovaram a sua anuidade (ano 2006) ou
afiliaram-se a SBL, é de somente 44 (quarenta e
quatro). Exortamos os leitores desta nota, que
ainda não o fizeram, a participar mais ativamente
da SOCIEDADE BRASILEIRA DE
LIMNOLOGIA. Uma das obrigações dos sócios
é manter a sua anuidade em dia. Em contrapartida,
recebe os exemplares publicados de ACTA
LIMNOLOGICA BRASILIENSIA (este ano,
enviei aos 44 colegas 3 números : 17(4), 2005;
18(1) e 18(2), 2006). Estamos preparando o
terceiro número de 2006, cuja publicação está
prevista para o inicio do próximo ano. O atraso
deve-se ainda, em parte, ao número reduzido de
manuscritos submetidos para publicação (até o
dia 08 de novembro, o total em 2006 é de 42
trabalhos). Por outro lado, isto tem permitido a
publicação (quando aprovado) em tempo
relativamente curto (cerca de 9 meses). Dois
fatores limitantes à submissão de artigos para
publicação podem ser identificados. O primeiro
é a língua inglesa, mas impossível de mudar se
desejamos que os nossos trabalhos tenham grande
impacto, inclusive internacional (Somente para
lembrar ACTA tem conceito Qualis A para as áreas
de Meio Ambiente e Zootecnia e Recursos
Hídricos). Um esforço deve ser feito por todos
visto que inglês é a língua científica. O outro fator
é a cobrança de R$ 20,00 (vinte reais) por página
impressa. Talvez, num futuro próximo, esta taxa
de contribuição dos autores para a publicação de
seus artigos possa ser reduzida ou mesmo
eliminada, caso tenhamos êxito no pleito feito
junto ao CNPq recentemente (agosto de 2006)
para um auxilio a publicação. Mesmo assim,
insisto junto a todos os associados da SBL, jovens
e veteranos, prestigie a SUA revista, submetendo
artigos para publicação. Lembrem-se que a
pesquisa está encerrada com a publicação dos
dados de nossos relatórios e teses. Além disso, é
obrigação social disponibilizar os dados de nossas
investigações para todos os componentes da
Sociedade. Afinal, é com o recolhimento das
taxas e impostos pagos por todos, que recebemos
bolsas e financiamentos para os nossos projetos.
Raoul Henry
[email protected]
UNESP- Botucatu
Artigos
CRIAÇÃO DA ASSOCIAÇÃO SUL-AMERICANA
PARA A ÁGUA - GWP AMÉRICA DO SUL
No dia 27 de outubro de 2006 foi criada
a Associação Sul Americana para a Água
(GWP América do Sul), como resultado da
Assembléia Geral dos Membros da Associação
Mundial para a Água (GWP, segundo sua sigla
em inglês), realizada na sede da Associação
Latino Americana de Integração – ALADI, em
Montevidéu – Uruguai.
Sua presidência será exercida pela
Venezuela e o seu Secretariado Regional será
sediado no Brasil, ambos por um período de dois
anos. A Associação conta com 105 membros de
10 países da região. Durante esta Assembléia foi
firmada a Ata Constitutiva – Estatutos, que define
como objetivos:
o
Promover a gestão integrada dos recursos
hídricos, desenvolvendo uma agenda
regional que atenda às principais
prioridades identificadas para a região;
Boletim da Sociedade Brasileira de Limnologia - nº 35 (3)
63
o
o
Facilitar o intercâmbio de informação e o
desenvolvimento de capacidades nos
âmbitos de sua competência;
Apoiar a criação de novas associações nos
países (Country Water Partnership CWP), assim como fortalecer as
associações existentes.
A Associação também conjugará esforços
para a concretização dos planos de trabalho
nacionais, sub-regionais e regionais, que
favoreçam a participação dos principais atores da
gestão integrada de recursos hídricos, e que
atendam seus problemas e requerimentos
fundamentais, procurando contribuir com o
fortalecimento da governança dos recursos
hídricos da região e com a construção de visões
compartilhadas.
A Associação propiciará, também, a
criação de espaços para o diálogo e a promoção
de debates, fóruns, seminários e demais iniciativas
abertas e neutras, dirigidas à aplicação eficiente
de políticas e estratégias voltadas à gestão
integrada de recursos hídricos.
Inicialmente, a Associação será dirigida
por um Comitê Diretor Regional formado pela
Parceria Brasileira pela Água, pelo Fórum
Peruano da Água, pela Câmara Uruguaia de
Membros da Associação Mundial para a Água e
pela Associação Venezuelana para a Água, com o
apoio do Secretariado do GWP na Suécia.
Por decisão unânime, o Comitê Diretor da
Associação será presidida por Diego Díaz Martin,
Presidente da ONG venezuelana VITALIS e
Chefe do Departamento de Estudos Ambientais
da Universidade Metropolitana, que manifestou
que “uma nova esperança para o trabalho
conjunto e coordenado surge na América do Sul
da parte do GWP, para promover a gestão
integrada dos recursos hídricos, e
desenvolvimento sustentável da região, a
conservação dos ecossistemas, a mitigação da
pobreza, o melhoramento de qualidade de vida e
a justiça sócio-ambiental efetiva”.
A América do Sul possui 26% dos
recursos hídricos do mundo, ocupando 12% da
superfície terrestre, no qual confere uma especial
relevância global.
Espera-se que, na medida em que se
estabeleçam novas associações nacionais para a
água, as mesmas se incorporem a esta instância
de coordenação regional, esperando agrupar a
maior quantidade de atores-chave para a gestão
integrada de recursos hídricos a nível regional,
entre os quais se destacam órgãos
governamentais,
empresas
privadas,
comunidades locais, universidades, associações
de usuários e meios de comunicação, entre
outros.
Gisela Damm Forattini
[email protected]
Agência Nacional de Águas
Boletim da Sociedade Brasileira de Limnologia - nº 35 (3)
64
O PROCESSO DE CONSTRUÇÃO DO PLANO de abordagem, quais sejam:
BRASILEIRO DE RECURSOS HÍDRICOS
A iniciativa do Governo Brasileiro, por
meio da Secretaria de Recursos Hídricos do
Ministério do Meio Ambiente - SRH/MMA, de
valorizar o estabelecimento de processos de
planejamento de médio e longo prazos,
caracteriza-se de suma importância para a
continuidade, fortalecimento e integração de
políticas públicas correlatas e para o norteamento
das ações do Estado. O plano brasileiro de
recursos hídricos, denominado Plano Nacional
de Recursos Hídricos - PNRH vem ao encontro
desta ação estratégica, sendo que as bases
conceituais para a sua construção estão
alicerçadas nos fundamentos, objetivos e
diretrizes gerais de ação, previstos na Política
Nacional de Recursos Hídricos (Lei Federal nº
9.433/97), destacando: a reafirmação da domínio
público das águas; a prioridade para o consumo
humano e para a dessedentação de animais, em
situações de escassez; os usos múltiplos das
águas; o seu valor econômico; a bacia
hidrográfica como unidade territorial para
implementação da Política Nacional de Recursos
Hídricos; a descentralização e a participação
social no processo de gestão; a utilização
integrada e sustentável da água; os conceitos de
integração e articulação, tanto do ponto de vista
dos processos sócio-ambientais, quanto políticos
e institucionais.
O Plano Nacional de Recursos Hídricos
foi aprovado pelo Conselho Nacional de Recursos
Hídricos, instância máxima do Sistema Nacional
de Gerenciamento de Recursos Hídricos, por
meio de sua Resolução No. 58, de 30 de janeiro
de 2006. É composto por quatro volumes:
Panorama e Estado dos Recursos Hídricos do
Brasil; Águas para o Futuro: Cenários para 2020;
Diretrizes; e, Programas Nacionais e Metas.
Dada a dimensão do País, assim como as
diversidades física, biótica, sócio-econômica e
cultural das regiões hidrográficas brasileiras,
foram adotadas duas vertentes de análise: uma
nacional e outra regional, integradas e
interdependentes.
Na vertente nacional se organizaram os
temas e questões estratégicas, de abrangência
nacional, voltados para efetivar a gestão integrada
dos recursos hídricos, decorrentes de três linhas
· linha vertical – incorpora a análise das
variáveis resultantes da interação do âmbito
regional para todo o País, na qual destacamse os temas e questões regionais de
importância nacional. São temas organizados
de forma a explicitar a problemática da água
e a sua inter-relação com o processo de
ocupação regional e a conseqüente pressão
sobre os biomas e ecossistemas;
· linha horizontal – agrega temas e questões de
pertinência nacional, voltados para a inserção
global e macrorregional do Brasil, próprias às
articulações com outros países, à Política
Nacional de Recursos Hídricos no Quadro
Administrativo Brasileiro, à articulação da
política de recursos hídricos com outras
políticas públicas, e à articulação com setores
intervenientes;
· linha transversal de análise – fornece
elementos voltados para a incorporação efetiva
dos Municípios ao processo de gestão das
águas, em vista da necessidade de articular o
planejamento municipal (Planos Diretores,
ordenamento do uso e ocupação do solo,
zoneamento ambiental) com o planejamento
de recursos hídricos.
No tocante à vertente regional, questões
de caráter estritamente regionais ou locais
integram o estabelecimento de visões regionais
para os recursos hídricos, nas 12 Regiões
Hidrográficas brasileiras. Essa reflexão
prospectiva possibilita estabelecer as prioridades
regionais, assim como a inserção macrorregional
da região estudada, em vista das possíveis
articulações com regiões vizinhas.
Dois aspectos básicos, distintos e
interdependentes, foram também considerados
para o estabelecimento do escopo metodológico
do PNRH: a participação social e o
estabelecimento de uma base técnica consistente
para subsidiar as discussões e as deliberações
quanto ao Plano. Nesse contexto, destaca-se que
a construção participativa e descentralizada do
Plano Nacional de Recursos Hídricos amplia e
alarga o universo dos participantes para além do
Conselho Nacional de Recursos Hídricos e das
Boletim da Sociedade Brasileira de Limnologia - nº 35 (3)
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Boletim da Sociedade Brasileira de Limnologia - nº 35 (3)
66
respectivas Câmaras Técnicas relacionadas ao
tema, em especial a Câmara Técnica do Plano
Nacional de Recursos Hídricos. Dessa forma,
reforçando as atribuições do Conselho Nacional
de Recursos Hídricos de aprovar e acompanhar
a execução do Plano em todas as suas etapas de
desenvolvimento, esse procedimento visa
sinalizar ao Conselho sobre a capilaridade das
ações delineadas, imprimir maior legitimidade e
compromissos com a implementação do Plano,
assim como dar conseqüência às orientações por
ele apontadas e estabelecidas.
Portanto, o Plano Nacional de Recursos
Hídricos apoiou-se em uma base técnica como
subsídio aos debates, que envolveram
aproximadamente 7.000 pessoas. Esta base
técnica compôs o conjunto de informações
necessárias para a estruturação dos conteúdos do
Plano, sendo composta pelo Documento Base de
Referência - DBR (SRH/ANA, 2005), pelo
conjunto de dez estudos nacionais realizados pela
Agência Nacional de Águas – ANA, pelos doze
Cadernos Regionais de Recursos Hídricos
desenvolvidos em articulação com doze
Comissões Executivas Regionais – CERs, e tendo
como foco a análise da dinâmica das 12 Regiões
Hidrográficas brasileiras e de suas relações com
os recursos hídricos, pelos cinco Cadernos
Setoriais de Recursos Hídricos, que apresentam
uma análise da dinâmica dos principais setores
usuários de recursos hídricos e de suas relações
com a água, e pelos relatórios das quatro Oficinas
Temáticas, das três Oficinas Setoriais e do
Seminário Nacional de Diretrizes e Programas,
ocorridos entre os meses de março de 2004 e
novembro de 2005.
Com o intuito de imprimir um enfoque
mais estratégico a esse processo de planejamento,
empregou-se a metodologia de prospectiva
exploratória para a construção de cenários, de
maneira a possibilitar a explicitação de futuros
alternativos prováveis para os recursos hídricos
nacionais, considerando o período de 2005 a
2020.
À luz das bases conceituais apresentadas,
e em consonância com as Metas de
Desenvolvimento do Milênio e com os preceitos
definidos na Agenda 21 brasileira, o PNRH tem
como objetivo geral:
de diretrizes e políticas públicas, voltadas para
a melhoria da oferta de água, em quantidade e
qualidade, gerenciando as demandas e
considerando a água um elemento estruturador
para a implementação das políticas setoriais, sob
a ótica do desenvolvimento sustentável e da
inclusão social.
O Plano foi desenvolvido com uma visão
de processo, voltado para subsidiar o SINGREH
na construção de um ciclo virtuoso do
planejamento-ação-indução-controleaperfeiçoamento, apresentando um caráter
dinâmico e contínuo, apoiado em um processo
de monitoramento, avaliação e atualizações
periódicas, incorporação do progresso ocorrido,
bem como de novas perspectivas, decisões e
aprimoramentos que se fizerem necessários. É
nesse sentido que contará com revisões
quadrienais, além de um Sistema de
Gerenciamento Orientado para Resultado –
SIGEOR, visando ao monitoramento e avaliação
da implementação do Plano.
Marcos Neves
[email protected]
Secretaria de Recursos Hídricos/
Ministério do Meio Ambiente
Métodos e Equipamentos
Métodos moleculares para análise de
comunidades microbianas em
ambientes aquáticos: III. DGGE.
SEQÜÊNCIAS DO MESMO TAMANHO
Inicialmente desenvolvida para análises
de mutações, a técnica de DGGE (eletroforese
em gel com gradiente de desnaturantes) foi
posteriormente ajustada e utilizada para análises
de comunidades microbianas por Muyzer et al.
(1993. Appl. Environ. Microb. 59 (3): 695-700) .
Estabelecer um pacto nacional para a definição Desde então vem sendo amplamente utilizada e
Boletim da Sociedade Brasileira de Limnologia - nº 35 (3)
67
é hoje considerada uma técnica importante para DGGE esta banda se apresentará. Tais
estudos em ecologia microbiana. Nesses estudos, características da DGGE são apresentadas na
regiões de DNA das diferentes espécies figura 2.
microbianas presentes em uma determinada
comunidade, previamente amplificadas por PCR,
são separados com relação a suas seqüências de
bases nucleotídicas ao invés de seu tamanho
(como em um gel de agarose). É necessário que
um dos iniciadores apresente uma região rica em
G+C (grampo G-C) para impedir a total
desnaturação da dupla fita do DNA durante a
eletroforese. Ver esquema da figura 1.
Seqüências
com mesmo
tamanho
Figura 2. Esquema ilustrativo do processo de
desnaturação das sequências de DNA em suas regiões ricas
em timina e adenina por possuírem ligações mais fracas
(apenas duas pontes de hidrogênio), com relação às
ligações entre citosina e guanina (que são três). Separação
de bandas por diferenças na porcentagem de AT e GC.
Figura 1. Diferença entre a eletroforese em gel de agarose
e o DGGE. Separação de bandas por diferenças de
porcentagem de AT e GC na técnica de DGGE. No
esquema, os géis contém as mesmas amostras, mostrando
o comportamento de migração em ambas as técnicas.
Esta técnica consiste em um gel de
poliacrilamida contendo um gradiente crescente
de uréia e formamida (desnaturantes). Esses
agentes desnaturantes favorecem o rompimento
das ligações (pontes de hidrogênio) entre os
nucleotídeos, provocando a abertura das fitas.
Variações nas seqüências nucleotídicas levam a
uma diferença nas condições de desnaturação e
as moléculas com diferentes seqüências vão
cessar sua migração em posições diferenciadas
no gel.
À medida que as fitas de DNA vão se
abrindo, sua mobilidade no gel vai diminuindo
até o momento em que esta cessa. Regiões com
maiores concentrações de timina e adenina
possuem ligações mais fracas (duas pontes de
hidrogênio) em contraste com ligações entre
citosina e guanina (três pontes de hidrogênio).
Portanto, pode-se dizer que quanto mais rica em
GC for a seqüência, mais abaixo em um gel de
A metodologia para o preparo de um gel
de DGGE consiste em uma série de etapas a
serem seguidas, que estão apresentadas a seguir:
·
Preparar uma solução de poliacrilamida
(6%) e outra contendo 100% de
desnaturantes (uréia 7M e 40% de
formamida) e deixar à temperatura
ambiente antes do início da montagem do
gel.
·
Alinhamento das placas:
o Limpar as placas com álcool não
diluído para desengordurá-las
(usar algodão e não papel, pois o
resíduo do papel pode emitir
fluorescência em exposição à luz
ultravioleta).
o Montar as placas com os
espaçadores e os grampos
conforme esquema da figura 3.
o Alinhar no encaixe posterior do
“Rack” (todos os componentes
devem estar bem secos).
o Inserir o papel e apertar os
parafusos, segurando os grampos
Boletim da Sociedade Brasileira de Limnologia - nº 35 (3)
68
o
na parte inferior, e assegurando
que o papel se encontra solto
(figura 4).
Retirar do rack, e conferir se o
alinhamento ficou correto.
Figura 3. Esquema mostrando a posição das placas com
os espaçadores e grampo.
Medida da
espessura
Figura 4. Esquema de encaixe das placas, espaçadores e
grampos no rack.
·
Para encaixar as placas no rack:
o Colocar o pino lateral do rack
voltado para cima e puxar.
o Encaixar as placas com os
grampos no rack com os vidros
sobre a borracha cinza para vedar
o sistema.
o Empurrar o pino e girar para
baixo, prendendo.
·
Preparo do gradiente desnaturante:
o Separar uma solução sem
desnaturante para solução
stacking (4 ml para 01 gel)
o 13 ml da solução desnaturante de
menor concentração / 13 ml
solução de maior concentração.
o Separar 03 tubos de 50 ml para
os dois gradientes e para a
solução 0% de desnaturantes
(“stacking”).
o Lavar as seringas, as mangueiras
de silicone e a agulha.
o Preparar a solução de persulfato
de amônio (APS) (0,1g / 1ml).
o Adicionar o corante (30 uL
Corante Dcode –Dye), sem
glicerol – em 13 mL da solução
com maior concentração de
desnaturantes.
o Preparar as duas soluções,
acrescentando o APS e o TEMED
rapidamente para evitar a
polimerização do gel na seringa.
o APS: 60 uL + TEMED (30 uL)
o Agitar as duas soluções
o Puxar as soluções com as
respectivas seringas.
o Empurrar o êmbolo para tirar o ar
da seringa e da mangueira.
o Encaixar as duas seringas no
“gradient maker”:
§ Solução
com
<%
desnaturante no encaixe
frontal do suporte.
§ Solução
com
>%
desnaturante no encaixe
posterior do suporte
o Apertar os parafusos.
o Colocar as mangueiras das 2
seringas na agulha e encaixar a
agulha entre as placas de vidro
(figura 3).
o Afastar o “gradient maker” antes
de colocar as seringas nos
encaixes e girar o disco para que
os êmbolos das seringas
empurrem as soluções.
o A solução com alta concentração
de desnaturantes contém o
corante.
o Encaixar o pente.
o Acrescentar
as
mesmas
concentrações de TEMED e APS
em um volume pequeno da
solução sem desnaturantes, para a
formação da solução “stacking”,
e aplicar na cuba com pipeta de
volume 1 mL.
o Esperar
polimerizar
por
aproximadamente 2 horas.
Boletim da Sociedade Brasileira de Limnologia - nº 35 (3)
69
Figura 5. Organização do equipamento para a formação do gradiente de desnaturantes.
·
·
·
Montagem do Equipamento para realização
da eletroforese:
o Colocar as placas contendo o gel na
armação do aparelho de DGGE.
o Se for utilizar só 1 gel, montar as
placas sem espaçador, e encaixar no
suporte traseiro.
o Pré-aquecer o tampão TAE 1x ( trisacetato, pH 8,3). 1x até 60 ºC,
aplicando uma corrente de 75V(précorrida para lavagem do gel).
o Na aplicação das amostras, usar o
corante com glicerol para alterar a
densidade da amostra em relação ao
tampão.
o Usar a seringa com agulha fina e
longa.
o As condições de corrida, tempo e
voltagem serão específicos para
cada análise a ser realizada.
Tirar o gel do tampão e deslocá-lo do vidro
cuidadosamente, adicionado solução
tampão delicadamente.
Colocar em um suporte (por exemplo: “gel
handler”).
Nesta etapa, a revelação do gel pode
ser feita por dois tipos de métodos, por
impregnação com solução de nitrato de prata
ou por complexação com compostos
fluorescentes. O primeiro revela o gel com
formação de bandas com cor negra visível a
olho nu. O segundo apresenta fluorescência
após excitação com luz ultravioleta.
A análise dos géis de DGGE é realizada
através da comparação dos perfis de bandas
das diferentes amostras. Em Ecologia,
estudam-se, principalmente, diferenças
espaciais e temporais de amostras ambientais,
assim como entre diferentes condições
abióticas. Essas análises podem ser feitas
através de construção de matrizes que
possibilitam o estudo estatístico dos perfis.
Apesar das inúmeras vantagens, esta
técnica apresenta algumas limitações ou
desvantagens como a possibilidade de comigração de bandas, subestimando a
diversidade de microrganismos presentes.
Portanto, seu emprego depende dos objetivos
do estudo e de uma adaptação metodológica,
para melhor aplicação nos estudos de ecologia
microbiana. Porém seu diferencial com relação
Figura 6. Encaixe das placas com o gel na armação.
Boletim da Sociedade Brasileira de Limnologia - nº 35 (3)
70
a outras técnicas de “fingerprinting” é que através PROCEDIMENTOS
da eluição das seqüências de uma determinada
banda pode ser submetida a um seqüenciamento.
Antes de todo o procedimento, deve-se
Esta técnica que será apresentada na próxima calcular qual o volume total de 14C será usado
edição do boletim.
(p. ex.: para um procedimento com total de 50
frascos e acrescentando-se 0,5 mL de 14C, então,
Natália Oliveira Franco o volume total será de 25mL de solução
[email protected] radioativa de 14C).Sendo assim, armazena-se
todo o volume de de solução radioativa de 14C
Cláudia Duarte da Cunha em um só frasco (não em ampolas
[email protected] separadamente) para homogeneização,
reduzindo o erro padrão na hora da leitura no
Alexandre Soares Rosado cintilador.
[email protected]
Universidade Federal do Rio de Janeiro (a) No Campo:
Recomenda-se a obtenção de amostras das
diferentes profundidades referentes às distintas
faixas de penetração de luz de cada ambiente.
Estimativas das Taxas de Produção Para cada profundidade escolhida, recomendaPrimária Fitoplanctônica pelo Método se a amostragem de 4 frascos de boro-silicato
(p. ex. do tipo Winkler de 125 mL) preenchidos
do Carbono 14
com água do ambiente e devidamente vedados.
Dentre esses frascos, 2 são claros (réplicas), 1 é
Um dos métodos mais tradicionais para escuro (ou recoberto com uma folha de papel
estimativa das taxas de produção primária alumínio para impedir a entrada de luz) e 1
fitoplânctonica (PPF) é baseado no uso de carbono controle (explicado mais adiante). Os frascos
radioativo de massa atômica 14 (14C), cuja meia escuros (onde não ocorre fotossíntese devido à
vida é de aproximadamente 5760 anos. A ausência de luz) constituem branco experimental
utilização desse isótopo radioativo permite (zero), cuja taxa de incorporação de 14C é
estimar a produção fitoplânctonica a partir das relacionada a outros processos que não a
taxas de incorporação de carbono inorgânico pelas produção fitoplanctônica e deve ser, portanto,
algas em suspensão na coluna d’água (Wetzel & descontada da taxa detectada nos frascos claros
Likens, 2000. Limnological Analyses, 3ºed). A (ver fórmula na seção cálculos).
estimativa da produção fitoplanctônica com uso
Primeiro, deve-se preencher metade do
de 14C é baseada no pressuposto de que as frasco com a água do local, adicionando-se em
porcentagens de assimilação de 12C (isótopo mais seguida 0,5 mL da solução radioativa de 14C (p.
abundante de carbono) e de 14C em relação à sua ex. 10µCi/mL). A solução mais comum para esse
disponibilidade são proporcionais (Steelman fim é bicarbonato de sódio (NaH14CO ) em uma
3
Nielsen, 1951. Nature 167: 846-885):
concentração final de 2 a 5 microcurie/mL (µCi/
mL). Essa solução radioativa deve ser adicionada
14
C assimilado = 12C assimilado
cuidadosamente e da forma menos concentrada
14
C disponível 12C disponível
possível. Posteriormente, completa-se com água
do ambiente até o volume final do frasco, de
Apesar da extensa utilização desse método, maneira a evitar a presença de bolhas no seu
a sua utilização demanda uma série de interior. Os frascos vedados contendo a água do
procedimentos técnicos muitas vezes não reunidos ambiente e a solução radioativa de 14C devem
em uma única fonte bibliográfica. O objetivo deste ser cuidadosamente rotacionados para melhor
artigo foi descrever detalhadamente o protocolo homogeneização da solução radioativa e, em
de estimativa da produção primária seguida, acondicionados na mesma profundidade
fitoplanctônica pelo método do 14C.
onde seu conteúdo foi amostrado. Para cada
profundidade amostrada, também se deve
Boletim da Sociedade Brasileira de Limnologia - nº 35 (3)
71
incubar um frasco para o controle (T0), o qual é
fixado com formol logo após a adição do 14C. Uma
eventual taxa de incorporação de 14C no controle
deve ser descontada das taxas detectadas nos
frascos claros e escuros, pois não é advindo da
atividade biológica (ver fórmula na seção
cálculos).
Após o tempo de incubação (geralmente em
torno de 3 a 4 horas ao longo do fotoperíodo),
todos os frascos são fixados com formol em
concentração final de 2% no frasco de Winkler
para acabar com atividade biológica até a
mensuração de 14C (Roland, F., 1995. Produção
Primária Fitoplanctônica em um Lago Amazônico
Impactado por Rejeito de Bauxita (Lago Batata,
Pará). Tese doutorado. São Carlos). Dessa forma,
as taxas diárias de produção primária podem ser
estimadas a partir de várias incubações até
completar o período de presença de luz. O tempo
de incubação em torno de 3 a 4 horas é importante
para reduzir artefatos resultantes do uso de frascos
isolados da coluna d’água, especialmente
esgotamento de nutrientes ou o crescimento
bacteriano e de algas nas paredes do frasco, os
quais causam erros nos resultados.
(b) No laboratório:
Para mensuração de 14C em cada frasco,
retira-se uma alíquota de 50mL para filtração em
membranas de 0,45µm (pode-se também usar um
gradiente de porosidade de filtros para amostrar
a produção das diferentes classes de tamanho do
fitoplâncton). A filtração pode ser realizada a
partir de um kit do tipo Sartorius acoplado a uma
bomba de vácuo [pressão máxima de 380mmHg/
0,5 atm (Wetzel & Likens, 2000. Limnological
Analyses, 3ºed)]. São reservados os 5mL do
filtrado e o próprio filtro no qual foram filtrados
os 50mL. O filtrado indica o quanto do 14C
absorvido pela fotossíntese foi excretado pelo
fitoplâncton sob a forma de compostos orgânicos.
Em seguida, são realizadas etapas distintas
tanto para o filtro como para o filtrado:
(Moutin & Raimbault, J. Marine Syst., 33: 273288, 2002). Depois disso, acomoda-se os vial
com os filtros e o HCl dentro de uma dessecador
por 24h para a evaporação do ácido. Ao final,
adiciona-se 10mL do líquido de cintilação (ex.
AQUASOL ou cocktail Bray) no vial e aguardase 24h para a contagem no cintilador (Lohrenz,
et al., 1992. J. Plankton Res., 14(2): 201-221).
O filtro se refere ao 14C incorporado em biomassa
pelo fitoplâncton durante a fotossíntese.
- Filtrado:
Recolhe-se o material filtrado em um vial.
Adiciona-se 1mL de HCl 6M, em seguida levase para um agitador orbital por 12 horas para a
evaporação do ácido (Morán & Estrada, 2002.
Deep-Sea Res. Pt. II, 49: 769-786). Este
procedimento tem por objetivo expurgar todo
carbono inorgânico para a contagem somente do
14
C incorporado e posteriormente excretado pelo
fitoplâncton. Ao final, adiciona-se 15mL do
líquido de cintilação no vial e aguarda-se 24h
para a contagem no cintilador. O filtrado se refere
ao carbono orgânico dissolvido liberado pelo
fitoplâncton durante a fotossíntese.
Para a determinação do estoque de 14C
(atividade total do 14C adicionado e disponível
para incorporação biológica), três amostras são
filtradas imediatamente após a inoculação do 14C
para determinação de tal atividade. Retiram-se
250µL de cada amostra, coloca-se em um vial e
acrescentam-se 250 µL de etanolamina. Para a
contagem acrescentam-se 2,5mL de água MilliQ e depois os 10mL do líquido de cintilação
(Lohrenz, et al., 1992. J. Plankton Res., 14(2):
201-221).
CÁLCULOS
Com a leitura no cintilador de cada
categoria de frascos incubados e os valores em
DPM (desintegrações por minuto), aplica-se a
seguinte fórmula para a obtenção do valor final
(Roland, F., 1995. Produção Primária
Fitoplanctônica em um Lago Amazônico
- Filtro:
Coloca-se o filtro dentro de um vial, em Impactado por Rejeito de Bauxita (Lago Batata,
seguida cobre-se o filtro com 0,5mL de HCl 0,5M Pará). Tese doutorado. São Carlos):
Boletim da Sociedade Brasileira de Limnologia - nº 35 (3)
72
Os fatores da fórmula são descriminados a seguir:
12
Cassimilado (resultado final) é expresso em mgC / m3
. d; O 14Cassimilado consiste do seguinte cálculo
(DPMclaro – DPMcontrole) – (DPMescuro – DPMcontrole),
sendo que o fator DPMclaro consiste na média dos
valores da tréplica de frascos incubados em cada
profundidade. O 14Cestoque precisa ser corrigido para
o volume filtrado para as outras amostras filtradas
(5mL), deste modo, multiplica-se por 5 e divide-se
por 0,25 para achar o valor de DPM referente ao
volume filtrado padrão. 12Cdisponível consiste no valor
de CO2 total da água [ou pelo método da alcalinidade
(Carmouze, J. P., 1994. O metabolismo dos
ambientes aquáticos. Ed. FAPESP: São Paulo.) ou
por cromatografia gasosa], multiplicado por 12 para
conversão à mg/L. A constante 1,06 refere-se à
diferença no tempo de assimilação do 14C em
comparação ao 12C. Isto se deve a pequena diferença
de massa entre os isótopos, sendo o 14C assimilado
6% mais devagar que o 12C.
K1 consiste no valor de correção do volume
(volume do frasco-0,5)/volume filtrado; K2 é o fator
de correção do tempo de incubação (de horas para
dia); K3 fator dimensional para conversão de mg/L
para mg/m3 (multiplicar por 1000). Devem-se fazer
os cálculos tanto para o filtro como para o filtrado,
pois a estimativa da taxa de produtividade primária
fitoplanctônica seria a soma desses dois fatores.
O resultado final pode ser convertido para
2
m , afim de se fazer comparações da produção do
sistema com outros ambientes aquáticos (uma
relavante revisão de ecossistemas aquáticos
brasileiros: Bassoli, F. 2006. Produção
fitoplanctônica em ecossistemas límnicos
brasileiros: síntese e cenário atual. Dissertação de
mestrado. UFRJ.). Sendo assim, deve plotar os
valores em mgC.m-3.d-1 com os valores de cada
profundidade amostrada. Em seguida, deve-se
integrar o perfil gerado para se obter um valor
integrado da produtividade da coluna d’água como
um todo, isto é, correlacionando os valores de
produtividade primária e as respectivas
profundidades das faixas de luminosidade, a área
embaixo da reta do gráfico obtido será o valor
integrado de produtividade primária fitoplanctônica.
Apesar de muito difundido, o método do 14C
não possui precisão absoluta, sendo que o mesmo
pode superestimar de 10% a 20% (ou até mais) a
produção primária líquida, visto que a taxa de
assimilação dos isótopos do carbono varia com o
estado trófico do ambiente (Peterson,1978. Limnol.
Oceonogr. 23(1):179-184).
- Destino do material radioativo
O descarte de resíduos deve obedecer aos
limites impostos pela CNEN na norma NE 6.05
– Gerência de Rejeitos Radioativos em
instalações
radioativas.
(http://
w w w. c n e n . g o v. b r / s e g u r a n c a / n o r m a s /
ne_605.pdf).
É importante ressaltar que qualquer
pesquisador que queira utilizar material
radioativo para pesquisa deve recorrer a
CNEM para certificação e realização de cursos
para tal atividade.
Breno Alves Guimarães-Souza
[email protected]
Universidade Federal do Rio de Janeiro
Humberto Marotta
[email protected]
Universidade Federal do Rio de Janeiro
Maurício Petrucio
[email protected]
Universidade Federal de Santa Catarina
Tópicos Especiais
Fitoplâncton
Regulação da Produção Primária
Fitoplanctônica em Lagos e
Reservatórios
O fitoplâncton, comunidade constituída
por algas microscópicas, é responsável pela
produção de matéria orgânica na zona pelágica
de lagos e reservatórios. Deve-se distinguir
produção de produtividade primária pelo
fitoplâncton. O primeiro termo refere-se à
quantidade de energia fixada na fotossíntese
das algas, enquanto que o segundo envolve o
processo, i.e., são incluídos componentes
espacial (área ou volume de medida) e
temporal (intervalo de tempo no qual a medida
é efetuada). Assim, a produtividade refere-se
à energia fixada por unidade de área (ou
volume) e tempo. Além disso, pode-se
Boletim da Sociedade Brasileira de Limnologia - nº 35 (3)
73
distinguir também produção/produtividade bruta
de líquida. Nesta última, a energia gasta na
respiração do fitoplâncton é subtraída da
quantidade fixada por atividade fotossintética.
Basicamente, dois métodos são usualmente
empregados na medida da produção de matéria
orgânica pelo fitoplâncton: a evolução do teor de
oxigênio em frascos transparentes e escuros e a
fixação de carbono radioativo. Uma descrição
detalhada dos métodos pode ser encontrada em
Calijuri & Santos 2004 (Em Bicudo & Bicudo
(eds), Amostragem em Limnologia, RiMa Editora,
São Carlos, p.321-341) e Bassoli & Roland, 2005
(Em Roland et al. (eds), Lições de Limnologia,
RiMa Editora, São Carlos, p.173-191). O uso dos
dois métodos na prática não produz medidas
confiáveis de respiração. O método do O 2
dissolvido não permite obter o consumo exclusivo
do gás na respiração do fitoplâncton visto que as
amostras de água confinada nos frascos contém
outros elementos da biota aquática (zooplâncton
e bactérias). Por outro lado, o método do 14C não
produz medidas de respiração pelas comunidades
de algas. Desta forma, no primeiro método
(método do oxigênio) é preferível exprimir a
fixação de energia em termos de produtividade
primária bruta, enquanto no segundo método
(método do carbono radioativo), produz-se um
dado quantitativo intermediário entre
produtividade bruta e líquida (Talling & Lemoalle
1998. Ecological dynamics of Tropical inland
waters, Cambridge University Press, Cambridge,
x+441p.).
As algas constituem uma comunidade que,
por definição não apresenta capacidade de
movimentação própria (exceto os fitoflagelados)
e, portanto, para se manterem na zona eufótica
(Zeu) – zona iluminada que, por convenção, se
estende até uma profundidade correspondente a
1% da intensidade luminosa de superfície (I0) –
devem apresentar estruturas morfológicas com
razão área/volume elevada, que diminui a
velocidade de sedimentação a que estão sujeitas,
ou,podem apresentar vesículas gasosas
(aerótopos), como no caso das cianofíceas, para
ascender na coluna de água. A turbulência da água
na Zeu (gerada por ação do vento) é também um
mecanismo importante para manter as algas na
região mais superficial de lagos e reservatórios.
Entre os fatores reguladores da produção
primária fitoplanctônica, a radiação fotossintética
ativa (PAR, radiação dentro do espectro de 400
a 700 mm de comprimento de onda) se revela de
primordial importância. A radiação fotossintética
ativa varia com a latitude, estação do ano, período
do dia e interceptação atmosférica (presença /
ausência de nebulosidade). Ao incidir sobre lagos
e reservatórios, uma perda por reflexão ocorre
na dependência do ângulo de incidência e das
condições da superfície (turbulência – ondas e,
calmaria). Ao penetrar na água, a PAR apresenta
mudança de direção (refração), absorção e
dispersão, o que determina uma extinção
(atenuação vertical). Assim, pode-se calcular o
coeficiente de extinção (Ke) na Zeu através da
seguinte equação:
1
Ke =
(ln I 0 - lnI )
1
( Ζ 0 − Ζ1 )
onde (Z0 - Z1) seria a extensão da Zeu (pode ser
estimada como aproximadamente 3xZDS ; ZDS
= profundidade de desaparecimento do disco de
Secchi) e I0 e I1, respectivamente, intensidades
da PAR medidas na superfície e na profundidade
limítrofe entre Zeu e Zafótica). Como o ambiente
(lago e reservatório) pode, durante o ano,
apresentar-se estratificado termicamente, é
importante avaliar a extensão da Zeu na coluna
da água (inteiramente inserida no epilimnio,
prolongando-se até o metalímnio e, às vezes,
atingindo a parte superior do hipolimnio). Em
caso de isotermia, a zona de mixtura (Zmix) pode
potencialmente atingir o fundo de ecossistema
(Zmax) durante os episódios de ventania, e as
algas estão mantidas na Z eu . Assim, são
importantes as razões Zeu/Zmix e Zeu/Zmax
como parâmetros secundários para interpretação
dos dados obtidos. Se a Zeu é um local adequado
para a produção fotossintética, a biomassa
fitoplanctônica da Zeu por unidade de área
-2
(S eu B, mgChl.-a.m ) é a chave para
compreender a dinâmica da produção. Os
conteúdos máximos de biomassa na zona eufótica
[SeuB]Max, variam entre 185 e 370 mgChl.a2
m- (Talling & Lemoalle op. cit.). O emprego de
um dos dois métodos para medir a produção de
matéria
orgânica
por
populações
fitoplanctônicas, confinadas em frascos
incubados em vários níveis de intensidade
luminosa na Zeu, permite a obtenção de perfil
vertical, que mostra 3 regiões distintas: uma de
inibição da luz próxima à superfície, outra de
Boletim da Sociedade Brasileira de Limnologia - nº 35 (3)
74
saturação e a terceira de limitação por luz. Há
controvérsias sobre a primeira região
(fotoinibição), visto que pode ser resultado de
artefato de experimentação (frascos mantidos na
superfície durante todo o tempo de incubação) ou
decorrente de sedimentação de algas como as
diatomáceas, ou um excesso de luz. A intensidade
luminosa de saturação (Ik) leva à taxa máxima de
produção fotossintética volumétrica (Amax em
mgO 2 .m -3 .h -1 ou mgC.m -3 .h -1 ), que é
principalmente devido à biomassa variável (B) de
algas. A taxa específica por unidade de biomassa
fmax (Amax/B) ou capacidade fotossintética
apresenta grande variação, função da composição
das algas, de sua densidade celular, de sua
“saúde”, do suprimento de nutrientes e CO2 e da
temperatura. A partir dos dados volumétricos de
produção (gO2 ou gC.m-3.h-1) na Zeu,, pode-se
obter por integração a taxa de produção por
unidade de área (SA,em gO2 ou gC.m-2.h-1) em
períodos curtos (geralmente 4 horas, medição feita
no intervalo entre 10 e 14 horas), e estimar a taxa
diária (SSA, gO2 ou gC.m-2.dia-1) assumindo um
fotoperíodo de 9 (±1) horas, para grande parte de
lagos e represas tropicais (Talling & Lemoalle op.
cit.). A produtividade primária por área (SA) pode
ser estimada baseada na razão da produtividade
volumétrica máxima (Amax) e coeficiente de
extinção vertical da luz (Ke), como demonstrado
para lagos africanos (Talling 1965. Int. Rev. ges.
Hydrobiol. 50: 1-32). Baseado nos valores de SA
e Ke de cada mês durante 3 anos sucessivos, uma
correlação positiva significativa foi encontrada
entre SA e Amax/Ke para a Represa de Jurumirim,
São Paulo (Henry et al. 2006. Braz. J. Biol.
66(1B): 239-261). Outro parâmetro
correlacionado com a produtividade primária
integrada (SA) é o conteúdo médio em biomassa
fitoplanctônica na Z eu . Para a Represa de
Jurumirim, a correlação entre SA e ZeuB foi baixa
(r = 0.22; P>0.05; n = 36) e, portanto, a quantidade
de biomassa na Z eu é um preditor pouco
consistente da produtividade primária por área,
como também aconteceu para alguns lagos
africanos (Talling & Lemoalle op. cit.). A
produtividade em muitos lagos parece depender
da temperatura (ex. Ganf 1972. Em Kajak &
Hillbricht-Illkowska (eds), Productivity problems
of freshwaters, Krakow, Polish Scientific
Publication.). A despeito da variabilidade seasonal
da temperatura média da água na Zeu na Represa
de Jurumirim (Henry et al. op. cit.), nem a
produção fotossintética por área (SA) nem a
produtividade volumétrica máxima (Amax )
apresentaram correlação significativa com o fator
temperatura.
Um segundo grupo de fatores afetando a
produtividade primária é o dos nutrientes. Uma
atenção especial tem sido voltada para o
nitrogênio e fósforo, macronutrientes universais
presentes na água em diferentes formas
(orgânicas e inorgânicas) sob disponibilidade
variável, e, na sílica, de especial importância para
as diatomáceas. O carbono inorgânico,
necessário para elaboração dos compostos
orgânicos via fotossíntese, deve merecer também
um exame minucioso de sua disponibilidade em
forma adequada para as algas. Além desses
quatro elementos quantitativamente importantes,
outros designados como micronutrientes, visto
as concentrações extremamente baixas na água
e necessidades pequenas para a biomassa
fitoplanctônica, devem ser cogitados como
fatores limitantes/controladores da produtividade
primária. Portanto, revela-se necessário conhecer
a disponibilidade ambiental dos nutrientes para
as algas, envolvendo escala temporal e espacial
(horizontal e vertical). Uma maneira de saber se
a biomassa apresenta-se com quantidades
adequadas de macronutrientes é avaliar a razão
C:N:Si:P, que deveria ser de 106:16:16:1 (Razão
de Redfield) em situação ideal.
Segundo Talling & Lemoalle (op. cit.),
quatro abordagens distintas podem ser
empregadas para identificação e detecção dos
nutrientes limitantes: a) avaliar as concentrações
na água (quantidades absolutas e razões); b)
composição em elementos da biomassa
fitoplanctônica (razão C:N:P); c) experimentos
de enriquecimento da água e medição da resposta
das algas, em relação a crescimento e d) respostas
fisiológicas do fitoplâncton em experimentos de
curta duração. Um revisão recente de dados no
Brasil sobre este tópico (limitação por nutrientes)
foi feita por Huszar et al. 2005 (Em Roland et
al. op. cit.).
A mudança da limitação por nutriente
pela limitação por luz é sem dúvida freqüente
em muitas águas tropicais turvas, como lagos
costeiros rasos polimíticos, lagoas marginais em
planície de inundação com pulsos laterais de
água unimodais (Amazônia) ou plurimodais (ex.
Boletim da Sociedade Brasileira de Limnologia - nº 35 (3)
75
planície do Mogi Mirim, São Paulo). Ambientes
alimentados por tributários, como represas e
alguns lagos, recebem carga de sedimentos com
variabilidade sazonal, que pode determinar
modificação temporal na Zeu, em especial na zona
de influência dos rios. Ecossistemas com tempo
de residência baixo “comportam-se” como
verdadeiros rios e, nestes ambientes, a
disponibilidade luminosa na água talvez é um
fator mais importante no controle da
produtividade do que os nutrientes. A
produtividade primária pelo fitoplâncton em
represas teoricamente é mais elevada na região
intermediária entre as zona de influência dos rios
e a zona de “lacustre” próxima à barragem
(Thornton et al. 1990. Reservoir Limnology:
ecological perspectives, John Wiley & Sons, New
York, 246p.). Entretanto, este é um modelo que
nem sempre é verdadeiro, visto que as represas
variam grandemente entre si em tempos de
residência e configuração espacial (medida
através do índice de desenvolvimento da
margem). Na Represa de Jurumirim, num “braço”
lateral ao corpo principal obtivemos (Henry 1998.
Rev. Bras. Biol. 58(4): 571-590) maior
produtividade primária por área em relação às
regiões intermediária e lacustre do sistema (Henry
1993. Rev. Bras. Biol. 53(3): 489-488).
Como conclusão, vários são os fatores
reguladores da produtividade primária pelo
fitoplâncton, que atuam de forma isolada ou em
combinação. Por isto os estudos de produção
fotossintética são extremamente fascinantes.
Raoul Henry
[email protected]
UNESP- Botucatu
Ecologia do
Reservatórios
Fitoplâncton
em
Os ambientes aquáticos estão sujeitos a
grande variabilidade temporal, traduzida por
freqüentes reorganizações na abundância relativa
e composição das espécies fitoplanctônicas,
resultantes das interações de variáveis físicas,
químicas e biológicas. As causas dessas
seqüências têm sido suportadas tanto pela
abordagem do equilíbrio, que defende a
coexistência de espécies limitadas por diferentes
recursos, como pela do não-equilíbrio, que
considera a variabilidade ambiental facilitadora
da coexistência de espécies que compartilham
os mesmos recursos. A hipótese do distúrbio
intermediário (proposta por Connel 1978.
Science 199: 1302-1310 e amplamente tratada
em Sommer et al. 1993. Em Padisák et al. (eds),
Intermediate disturbance hypothesis in
phytoplankton ecology, Develop. Hydrobiol. 81:
1-7 para o fitoplâncton), que tenta explicar o
“Paradox of Plankton” (Hutchinson 1961. Am.
Nat. 95: 137-145), tem sido mais utilizada, pois
aborda os dois aspectos na mesma teoria.
Segundo Reynolds (1993. Hydrobiologia 249:
151-171), essa hipótese pode representar uma
expressão, racional e madura, de interações entre
o movimento progressivo interno para a
organização da comunidade e a manutenção do
equilíbrio energético; ou, a variabilidade
ambiental estocástica imposta aos sistemas
biológicos.
A maioria dos sistemas pelágicos é
extremamente vulnerável às mudanças
climáticas, de forma que as condições
subaquáticas são instáveis e as vantagens em
oportunidades de hábitats são descontínuas para
as diferentes espécies. Na verdade, esta é outra
forma de dizer que, geralmente, a organização
da comunidade é frágil e primitiva, porque o
sistema é freqüentemente desorganizado
(Reynolds 1997. Vegetation processes in the
pelagic: a model for ecosystem theory, Ecology
Institute, Oldendorf, 371p.).
Em geral, os pesquisadores em dinâmica
da comunidade fitoplanctônica consideram a
instabilidade física da coluna de água, o principal
fator controlador das mudanças na estrutura das
comunidades (diversidade, dominância e
biomassa). Normalmente, a composição de
espécies fitoplanctônicas é influenciada por
inúmeros fatores bióticos e abióticos, como:
mistura da água, radiação solar, temperatura,
nutrientes (macro e micro), substâncias tóxicas,
microrganismos, parasitas e herbívoros
(Reynolds 1997 op. cit.). Em reservatórios, além
dessas variáveis e da hidrodinâmica diferenciada
em função da localização, morfometria e
principal finalidade do sistema, deve-se
considerar os “pulsos” devidos ao ciclo
Boletim da Sociedade Brasileira de Limnologia - nº 35 (3)
76
hidrológico: a precipitação rege os sistemas
operacionais da barragem, que determinam os
diferentes tempos de retenção da água no
reservatório, os “pulsos” de material em
suspensão e de nutrientes, ciclagem de materiais
e a perda de biomassa.
As influências do Homem são
relacionadas à economia local, manejo da bacia
hidrográfica e usos do reservatório. Segundo
Straskraba et al. (1993. Em Straskraba et al. (eds),
Comparative reservoir limnology and water
quality management, Kluwer Academic
Publishers, Dordrecht, p.169-212), este último é
mais importante quando o desenvolvimento
econômico na bacia hidrográfica modifica não
somente a qualidade da água, mas também a
hidrologia da região. A qualidade da água é afetada
pelos usos da terra e quantidades de poluentes que
entram no reservatório. Como conseqüência, os
reservatórios desenvolvem características
específicas, que resultam numa mistura de
influências globais, locais, naturais e do Homem,
e que determinam a estrutura das comunidades
fitoplanctônicas.
As interações entre aquecimento solar,
mistura pelo vento e correntes contribuem para a
heterogeneidade espacial e a variabilidade
temporal de sistemas ecológicos. Como os
sistemas aquáticos reagem a mudanças internas e
externas, em escalas espaciais e temporais, a
estabilidade deve ser definida em termos
dinâmicos, numa sucessão com alternância de
momentos instáveis e estáveis. Talvez, somente
assim, possamos admitir a verdadeira condição
de equilíbrio.
Um reservatório reúne propriedades de um
rio, como um sistema de fluxo, e de um lago, no
qual sua morfometria determina o efeito da ação
do vento e dos mecanismos de circulação da água
por ele induzido, os efeitos de trocas térmicas e
os gradientes verticais e horizontais que culminam
na sua compartimentalização. A natureza
dendrítica de um reservatório, com tributários que
apresentam águas com características diferentes
devido, principalmente, ao uso e ocupação das
bacias hidrográficas, contribuem para a
heterogeneidade espacial (Straskraba et al. op.
cit.). As organizações horizontais e verticais dos
sistemas aquáticos não são independentes e têm
características fundamentais comuns. O
intercâmbio assimétrico de partículas em
suspensão e organismos vivos ou mortos, através
de qualquer fronteira arbitrária, permite
distinguir subsistemas ou compartimentos com
funções complementares. A multiplicidade de
compartimentos interagindo dá ao conjunto
propriedades homeostáticas.
Sendo assim, a heterogeneidade
horizontal da comunidade fitoplanctônica está
intimamente ligada a fatores morfométricos do
ambiente, como a entrada de tributários, a
disponibilidade de recursos, principalmente
nutrientes, e a ação do vento. Na entrada dos
tributários, a maior concentração de material em
suspensão e a turbidez limitam a produtividade
primária fitoplanctônica pela diminuição da
disponibilidade de radiação fotossinteticamente
ativa subaquática. O inverso ocorre em direção
à região central do sistema e próximo à barragem,
onde há maior penetração da radiação
fotossinteticamente ativa devido a menores
concentrações de material em suspensão. Nessa
região, mais profunda, a produtividade
fitoplanctônica pode ser limitada pela
disponibilidade de nutrientes.
Em pesquisas com populações de
fitoplâncton, os autores têm enfatizado as
agregações horizontais em escalas de metros a
quilômetros. Assim o tamanho do “patch” parece
ser decisivo. Para Reynolds (1997 op. cit.), o
tamanho do “patch”, cuja dinâmica seria
relevante para a aplicação da Hipótese do
Distúrbio Intermediário, deveria ser da ordem
de 100 Km2. Mas, vale ressaltar, que a difusão
no ambiente aquático é um mecanismo que une
as escalas temporal e espacial em ambas
dimensões, horizontal e vertical. O ambiente
pelágico é estruturado em um mosaico de
diferentes microhábitats, a heterogeneidade
ambiental com diferentes espécies na
comunidade fitoplanctônica, que possuem
diferentes taxas de crescimento.
A instabilidade física do sistema
aquático, principalmente em função da formação
e destruição da estratificação térmica e
quantidade de radiação solar subaquática, bem
como seus efeitos na densidade da água,
produtividade e disponibilidade de nutrientes,
são fatores diretamente envolvidos na
distribuição descontínua do fitoplâncton. A
extensão da mistura vertical é uma das medidas
mais relevantes para se avaliar os efeitos
Boletim da Sociedade Brasileira de Limnologia - nº 35 (3)
77
ambientais sobre esses organismos.
Verticalmente, segundo Calijuri (1999. A
comunidade fitoplanctônica em um reservatório
tropical (Barra Bonita, SP), Tese de livredocência, São Carlos, 211p.), a relação entre
profundidade da zona eufótica (Zeu) e da zona
de mistura (Zmix) é altamente significante para o
fitoplâncton, pois fornece uma comparação entre
os tempos que os organismos permanecem em
condições de claro e escuro. Assim, se Zmix ≥Zeu,
o que freqüentemente ocorre na região mais
profunda do reservatório de Barra Bonita,
significa que a mistura vertical transporta o
fitoplâncton através de gradientes de radiação
fotossinteticamente ativa, levando-o a permanecer
parte do fotoperíodo no escuro. Mas quando Zmix
>> Zeu, o pequeno período de exposição à
radiação solar pode ser limitante ao crescimento
do fitoplâncton. Ao contrário, quando Zeu >
Zmix, por exemplo, em reservatórios profundos
e com águas transparentes, o processo
fotossintético sofre ajustes, mas ocorre durante
todo o fotoperíodo. Caso as profundidades de
mistura sejam pequenas ou as águas muito claras,
Zeu/Zmix se aproximará de 1. Normalmente, esta
situação é encontrada em reservatórios sob
condições de mistura total.
As escalas de tempo do movimento
vertical na camada de mistura da superfície
interagem fortemente com as características
fotossintéticas do fitoplâncton. Em escalas de
segundos e minutos, as flutuações na
disponibilidade de radiação solar subaquática,
causadas pela mistura vertical, são igualadas pelas
respostas de fluorescência das células e pelas
respostas fotossintéticas. As respostas das células,
circulando em um epilímnio bem iluminado,
devem ser primariamente em nível bioquímico,
através da alteração na fluorescência,
metabolismo do carbono, fotorespiração e
produção do glicolato. A diferenciação das
características fotossintéticas refere-se
diretamente ao padrão de circulação da água nos
sistemas. Assim, reservatórios rasos e bem
misturados, como por exemplo a represa do Lobo
(Broa), exibem pouca ou nenhuma diferença nos
padrões fotossintéticos no sentido vertical. Em
reservatórios tropicais, as maiores diferenças são
sazonais, principalmente entre período seco e
chuvoso, em decorrência do aumento de material
em suspensão na época de maior precipitação.
As escalas de tempo apropriadas para
observações em sistemas aquáticos são ditadas
por uma variedade de periodicidades, impostas
por características ambientais físicas, químicas
e biológicas. Espécies diferentes respondem,
diferentemente, a estímulos externos iguais, e a
evolução ou coexistência das espécies é
explicada em termos de uma maior eficiência ou
adaptação de cada espécie a uma combinação
de características ambientais.
A produção primária e a biomassa da
comunidade fitoplanctônica são controladas por
mecanismos bióticos e abióticos. As variáveis
abióticas tais como radiação solar, mistura da
água e disponibilidade de nutrientes estabelecem
a produtividade potencial. A produtividade real
é determinada pela estrutura da cadeia alimentar,
amplamente dependente das interações
interespecíficas. Em reservatórios tropicais, a
variação sazonal da produção primária é
controlada por:
1. variáveis climáticas, como radiação
solar e vento, que determinam a estrutura
térmica e os padrões de circulação da água e,
conseqüentemente, a disponibilidade de
nutrientes na zona eufótica.
2. variáveis hidrológicas, como
precipitação, que determinam os períodos de
maiores e menores vazões, diferentes tempos de
retenção e flutuações no nível da água no
reservatório durante o ciclo hidrológico.
Decorrente da precipitação, em alguns
reservatórios, pode ser observado um aumento
substancial na concentração de sólidos em
suspensão, responsáveis por diferenças
significativas na disponibilidade de radiação
subaquática e contribuição de fósforo para o
sistema. Além disso, devem ser consideradas as
perdas de fitoplâncton por sedimentação e
vazões.
3. variáveis biológicas, como respostas
autogênicas (flutuação endógena intrínseca
resultante de “pulsos” de atividade) e alogênicas,
e interações entre organismos planctônicos
favorecendo as perdas de fitoplâncton (predação
e parasitismo).
Segundo Kimmel et al. (1990. Em
Thornton et al. (eds), Reservoir Limnology,
Wiley Interscience Publication, p.133-194), a
produtividade e biomassa da comunidade
fitoplanctônica em reservatórios são dependentes
Boletim da Sociedade Brasileira de Limnologia - nº 35 (3)
78
de uma série de fatores inter-relacionados, que são,
por sua vez, uma função dos regimes climáticos e
hidrológicos, do tamanho e morfometria dos
sistemas, natureza e volumes das vazões afluente
e efluente além da estrutura da teia alimentar.
Mudanças longitudinais na morfologia do
reservatório e do tempo de retenção resultam em
diferenças no fluxo, na profundidade de mistura,
na concentração de material em suspensão e
nutrientes, e na disponibilidade de radiação solar
subaquática.
A distribuição de tamanho dos organismos
fitoplanctônicos é importante nas determinações
da direção e da magnitude dos fluxos de carbono
e de energia na zona eufótica de sistemas
pelágicos, e via sedimentação, na zona afótica e
no sedimento. O elo microbiano da cadeia
aumenta a eficiência do metabolismo do sistema
através da reciclagem rápida e da redução das
taxas de afundamento, diminuindo, portanto, a
perda de nutrientes da zona eufótica. De acordo
com Wehr et al. (1994. Microb. Ecol. 27: 1-7),
sistemas cujas importâncias relativas de
picoplâncton autotrófico são elevadas, apresentam
taxas de perdas reduzidas.
Comparações de distribuição de tamanhos de
organismos autotróficos planctônicos, em vários
reservatórios com diferentes estados tróficos,
indicaram que organismos pequenos (menores que
20 ìm) dominam a produtividade nesses sistemas.
Os padrões de distribuição de tamanho do
fitoplâncton são associados às condições tróficas
do ambiente. Assim, espera-se que organismos
picoplanctônicos e nanoplanctônicos sejam mais
importantes em reservatórios oligotróficos,
enquanto que células maiores, nos eutróficos.
Mas, somente o estado trófico do sistema é
insuficiente como indicador da importância desses
organismos. Vários autores concordam que a
predominância de organismos menores reflete a
turbulência do sistema. Embora os processos de
mistura da coluna de água de um reservatório
favoreçam o predomínio de organismos solitários,
deve-se considerar que a abundância de
morfotipos não se relaciona apenas à física
(turbulência, mistura vertical), mas também à
química (concentrações de nutrientes) e às
propriedades biológicas (predação) do ambiente.
Entre todos os possíveis fatores que podem alterar
a estrutura da comunidade, a estabilidade física
do ecossistema parece ser hierarquicamente mais
importante. Alguns autores afirmam que em
condições de mistura turbulenta, outros fatores
como, disponibilidade de nutrientes e interações
da comunidade perdem o sentido. O tempo de
retenção pode ser considerado uma das principais
variáveis no entendimento de reservatórios, pois
a variação dele afeta a distribuição e
disponibilidade de nutrientes, bem como a
dinâmica da comunidade fitoplanctônica.
No Brasil, grandes reservatórios são
construídos para gerar energia elétrica. Neles,
as vazões vertida e turbinada causam
complexidade espacial e temporal durante a
operação. As oscilações no nível trófico desses
sistemas, no que se refere principalmente a
produtores primários e nutrientes, devem
relacionar-se com as variações no tempo de
retenção da água. O ciclo sazonal do fitoplâncton
é perturbado por flutuações no nível da água e
modificações no fluxo impostas pela operação
da barragem que, geralmente, é irregular nas
escalas sazonal e diária. Assim, nesses sistemas
a dinâmica do fitoplâncton parece ser dominada
pela exclusão competitiva e distúrbios. Em
pequenas escalas temporais, as condições de nãoequilíbrio resultantes de distúrbios físicos (por
exemplo, mistura pelo vento) levam ao aumento
da diversidade de espécies e coexistência que,
talvez, possam ser explicadas pela hipótese do
distúrbio intermediário.
Maria do Carmo Calijuri
[email protected]
Universidade de São Paulo
Ecologia do Fitoplâncton em Lagoas
Costeiras
Sistemas lagunares representam, em
termos mundiais, 13% dos ambientes costeiros,
caracterizando-se por acumular matéria orgânica
e apresentar alta produtividade e biomassa, tanto
autotrófica como heterotrófica (Barnes, R. S. K.
1980. Coastal lagoons. The natural history of a
neglected habitat, Cambridge University Press,
Cambridge, 106p.). Estes sistemas são ambientes
de pouca profundidade, o que associado aos
ventos freqüentes, comuns nas áreas costeiras,
Boletim da Sociedade Brasileira de Limnologia - nº 35 (3)
79
quase sempre garantem uma homogeneidade para
a coluna d’água. Além disso, são constantemente
impactados por ação antropogênica e, em termos
mundiais, encontram-se, na maioria dos casos,
em processo de eutrofização (Kjerfve, B. 1994.
Em Kjerfve, B. 1994 (ed.), Coastal lagoon
process, Elsevier Oceanography Series n° 60,
Amsterdam, p.1-8).
O processo de eutrofização, assim como
a qualidade da água em geral, depende
criticamente de fatores como circulação da lagoa,
troca de água com o oceano, tempo de residência
da água, dentre outros. As lagoas costeiras
localizadas em áreas urbanas muitas vezes
apresentam um processo acelerado de
eutrofização devido ao aporte direto de nutrientes,
proporcionado pela população local. Além disso,
a ocupação das áreas marginais destes ambientes
proporciona assoreamento e conseqüente redução
do espelho d’água.
O fitoplâncton é o principal produtor
primário da região limnética das lagoas costeiras,
sendo, portanto, importante elo no fluxo
energético destes ecossistemas aquáticos. Vários
são os fatores que intervêm na dominância de
determinados grupos de algas na coluna d’água,
dentre os quais destacam-se a disponibilidade de
nutrientes e luz, a condição de mistura da massa
d’água e, em especial nos sistemas lagunares,
destaca-se a importância da salinidade.
Embora o Brasil apresente uma extensa
área costeira, que se estende do estado do Amapá
ao Rio Grande do Sul, perfazendo cerca de 7.367
km, o estudo sobre o fitoplâncton de lagoas
costeiras em nosso território tem se concentrado
nas regiões Sul e Sudeste, em especial nos estados
do Rio Grande do Sul e do Rio de Janeiro. Um
elevado número de lagoas costeiras ainda
permanece intacto quanto ao conhecimento do
fitoplâncton, embora muitas já estejam recebendo
forte influência antrópica.
Com base na atual literatura, constata-se
que a dominância de determinada espécie ou
grupo taxonômico nas lagoas costeiras está
associada a dois fatores principais, que são a
concentração de nutrientes e salinidade. Estudos
sobre o fitoplâncton de lagoas costeiras brasileiras
têm apontado para a abundância/dominância de
formas nanoplanctônicas em geral, com
dominância de cianobactérias, diatomáceas e
flagelados.
Dessa forma, são freqüentes os registros
de flagelados, incluindo dinoflagelados
(Akashiwo sanguineum na Lagoa da BarraMaricá, RJ; Prorocentrum minimum na lagoa
Rodrigo de Freitas, RJ), Cryptophyceae
(Cryptomonas na lagoa Rodrigo de Freitas, RJ),
Raphidophyceae (Chattonella subsalsa na lagoa
da Barra-Maricá, RJ) e Chrysophyceae (na lagoa
de Saquarema, RJ), de diatomáceas como na
lagoa Imboassica em Macaé (Chaetoceros spp.,
Cyclotella choctawhateeana, Synedropsis
roundii), e também são comuns as florações de
cianobactérias (Synechocystis aquatilis nas
lagoas de Saquarema, Barra-Maricá, Rodrigo de
Freitas, RJ; Synechococcus sp. nas lagoas de
Saquarema, Imboassica e Barra-Maricá, RJ;
Microcystis aeruginosa, Microcystis spp. e
Planktothrix sp. na lagoa de Jacarepaguá, RJ e
Cylindrospermopsis raciborskii na lagoa
Imboassica). Cabe mencionar o registro de
floração de Chlorococcales (clorococcales)
(Chlorela vulgaris, Chlorela vulgaris var.
autothrophica na lagoa da Barra-Maricá, RJ).
Muitas dessas florações estão envolvidas
em eventos de mortandade extensiva de peixes,
quer por serem tóxicas, quer por provocarem
abrupta depleção do oxigênio dissolvido com sua
decomposição. As florações de cianobactérias,
quando tóxicas, acrescentam maior prejuízo ao
ambiente por representarem um risco à saúde
pública, através do consumo do pescado
contaminado. A recorrência de Microcystis
aeruginosa, produtora de microcistinas, em
lagoas costeiras brasileiras, vem sendo observada
na lagoa dos Patos, RS, e na lagoa de Jacarepaguá,
RJ. Tal fato expressa o registro de cepas
halotolerantes de cianobactérias tóxicas, que vêm
expandindo sua área de distribuição para
ambientes salobros.
Eventos de mortandade maciça de peixes
em lagoas costeiras não são raros e encontram
registro predominantemente no verão. Embora
as condições do ambiente nesse período do ano
(alta temperatura, diminuição da solubilidade do
oxigênio dissolvido – O.D., aporte de chuvas)
contribuam para a redução da disponibilidade do
O.D., alguns registros foram associados à
ocorrência de florações de cianobactérias e
dinoflagelados. Na lagoa da Barra-Maricá,
mortandade de Brevoortia tyranus (Savelha) foi
associada à floração de Synechocystis aquatilis,
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80
45
N-Nitrato
N-Amônia
40
35
µM
30
25
20
15
10
5
a)
0
M.aeruginosa
Clorofícea
28/05/97
30/04/97
03/04/97
06/03/97
06/02/97
08/01/97
11/12/96
12/11/96
15/10/96
b)
16/09/96
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
21/08/96
5
ind. X 10 / ml
que através de bioensaios mostrou-se tóxica,
produtora de microcistina (Azevedo & Carmouze
1994. Rev. Hydrobiol. Trop. 27(3): 265-272). A
lagoa Rodrigo de Freitas também registrou
mortandade de peixes relacionada às florações de
Synechocystis aquatilis, Jaagnema subtilissima
ou Prorocentrum minimum; entretanto, todos os
bioensaios realizados tiveram resultados
negativos (FEEMA 2005. Relatório de Qualidade
de Água da Lagoa Rodrigo de Freitas (20032005)).
Como exemplo da relação entre salinidade
e trofia com a comunidade fitoplanctônica em
lagoas costeiras, cita-se o ocorrido na lagoa
Imboassica em Macaé-RJ. Esta lagoa, em
condições mesohalina e oligo-mesotrófica,
apresentou dominância de flagelados
nanoplanctônicos, pequenas diatomáceas, em
especial Cyclotella choctawhateeana e
Chroococcus microscopicus. Já no período em que
as águas da lagoa apresentaram condições
oligohalina e eutrófica-hipereutrófica, foram
registradas florações de cianobactérias
filamentosas e de uma diatomácea penada, S.
roundii (Melo 2001. Fitoplâncton da lagoa
Imboassica (Macaé, RJ-Brasil): Flora, estrutura
de comunidade e variações espaciais e temporais,
Tese de Doutorado, PPGE-UFRJ, Rio de Janeiro,
163p.).
A dominância de cianobactérias também
tem sido freqüentemente associada, na literatura,
à baixa turbulência, baixa luminosidade, baixa
razão zona eufótica/zona de mistura, alta
temperatura, baixo CO 2 /alto pH, altas
concentrações de P-total, baixa concentração de
N-total e de nitrogênio inorgânico dissolvido,
estratégia de estocagem de fósforo, habilidade em
minimizar herbivoria e de regulação da flutuação.
Na lagoa de Jacarepaguá-RJ, a redução da
disponibilidade de N-Nitrato e aumento de NAmônia foi acompanhada pela substituição da
dominância de clorococcales pela de M.
aeruginosa (Fig. 1 a,b). Análises de correlação,
inversa entre N-Amônia e chorococcales (r= 0,33; p<0,05, n=34) e direta entre N-Nitrato e
chorococcales (r= 0,72; p<0,05, n=27) e entre
cianobactérias e N-Amônia (r= 0,42; p<0,05,
n=34) confirmaram a importância da oferta de
nitrogênio para o controle dos grupos dominantes
no fitoplâncton nesse ambiente.
Por outro lado, a dominância de
Figura 1: a) Flutuação temporal dos valores de N-Nitrato
e N-Amônia (µM) e b) da densidade populacional de
Microcystis aeruginosa e Clorofícea (ind. X 105 .ml-1) na
lagoa de Jacarepaguá no período de agosto/1996 a maio/
1997.
diatomáceas tem sido associada à turbulência da
água, baixa disponibilidade de luz e altas
concentrações de sílica. Este elemento,
constituinte das frústulas das diatomáceas, foi
apontado como principal fator determinante da
marcada flutuação temporal de florações de
Synedropsis roundii na lagoa Imboassica, que
em cerca de um mês variou de mais de 180.000
ind.mL-1 a números próximos de zero ou não
detectado, pelo método empregado (Ultermöhl)
(Fig. 2). Além da disponibilidade de sílica, no
período em que foi registrada a floração desta
diatomácea as condições da lagoa eram
oligohalinas e eutrófico-hipereutrófica,
apresentando florações também de
cianobactérias.
Quanto aos flagelados em geral, cabe
destacar a estratégia nutricional mixotrófica,
favorável ao seu crescimento em ambientes
submetidos a impacto de origem doméstica, ricos
em matéria orgânica. O desenvolvimento de
formas de resistência, que se mantêm em
dormência no sedimento, é outra característica
vantajosa desse grupo, uma vez que as lagoas
costeiras são ambientes rasos e sujeitos a
Boletim da Sociedade Brasileira de Limnologia - nº 35 (3)
81
200
350
160
300
140
120
250
100
200
80
150
60
SiSR
ind.ml-1 *10-3
Interação Entre Fitoplâncton,
Zooplâncton e Peixe: Herbivoria e
Reciclagem de Nutrientes
400
Ind.ml-1
SiSR
180
100
40
36770
36708
36647
36586
36526
36465
0
36404
0
36342
50
36251
20
Figura 2: Flutuação temporal dos valores de SRSi (µM)
e da densidade de Synedropsis roundii (ind.ml-1) na lagoa
Imboassica no período de abril/1999 a setembro/2000.
freqüente ressuspensão do sedimento em função
de constantes ventos costeiros.
Em síntese, alguns aspectos merecem
destaque quanto ao fitoplâncton de lagoas
costeiras brasileiras, entre estes: 1) a maioria dos
estudos está restrita a poucas regiões geográficas;
2) a dominância de cianobactérias, diatomáceas
e flagelados; 3) o crescente registro de algas
potencialmente tóxicas, geralmente associado ao
processo de eutrofização. Considerando que a
população brasileira está concentrada nas áreas
costeiras, que o adensamento populacional nas
regiões próximas às lagoas favorece o processo
de eutrofização destes corpos d’água e que os
estudos sobre o fitoplâncton de lagoas costeiras
concentram-se em poucos estados, percebe-se a
necessidade de investir em novos estudos sobre
estes organismos ao longo de toda a planície
costeira brasileira. Tais estudos buscariam
assegurar o levantamento de informaçõesaasobre
a biodiversidade de algas supostamente
remanescente destes ambientes, tendo em conta
as profundas modificações ocasionadas pela
eutrofização, dentre as quais destaca-se o
desenvolvimento crescente de algas
potencialmente tóxicas.
Patrícia Domingos
[email protected]
Universidade do Grande Rio / Fundação
Estadual de Engenharia do Meio Ambiente
Sérgio Melo
[email protected]
Instituto Nacional de Pesquisas Amazônicas
CONSIDERAÇÕES GERAIS
Os consumidores do topo podem,
indiretamente, afetar os produtores primários na
base da cadeia alimentar devido a seus efeitos
sobre os consumidores intermediários – controle
descendente. Sabe-se, atualmente, que a
influência desses predadores sobre os organismos
produtores não está limitada ao controle dos
consumidores intermediários já que eles também
influenciam a reciclagem de nutrientes dos
ecossistemas – controle ascendente.
Peixes planctófagos podem exercer efeito
direto sobre o fitoplâncton através da herbivoria
ou indireto, através da predação seletiva sobre o
zooplâncton e pela reciclagem de nutrientes
(Attayde, J.L. & Hansson, L.A. 2001. Limnol.
Oceanogr. 46: 1001-1012, Vanni, M.J. & Layne,
C.D. 1997. Ecology 78: 21-40). Os peixes se
alimentariam de algas maiores e possibilitariam
o rápido desenvolvimento das espécies pequenas.
Como os peixes também atuariam como
predadores do zooplâncton, o efeito sobre o
fitoplâncton de maior tamanho seria
potencializado, reduzindo sua biomassa.
Estudos têm mostrado que a importância
da excreção de nutrientes por peixes,
principalmente planctófagos, é maior em sistemas
oligotróficos, podendo ser um importante
mecanismo controlador da comunidade
fitoplanctônica, quando o zooplâncton hebívoro
encontra-se em pequenas densidades (Jeppesen,
E. et al. 2002. Aquat. Ecosyst. Health Manag. 5
(1): 31-43). Em lagos eutróficos, o fitoplâncton
e as bactérias são menos limitados por nutrientes
e o controle descendente, através da predação dos
peixes sobre o zooplâncton pode ser o principal
mecanismo direcionador para essas comunidades.
O controle descendente, entretanto, é mais
importante quando o peixe é um predador visual,
consumindo de forma eficiente os organismos
zooplanctônicos maiores e possibilitando o
aumento da biomassa fitoplanctônica. Apesar da
importância, poucos são os estudos em ambientes
tropicais rasos com predominância de peixes
onívoros (Lazzaro, X. et al. 2003. Freshwater.
Biol. 48: 649-668).
Boletim da Sociedade Brasileira de Limnologia - nº 35 (3)
82
Considerando essas abordagens, foram
feitos experimentos com mesocosmos no Lago
Monte Alegre, Ribeirão Preto, SP, para avaliar a
influência do zooplâncton e do zooplâncton
peixes sobre o fitoplâncton, em termos de
abundância e composição. As hipóteses testadas
envolveram a influência da herbivoria e da
reciclagem de nutrientes pelo zooplâncton e pelos
peixes. Tilapia rendalli adulta foi utilizada no
experimento por ser planctófaga, consumindo
principalmente fitoplâncton (Arcifa, M. &
Meschiatti, A. 1996. Acta Limnol. Brasil. 8: 221229).
O Lago Monte Alegre (21º 11’S, 47º
43’W) situado no Campus da Universidade de São
Paulo, Ribeirão Preto, SP, encontra-se no limite
entre os climas tropical e tropical de altitude, com
duas estações climáticas bem marcadas: uma seca
e fria - maio a setembro - e outra chuvosa e quente
- outubro a abril. A área do lago é de cerca de 7
ha. com profundidade máxima de 5 m e média de
2,9 m, não sendo a barragem manejada,
funcionando como um pequeno lago e sofrendo
pouca influência antrópica.
do cilindro (tipo bastidor), para impedir a entrada
do zooplâncton total; foi tecnicamente
impossível evitar a entrada de poucos rotíferos,
principalmente Keratella spp. no tratamento B.
Em ambos os tratamentos e no ambiente foram
analisados o fito- e o zooplâncton, clorofila-a,
produtividade primária por C14, sedimentação de
material em câmaras suspensas dentro dos
mesocosmos e no lago e limitação por nitrogênio
e fósforo. Os tratamentos foram monitorados
duas vezes por semana durante 25 dias.
Doravante o tratamento A será
considerado como zoo+ e B como zoo-.
-Experimento sobre a influência de
peixes e zooplâncton sobre o fitoplâncton
A influência de peixes e zooplâncton,
sobre o fitoplâncton foi testada neste
experimento a partir de dois tratamentos com três
réplicas cada um. Ele foi realizado no verão de
1999, de forma semelhante ao experimento
anterior, sendo que os cilindros do tratamento A
continham além do fitoplâncton e zooplâncton,
um espécime adulto do peixe ciclídeo Tilapia
rendalli. O tratamento B continha fitoplâncton
METODOLOGIA
e baixa densidade de rotíferos. O experimento
foi monitorado duas vezes por semana durante
-Experimento sobre influência do 18 dias. O lago foi também monitorado durante
zooplâncton sobre o fitoplâncton
os dois experimentos.
Esse experimento foi realizado na época
de inverno (1998) e avaliou a influência do CONSIDERAÇÕES FINAIS
zooplâncton sobre a dinâmica da comunidade
fitoplanctônica. Os mesocosmos foram
-Zooplâncton x fitoplâncton
constituídos por cilindros de plástico com
A densidade fitoplanctônica média não
capacidade de cerca de 2500 L, que foram foi significativamente diferente no início entre
colocados na região pelágica do lago, presos a os dois tratamentos, mas ao final do experimento
flutuadores, fixos ao fundo, e cobertos por uma ela foi significativamente maior no tratamento
rede de malha larga para evitar a entrada de outros B (zoo-) (p=0,037, Fig.1). No ambiente, a
organismos (detalhes do método em Arcifa, M. densidade aproximou-se da encontrada no
& Guagnoni, W. 2003. Acta Limnol. Brasil. 15: tratamento A (zoo+). A maior contribuição para
75-79). Foram realizados dois tipos de tratamentos a densidade total do fitoplâncton durante o
com três réplicas cada.
experimento, nos dois tratamentos e no ambiente
Os cilindros do tratamento A foi das clorofíceas. No final do experimento (25°
(fitoplâncton total + zooplâncton total) foram dia), cianofíceas, crisofíceas e diatomáceas
preenchidos com água do lago filtrada em rede apresentaram densidades significativamente
de 1 mm de malha, colocada na sua boca (tipo maiores em B (p=0,003, p=0,036 e p=0,005). A
bastidor), para evitar a entrada das larvas de fração de tamanho <20 µm contribuiu com cerca
caoborídeos e o efeito de predação. Para o de 80% para a densidade total do fitoplâncton
tratamento B (fitoplâncton + rotíferos) os cilindros ao longo do experimento nos dois tratamentos e
foram preenchidos do mesmo modo, porém a água no ambiente. No 1° dia do experimento, a
foi filtrada por rede de 60 µm, acoplada na boca densidade da fração de tamanho entre 20-30 µm
Boletim da Sociedade Brasileira de Limnologia - nº 35 (3)
83
foi significativamente maior em B (zoo-) e da
fração >60 µm, em A. No último dia do estudo,
as frações de 30-60 mm e >60 µm foram
significativamente maiores no tratamento B
(p=0,007 e p=0,004). Clorofila a e produtividade
primária não diferiram entre os tratamentos ao
final do experimento (Fig. 2).
Fiugura 1: Densidade fitoplanctônica (ind/mL) ao longo
do tempo nos tratamentos A (zoo+) B (zoo-) e no
ambiente (Amb).
Figura 2: Produtividade primária fitoplanctônica (mgC/
m3/h) concentração de clorofila-a (mgC/L) nos tratamentos
A (zoo+) B (zoo-) e no ambiente (Amb).
nitrogênio e fósforo no período de experimento
de inverno, o fitoplâncton só não apresentou
maior aumento possivelmente por limitação de
outros fatores como temperatura e luminosidade.
O aumento de 6,4x na densidade de algas,
ocorrido no tratamento A no meio do
experimento, coincidiu com queda de 90% na
densidade de filtradores maiores como os
cladóceros Daphnia gessneri e D. ambigua. Ao
final do experimento houve praticamente
substituição desses dois cladóceros por outro,
Simocephalus mixtus, que normalmente é
litorâneo.
-Zooplâncton e peixe x fitoplâncton
Após 18 dias de experimento as
densidades fitoplanctônicas se mantiveram
semelhantes ao 8o dia no tratamento B (zoopeixe-), continuando a aumentar no tratamento
A (zoo+ peixe+), atingindo 7,3x a densidade
média do 1o dia, com diferença significativa entre
os dois tratamentos (p= 0,003; Fig. 3).
Clorofíceas contribuíram mais para a densidade
do fitoplâncton durante todo o estudo no
tratamento A e no ambiente. Ao final do
experimento, clorofíceas contribuíram
significativamente mais no tratamento A
(p=0,029) e zignemafíceas no tratamento B
(p=0,019). Com relação ao tamanho das algas
fitoplanctônicas, no primeiro dia de estudo, não
foram observadas diferenças significativas entre
as densidades totais das diferentes frações de
tamanho nos dois tratamentos. Ao longo do
experimento, a fração entre 20-30 µm não foi
significativamente diferente, mas as frações <20
µm, 30-60 µm e >60 µm foram
significativamente maiores em A, a partir da
metade do estudo.
A perda de fitoplâncton por sedimentação
foi semelhante entre os tratamentos no final do
estudo (3,8 e 4,9 g m -2 dia -1 em A e B,
respectivamente).
Não houve diferença significativa entre as
densidades zooplanctônicas entre os dois
tratamentos, porém a composição diferiu, com
microcrustáceos presentes em A e somente
algumas espécies de rotíferos em B.
A tendência de aumento do fitoplâncton
no tratamento B (zoo-) manteve-se durante o
experimento, o que não ocorreu no ambiente e no
tratamento A (zoo+). A explicação poderia ser a
menor pressão de consumo do fitoplâncton por Figura 3:Densidade fitoplanctônica (ind/mL) ao longo
rotíferos em densidades relativamente baixas em do tempo nos tratamentos A (zoo+ peixe+) B (zoo-, peixeB (zoo-). Não tendo havido limitação de ) e no ambiente (Amb).
Boletim da Sociedade Brasileira de Limnologia - nº 35 (3)
84
Próximo ao final do experimento as
médias de clorofila-a e produtividade primária
foram significativamente maiores no tratamento
A (p=0,013, p=0,49, respectivamente; Fig. 4). No
ambiente, ocorreu diminuição da produtividade
primária e um pequeno aumento da concentração
de clorofila-a ao longo do tempo.
Figura 4: Produtividade primária fitoplanctônica (mgC/
m 3 /h) e concentração de clorofila-a (mgC/L) nos
tratamentos A (zoo+, peixe+) B (zoo-, peixe-) e no
ambiente (Amb).
A densidade total do zooplâncton no
tratamento A (zoo+ peixe+) foi significativamente
maior do que em B (zoo- peixe-) ao longo de todo
o experimento (p< 0,003-0,040). Foi observada
contribuição significativamente maior de
cladóceros e copépodos ao final do estudo no
tratamento A em comparação com B (zoo- peixe) (p=0,021 e p=0,022, respectivamente). A
densidade total dos rotíferos não foi
significativamente diferente ao longo do tempo
em cada um dos dois tratamentos.
A taxa de sedimentação média foi de 158,0
-2 -1
g m d no tratamento A (zoo+ peixe +), sendo
significativamente superior à observada em B
(zoo- peixe-) (87,1 g m-2d-1). No ambiente o valor
foi próximo ao encontrado em B (71,5 g m-2d-1).
A presença de peixe no tratamento A, no
verão, fez grande diferença para as comunidades
planctônicas. A tilápia adulta alimenta-se
principalmente de fitoplâncton no lago (Arcifa,
M. & Meschiatti, A. 1996. Acta Limnol. Brasil.
8: 221-229) e a taxa de filtração avaliada
experimentalmente em laboratório variou de 0,09
± 3,6.106 a 1,66 ± 0,83.106 células/g/h, sendo a
medida nos mesocosmos de 5,5 ± 3,6.106 células/
g/h (A. J. Meschiatti não publ.). A taxa de filtração
nos mesocosmos foi superestimada, pois não foi
descontada a perda de algas por consumo pelo
zooplâncton e por sedimentação. Um cálculo
aproximado do consumo de algas/tilápia/dia nos
mesocosmos resultou em uma perda de cerca de
20% do total de algas. Mas, a reciclagem de
nutrientes principalmente pelos peixes suplantou
a herbivoria no tratamento A (zoo+ peixe+),
ocasionando aumento da densidade do
fitoplâncton e da biomassa em clorofila a. A
pressão menos intensa de herbivoria sobre o
fitoplâncton no tratamento B (zoo- peixe-), dada
a virtual ausência de herbívoros zooplanctônicos
mais eficientes (microcrustáceos) deve ter sido
a causa do aumento do fitoplâncton. Porém, o
crescimento parece ter sido estabilizado em B
pela limitação de nutrientes, uma vez que estes
não estavam sendo repostos pelo sedimento
(mesocosmos isolados do fundo) e a reciclagem
de nutrientes pelos consumidores planctontes ter
sido menos eficiente do que a do peixe.
A limitação de nitrogênio, existente no
início do experimento, acentuou-se no
tratamento B (zoo- peixe-). A presença de peixe
e zooplâncton mais abundante e diversificado no
A, contribuindo com nutrientes através da
excreção, possivelmente minimizou a limitação
de N mas não a eliminou, pois o consumo pelo
fitoplâncton deve ter sido muito elevado,
considerando-se as altas densidades atingidas.
A influência do peixe, através da
reciclagem de nutrientes, foi superior à do
zooplâncton nos experimentos no Lago Monte
Alegre. Em outros estudos experimentais
também foi encontrada uma forte relação entre
a biomassa e a estrutura fitoplanctônicas e a
presença de peixes, que influenciaram a
dinâmica e fluxos de nitrogênio e,
principalmente, de fósforo (Vanni, M. et al. 1997.
Ecology 78: 1-20). No Reservatório de
Americana, experimentos mostraram que os
peixes afetaram a densidade, a biomassa e a
composição do fitoplâncton (Arcifa, M. et al.
1986. Hydrobiologia 139: 49-58; Northcote, T.
et al. 1990. Hydrobiologia 194: 31-45). Estes
últimos autores atribuíram os resultados obtidos
ao efeito “cascata” via predação seletiva, mas
levantaram a possibilidade da reciclagem de
nutrientes ter sido, também, uma via de
influência muito importante. Dessa forma, a
queda na herbivoria pelo zooplâncton, propiciada
pela predação seletiva de herbívoros maiores e
mais eficientes pelos peixes, não seria a única
explicação para o crescimento fitoplanctônico
observado.
Boletim da Sociedade Brasileira de Limnologia - nº 35 (3)
85
A tilápia adulta no Lago Monte Alegre
tem um modo diferente de se alimentar do
plâncton com relação ao dos peixes dos outros
estudos mencionados, pois é um filtrador que
bombeia a água e não um predador visual. Ela é
capaz de coletar algas de 2 a 200 mm de tamanho
e espécies zooplanctônicas pequenas e grandes
como Bosmina e Daphnia (Arcifa, M. &
Meschiatti, A. 1996. Acta Limnol. Brasil. 8: 221229). Sua possível influência sobre a estrutura
zooplanctônica seria diferente da de um predador
visual, pois sua seletividade depende do escape
da presa à correnteza de água de bombeamento.
Assim, não seria de se esperar nos experimentos
no lago o efeito “descendente” via seletividade
de presas maiores ou mais visíveis pelo peixe.
Nos experimentos realizados no Lago
Monte Alegre, um peixe por réplica do tratamento
A ficou acima da abundância da tilápia e da de
peixes em geral no ambiente. Assim, a influência
do peixe foi potencializada, resultando em um
efeito muito evidente. Tentando transplantar as
conclusões para o lago, pode-se prever que a
herbivoria exercida por tilápia e a reciclagem de
nutrientes seriam muito menores. Por outro lado,
outras espécies de peixes no lago, que não são
planctófagas, poderiam afetar o fitoplâncton
somente através da reciclagem de nutrientes.
O efeito do zooplâncton não foi
potencializado no início dos experimentos, uma
vez que ele foi introduzido nos mesocosmos A
como estava no ambiente. Mas a ação de
herbivoria de filtradores mais eficientes, como os
cladóceros maiores, pode ser notada quando o
peixe está ausente, como no experimento feito no
inverno.
Em conclusão, no Lago Monte Alegre, o
zooplâncton parece exercer maior influência sobre
o fitoplâncton via herbivoria (efeito descendente)
e os peixes via excreção (efeito ascendente).
Lúcia Helena Sampaio da Silva
[email protected]
Museu Nacional - UFRJ
Marlene Sofia Arcifa
[email protected]
Universidade de São Paulo
Cinaobactérias em Águas para
Abastecimento
Público
e
o
Cumprimento da Legislação Brasileira
INTRODUÇÃO
As atividades humanas levam a usos
múltiplos dos recursos hídricos e embora essas
atividades variem de acordo com a ocupação da
bacia de drenagem e com a organização
econômica e social da região, geram impactos e
deterioração da qualidade da água e interferem
na quantidade de água disponível. Como
conseqüência desses impactos, é comum a
verificação da incidência de florações de
microalgas e cianobactérias, que podem provocar
um aumento no custo de tratamento da água e
levar a graves conseqüências relacionadas à
saúde pública. Vários gêneros e espécies de
cianobactérias que formam florações podem
produzir toxinas (cianotoxinas), as quais
apresentam efeitos danosos para a biota aquática,
podendo atingir também a saúde humana.
As cianotoxinas até agora caracterizadas
podem ser incluídas em três grandes grupos, de
acordo com suas estruturas químicas: os
peptídeos, os alcalóides e os lipopolissacarídeos.
Entretanto, por sua ação farmacológica, as duas
principais classes de cianotoxinas são as
neurotoxinas (anatoxina-a, anatoxina-a(s) e
saxitoxinas) e hepatotoxinas (microcistinas,
nodularina e cilindrospermopsina).
Intoxicações de populações humanas
pelo consumo oral de água contaminada por
cepas tóxicas de cianobactérias já foram descritas
em países como Austrália, Inglaterra, China e
África do Sul. No Brasil, o trabalho de Teixeira
et al. (1993. Bulletin of PAHO, 27(3): 244-253)
descreve uma forte evidência de correlação entre
a ocorrência de florações de cianobactérias, no
reservatório de Itaparica (Bahia) e a morte de
88 pessoas, entre as 200 intoxicadas, pelo
consumo de água do reservatório, entre março e
abril de 1988.
Entretanto, o primeiro caso confirmado
de mortes humanas causadas por cianotoxinas
ocorreu no início de 1996, quando 130 pacientes
renais crônicos, após terem sido submetidos a
sessões de hemodiálise em uma clínica da cidade
de Caruaru (PE), passaram a apresentar um
Boletim da Sociedade Brasileira de Limnologia - nº 35 (3)
86
quadro clínico compatível com uma grave
hepatotoxicose. Desses, 60 pacientes vieram a
falecer até 10 meses após o início dos sintomas.
As análises confirmaram a presença de
microcistinas e cilindrospermopsina, no carvão
ativado utilizado no sistema de purificação de
água da clínica, e de microcistinas em amostras
de sangue e fígado dos pacientes intoxicados.
Além disso, as contagens das amostras do
fitoplâncton do reservatório que abastecia a cidade
demonstraram uma dominância de gêneros de
cianobactérias comumente relacionados com a
produção de cianotoxinas (Azevedo, S.F.M.O. et
al., 2002. Toxicology. 181: 441-446)
Em termos globais, os relatos clínicos dos
danos para a população humana, pelo consumo
oral de toxinas de cianobactérias em águas de
abastecimento, indicam que esses danos
acontecem como conseqüência de acidentes,
desconhecimento ou deficiência na operação dos
sistemas de tratamento da água. Como resultado,
esses relatos são parcialmente estimados e as
circunstâncias originais são freqüentemente de
difícil definição. Em muitos casos, as
cianobactérias causadoras dos danos desaparecem
do reservatório antes que as autoridades de saúde
pública considerem uma floração como o possível
risco, pois são geralmente desconhecedoras dos
danos resultantes da ocorrência de florações de
cianobactérias e, portanto, assumem que os
processos de tratamento da água usuais são
capazes de remover qualquer problema potencial.
Entretanto, várias toxinas de cianobactérias,
quando em solução, são dificilmente removidas
através de um processo convencional de
tratamento, sendo inclusive resistentes à fervura.
Em regiões agricultáveis, ou áreas
densamente povoadas, ocorre muitas vezes o
aparecimento de florações constantes de
cianobactérias em reservatórios de abastecimento
público e, usualmente, as autoridades de meio
ambiente tentam controlar as florações com
aplicação de diferentes algicidas. Este método
provoca a lise desses organismos, liberando as
toxinas freqüentemente presentes nas células para
a água bruta do manancial. Tais ações podem
causar exposições agudas às toxinas. Além disso,
há evidências que populações abastecidas por
reservatórios que apresentam extensas florações
podem estar expostas a baixos níveis de toxinas
por longo período.
Essa exposição prolongada deve ser
considerada como um sério risco à saúde e,
portanto, é importante que os efeitos crônicos
de exposições prolongadas por ingestão oral de
baixas concentrações de cianotoxinas sejam
avaliados, tanto do ponto de vista epidemiológico
como toxicológico.
No Brasil, as florações de cianobactérias
vêm aumentando em intensidade e freqüência e,
atualmente, é possível visualizar-se um cenário
de dominância desses organismos no
fitoplâncton de muitos ambientes lênticos
brasileiros, especialmente durante os períodos
de maior biomassa e/ou densidade. Esta
dominância é marcante, sobretudo em
reservatórios e em vários deles o predomínio de
cianobactérias durante grande parte do ano tem
sido observado. Dentre os gêneros mais
freqüentemente observados nas florações de
cianobactérias no Brasil, destacam-se
Microcystis e Cylindrospermopsis, descritos na
literatura como potencialmente produtores de
hepatotoxinas e/ou neurotoxinas.
C. raciborskii vem se tornando uma das
espécies de cianobactérias de maior interesse
para os pesquisadores, em parte pelo seu
potencial de produzir toxinas e formar florações,
mas principalmente pelo aumento do número de
relatos de sua ocorrência nos últimos 7 anos em
ecossistemas aquáticos continentais de regiões
tropicais, subtropicais, e mesmo temperadas, de
diferentes países . No Brasil, há registros dessa
espécie em 11 Estados e no Distrito Federal,
sendo importante ressaltar que florações tóxicas
de espécies deste gênero já foram registradas em
vários ecossistemas aquáticos brasileiros das
regiões Nordeste, Sudeste e Sul. A grande
maioria das cepas tóxicas de C. raciborskii, até
agora isoladas de ecossistemas aquáticos
brasileiros, demonstraram produzir saxitoxinas.
Portanto, a análise e estudos com esse grupo de
neurotoxinas, em amostras de água para
consumo humano, estão se tornando de extrema
importância. Em muitos reservatórios, inclusive
em alguns recém construídos, este gênero já é
dominante, atingindo um número de células
muito acima dos limites máximos aceitáveis na
água captada para abastecimento público, para
não conferir risco para a saúde humana. Cabe
ainda ressaltar que, devido à alta estabilidade e
solubilidade dessas saxitoxinas, certamente
Boletim da Sociedade Brasileira de Limnologia - nº 35 (3)
87
processos de bioacumulação na biota aquática
podem estar ocorrendo, podendo configurar uma
outra rota de intoxicação humana. (Azevedo,
S.F.M.O. 2005. Em Chorus, I (ed), Current
approaches to cyanotoxin risk assessment, risk
management and regulations in different
countries, Federal Environmental Agency.
Berlim.).
Por outro lado, florações de cianobactérias
produtoras de microcistinas já foram confirmadas
em vários reservatórios das regiões Nordeste,
Centro Oeste, Sudeste e Sul, já tendo sido também
detectada a presença dessa hepatotoxina, em
níveis acima dos limites máximos aceitáveis, em
várias amostras de água tratada, distribuída pelos
sistemas de abastecimento público. Além disso,
já foi demonstrada uma rápida bioacumulação de
microcistinas em peixes de uma lagoa costeira
fluminense com florações tóxicas de
cianobactérias, evidenciando uma nova rota
potencial de intoxicação humana. Essa
bioacumulação foi confirmada por estudos em
laboratório.
Devido ao aumento da ocorrência de
florações de cianobactérias tóxicas no Brasil e
considerando os aspectos relacionados aos
problemas ambientais e de saúde pública, fica
evidente a necessidade de se prever, controlar e,
se possível, evitar a ocorrência dessas florações,
especialmente assumindo-se que a qualidade da
água é um fator limitante para o desenvolvimento
econômico e social do país. A prevenção de
florações de cianobactérias é a abordagem mais
racional a ser adotada pelos responsáveis pelo uso
de um manancial, para evitar os problemas
potenciais de toxicidade e de gosto e odor na água,
causados por essas florações. Infelizmente
nenhuma técnica de prevenção é simples e antes
de qualquer opção a ser selecionada é necessário
considerar-se as informações já disponíveis sobre
as variáveis físicas, químicas e biológicas do
ambiente aquático.
Em janeiro de 1990 foi publicada pelo
Diário Oficial da União a portaria no 036 do
Ministério da Saúde. Essa portaria que substituía
a de no 056, apesar de algumas inovações, ainda
não contemplava o arcabouço de parâmetros
químicos e biológicos necessários a um controle
mais efetivo da qualidade da água a ser distribuída
à população. Com a edição da portaria no 1469
em 19 de fevereiro de 2001, alguns desses
parâmetros como os orgânicos incluindo a
microcistina passaram a ser exigidos. Parâmetros
hidrobiológicos como a identificação e a
contagem de cianobactérias passaram então a
serem exigidos no controle. Além da inclusão
de novos parâmetros, foram alteradas as
freqüências para a realização das amostragens
daqueles já existentes como a colimetria. Todos
os laboratórios de companhias de abastecimento
de água, sistemas autônomos municipais e
empresas privadas teriam até três anos para
efetivarem a implantação desses parâmetros.
Somado a isso, outros parâmetros de controle
ficaram enquadrados dentro das recomendações,
dentre eles, as análises químicas para a
identificação e quantificação de saxitoxinas e
cilindrospermopsina. Em 27 de março de 2004,
foi editada pelo Ministério da Saúde a portaria
no 518 com pequenas modificações em relação
à 1469, mas que estendia o prazo de implantação
por mais um ano. O objetivo principal desse
trabalho é o de apresentar como está a situação
do atendimento à então portaria 518 pelos
laboratórios das companhias estaduais de
saneamento, enfatizando onde há a necessidade
da locação de recursos em treinamento e infraestrutura para que se efetue o seu cumprimento.
MATERIAIS E MÉTODOS
Coleta e análise dos dados
Através da câmara técnica de controle da
qualidade da água da Associação das Empresas
de Saneamento Básico Estaduais – AESBE foi
realizada uma pesquisa entre 23 companhias de
saneamento o que representa 88,5% dos estados
da confederação e o Distrito Federal. Essa
pesquisa foi dividida em duas partes, a primeira
delas foi feita com o preenchimento de um
formulário pelos responsáveis dos respectivos
setores de controle de qualidade das companhias.
Nesse formulário, cujo objetivo principal era o
de catalogar as informações sobre a implantação
das análises de cianobactérias e cianotoxinas,
trazia informações sobre o número de sistemas
operados, o tipo de captação de água (superficiais
como represas, rios, córregos, açude ou poços),
o tipo de tratamento empregado e a ocorrência
de cianobactérias e cianotoxinas. Já o segundo
formulário trazia informações sobre as análises
bacteriológicas referindo-se principalmente à
Boletim da Sociedade Brasileira de Limnologia - nº 35 (3)
88
população abastecida, à freqüência de
amostragem e à metodologia utilizada para o
controle. Nesse formulário também foram
colhidas informações sobre a realização das
análises de flúor, metais pesados e orgânicos como
os pesticidas. Ambos os formulários foram
elaborados pelo grupo de trabalho da câmara
técnica da AESBE responsável pelo apoio em
consultorias e serviços técnicos, e estão
disponibilizados no site da AESBE
(www.aesbe.org.br). Nos gráficos apresentados
a ordem, família e gêneros estão expressos
alfanumericamente.
RESULTADOS PRELIMINARES
Das 23 empresas para onde foi enviado o
primeiro formulário, em 14 estados e no distrito
federal é realizado o monitoramento
hidrobiológico nos mananciais, seja através de
laboratórios próprios ou através de terceiros.
Através da Tabela I é possível verificar
como estava a situação do atendimento à
legislação, no período de agosto de 2005 a agosto
de 2006, quanto ao monitoramento de ocorrência
de cianobactérias.
De acordo com a avaliação das
informações dos formulários preenchidos foi
possível compilar quais eram os gêneros mais
comuns nas diversas captações de água das
companhias de saneamento, nas amostragens
realizadas no período de agosto de 2005 a agosto
de 2006 Através da Figura 1 é possível verificar
quais são os gêneros predominantes em cada
uma das captações (foram citadas também a
ordem Chroococcales e a família Nostocaceae).
DISCUSSÃO
Verificou-se um predomínio de espécies
dos
gêneros
Anabaena
(80%),
Cylindrospermopsis (80%), Microcystis (90%)
e Oscillatoria (50%) em aproximadamente todas
as amostras de água das captações das estações
de tratamento das companhias estaduais de
saneamento. Ressaltou-se também a presença do
gênero Synechocystis no monitoramento
realizado pela companhia de água do Espírito
Santo. Se considerarmos que já há citação
bibliográfica no Brasil para a produção de
cianotoxinas para todos os gêneros mencionados,
cuidado maiores devem ser adotados pelos
órgãos produtores de água potável quando da
ocorrência dos mesmos. Além disso, devido
possivelmente à falta de especialistas em
taxonomia ou a indisponibilidade de técnicas
moleculares na maioria dos laboratórios das
companhias, dentro da classificação do gênero
Tabela I: Situação do atendimento à portaria no 518 no que se refere à análise de cianobactérias pelas companhias de
saneamento estaduais até agosto de 2006.
Legenda: NR: Não realiza; NI: Não informado; RM: Regiões metropolitanas.
Boletim da Sociedade Brasileira de Limnologia - nº 35 (3)
89
Legenda: 1a: Anabaena; 2a: Aphanizomenon; 3a: Aphanocapsa; 4a: Aphanothece; 5c: Chroococcales; 6c:
Coelomoron; 7c: Cylindrospermopsis; 8c: Cylindrospermum; 9g: Geitlerinema; 10g: Gloeocapsa; 11g:
Gomphosphaeria; 12j: Jaaginema; 13k: Komvophoron; 14l: Limnothrix; 15l: Lyngbya; 16m: Merismopedia;
17m: Microcystis; 18n:Nostocaceae; 19o: Oscillatoria; 20p: Phormidium; 21p: Planktothrix; 22p: Planktolyngbya;
23p: Pseudoanabaena; 24r: Radiocystis; 25r: Raphidiopsis; 26s: Spirulina; 27s: Synechococcus; 28s: Synechocystis
e 29t: Tychonema.
Boletim da Sociedade Brasileira de Limnologia - nº 35 (3)
90
Microcystis podem estar sendo confundidos
outros. O gênero Radiocystis, que é facilmente
identificado como Microcystis, vem sendo
catalogado em diversas regiões do país e todas
as cepas até o momento avaliadas produzem
microcistinas. Contrariamente, para o gênero
Sphaerocavum, facilmente confundido com o
gênero Microcystis, há poucos registros de cepas
produtoras de microcistina. Outra consideração
que deve ser levada em conta, é a de que o gênero
Cylindrospermopsis, até então produtor de
neurotoxinas, pode ser facilmente confundido
com outros da família Nostocaceae, quando o seu
heterocito terminal não está expresso. A maioria
dos laboratórios que fazem o monitoramento
hidrobiológico, realiza também as análises de
cianotoxinas, principalmente aquelas que podem
ser detectadas através de kits imunoenzimáticos
(microcistinas e saxitoxinas). A cromatografia
líquida de alta eficiência ainda é uma técnica um
pouco empregada na maioria dos laboratórios.
Por isso, um maior investimento em recursos
humanos e equipamentos deve ser despendido
pelos órgãos competentes. Para as próximas
etapas desse trabalho espera-se um levantamento
das técnicas empregadas pelos laboratórios para
as análises de nutrientes com os respectivos
resultados, além do tipo de tratamento empregado
em cada estação. Com isso, será possível
estabelecer critérios mais seguros para a previsão
de florações e redução das concentrações de
cianotoxinas nas diversas etapas do tratamento.
AGRADECIMENTO
Os autores agradecem ao esforço de todos
os técnicos que trabalham nos laboratórios das
companhias de saneamento pelo levantamento e
fornecimento dos dados.
Fernando Antônio Jardim
[email protected]
Laboratório Central da COPASA
Fernando Antônio Jardim
[email protected]
Laboratório Central da COPASA
Sandra M.F.O. Azevedo
[email protected]
Universidade Federal do Rio de Janeiro
Uma Breve Reflexão Sobre a Ecologia
do Fitoplâncton Continental no Brasil
“A importância do fitoplâncton está fora de
questão...” (Reynolds, 1984. The ecology of
freshwater phytoplankton, Cambridge
University Press, 384p.)
É inequívoco o reconhecimento da
importância que as comunidades planctônicas
assumem na estrutura e funcionamento dos
ecossistemas aquáticos. O papel do fitoplâncton,
em particular, por dominar a vida pelágica que
abrange 70% da superfície terrestre, está fora de
questão (Reynolds, C.S.R. 1984. The ecology of
freshwater phytoplankton, Cambridge University
Press, 384p.). Um simples indicador desta
relevância em águas continentais pode estar no
número de espécies que compõem esta
comunidade. Dentre as mais de 14 mil espécies
de algas de água doce, estimada a partir dos
registros de Bourrelly (1981-90. Les algues
d´eaux douce; initiation a la systematique. Tomes
1,2,3. Éditions Boubée.), cerca de 4 a 5 mil estão
presentes no plâncton (Reynolds, 2006. The
Ecology of Phytoplankton (Ecology, Biodiversity
and Conservation), Cambridge University Press,
535p.).
O objetivo desta nota é compartilhar com
os leitores do Boletim da Sociedade Brasileira
de Limnologia uma breve reflexão sobre alguns
pontos relevantes no que diz respeito à Ecologia
do Fitoplâncton Continental no Brasil. Reflexões
e sínteses detalhadas foram realizadas em
momentos anteriores. Cabe salientar, por
exemplo, os estudos de: i) Barbosa et al. 1995
Em: Tundisi, J.G., Bicudo, C.E.M & MatsumuraTundisi, T. (Org.), Limnology in Brazil, Rio de
Janeiro, p.19-35.), livro este publicado por
ocasião do XXVI Congresso Internacional de
Limnologia realizado em São Paulo, onde foi
apresentada uma síntese dos estudos sobre
ecologia do fitoplâncton no Brasil; ii) Huszar &
Silva 1999, Limnotemas, Rio de Janeiro, v. 2, p.
1-22) no qual é fornecida uma bibliografia
comentada sobre os 50 anos de estudos
ecológicos do fitoplâncton no Brasil; e iii) Bozelli
& Huszar 2003. Limnotemas, Rio de Janeiro, v.
3, p.1-15) que analisaram o estágio do
conhecimento das comunidades planctônicas em
geral no Brasil, expondo algumas reflexões sobre
Boletim da Sociedade Brasileira de Limnologia - nº 35 (3)
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as carências nesta área do conhecimento e
apontando direcionamentos para futuras
atividades de pesquisa.
Três tipos de lacunas nos estudos das
comunidades planctônicas no Brasil foram
apontados por Bozelli & Huszar 2003.
Limnotemas, Rio de Janeiro, v. 3, p.1-15): lacunas
de Informação, lacunas por tipo de ambiente e
lacunas regionais. Para o fitoplâncton, em
particular, as lacunas de informação referiam-se
à carência de estudos sobre produção primária e
biomassa das populações e ao quase completo
desconhecimento da fração picoplanctônica (0,22 µm). Os distintos procedimentos metodológicos
de amostragem (seletivos ou não seletivos) e o
conhecimento, então ainda incipiente sobre
ecologia de cianobactérias, considerando a
importância crescente deste grupo de algas por
seu forte vínculo com a saúde pública, eram
também tópicos pouco abordados. No que diz
respeito a lacunas relativas aos tipos de ambientes
– rios, lagoas costeiras, pantanal e outros lagos
naturais (que não lagoas costeiras e lagos de
inundação) surgiam como ecossistemas ainda
com escasso conhecimento, se comparados a
reservatórios e lagos de inundação.
Regionalmente, a concentração maciça de
estudos na região sudeste do Brasil configuravase em uma nítida disparidade regional que
precisava ser minimizada, urgentemente, através
de estímulo e indução, por parte de agências
financiadoras, para a intensificação dos estudos
nas demais regiões do país.
Poucas modificações ocorreram desde as
ponderações levantadas por Bozelli & Huszar
2003. Limnotemas, Rio de Janeiro, v. 3, p.1-15),
algumas das quais, no entanto, foram relevantes.
O grave problema metodológico de amostragem
com rede, com discussão dos dados como se fosse
relacionado ao fitoplâncton total, cada vez é
menos freqüente. A evolução do conhecimento
sobre cianobactérias no país é inequívoca,
estando
fortemente
relacionada
ao
reconhecimento da relevância para a saúde
pública (Portaria 518 do Ministério da Saúde, 25/
03/2004). Estudos levando em conta biomassa
fitoplanctônica (biovolume ou peso fresco)
também começam a ser mais freqüentes no país.
Por outro lado, permanece ainda incipiente o
conhecimento da fração picoplanctônica; e os
estudos sobre produção primária não retomaram
os níveis de décadas anteriores. No que diz
respeito ao conhecimento de diferentes tipos de
ecossistemas, pôde-se observar um significativo
avanço nos estudos sobre ecologia do
fitoplâncton em lagoas costeiras. Muito, no
entanto, permanece por ser feito no que diz
respeito à ecologia do fitoplâncton de rios e de
lagos de inundação, especialmente os do
pantanal.
Apesar de todas as ações das agências
financiadoras, o forte desbalanço regional com
concentração de estudos no sudeste do Brasil
ainda é uma realidade. Uma breve busca sobre
as informações existentes, ainda que subestimada,
no Diretório de Grupos de Pesquisa do CNPq
(http://www.cnpq.br/gpesq), utilizando o termo
fitoplâncton como palavra chave, mostra a
existência de apenas 65 grupos de pesquisa, 48
dos quais com atuação em sistemas aquáticos
continentais. Os 48 grupos vinculam-se sobre
tudo a grande área de Ciências Biológicas (36) e
os demais às grandes áreas de Engenharia e
Ciências Agrárias. 52% dos grupos atuam nos
seis estados das regiões Sul e Sudeste,
encontrando-se os demais distribuídos pelos
outros 21 estados do país.
Outros pontos importantes emergem desta
reflexão. Há que se desenvolver estudos
experimentais em ecologia do fitoplâncton,
abordar o foco ainda tímido sobre as questões
teóricas e incrementar a visibilidade da produção
nacional.
A limnologia experimental no Brasil foi
objeto de uma síntese realizada por Arcifa et al.
(1995 Em: Tundisi, J.G., Bicudo, C.E.M &
Matsumura-Tundisi, T. (Org.), Limnology in
Brazil, Rio de Janeiro, p.257-281). Os principais
estudos experimentais existentes relacionados ao
fitoplâncton buscavam identificar os fatores
limitantes ao crescimento fitoplanctônico. Mais
recentemente, experimentos sobre interações
tróficas, ainda que de maneira modesta, têm sido
conduzidos por alguns grupos de pesquisa. Fazse necessário tanto incrementar estes tipos de
experimento como realizar ensaios delineados
para possibilitar a definição de parâmetros,
visando modelagem matemática de processos.
A abordagem ainda incipiente de questões
teóricas dentro da ecologia do fitoplâncton no
Brasil faz com que a maioria da produção
bibliográfica restrinja-se a trabalhos descritivos.
Boletim da Sociedade Brasileira de Limnologia - nº 35 (3)
92
Perguntas objetivas a serem respondidas,
desenvolvimento de estudos correlacionados às
teorias ecológicas gerais e às teorias específicas
para o fitoplâncton, possibilitando uma limnologia
preditiva devem fortemente ser buscados pelos
ecólogos do fitoplâncton no Brasil. Este ponto
vincula-se intimamente com o ponto mais crucial
que a ecologia do fitoplâncton vive hoje no Brasil:
a visibilidade internacional de sua produção
científica. Esta visibilidade obviamente está
vinculada à qualidade da produção, a qual vem
sendo meta prioritária das agências de fomento e
de avaliação no país. Os indicadores desta
qualidade vêm sendo aperfeiçoados no contexto
internacional, bem como nos sistemas de
avaliação. Os índices buscam uma forma de
expressar quantitativamente a qualidade da
produção científica. Embora inúmeras críticas
possam ser feitas aos critérios pelos quais são
definidos os fatores de impacto das revistas
científicas, esta é uma realidade no momento da
qual não podemos nos esquivar. Dessa forma, as
ações dentro da especialidade Ecologia do
Fitoplâncton devem seguir a direção da qualidade
da produção, tornando visíveis as pesquisas
realizadas no país e a contribuição relevante que
as regiões tropicais podem trazer para as questões
teóricas em Ecologia de um modo geral.
Vera Huszar
[email protected]
Museu Nacional - UFRJ
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