Efeitos de florações de cianobactérias sobre os cladóceros ceriodaphnia dubia e daphnia gessneri

Cyanobacterial blooms are common in eutrophic reservoirs in Brazilian northeastern semi-arid. Given this reality, the present study aimed to analyze the effect of potentially toxic cyanobacterial blooms in Gargalheiras reservoir (semi-arid) on the cladocerans Ceriodaphnia dubia and Daphnia gessneri. In vitro chronic bioassays were performed with reservoir water dilutions from August/2011 to May/2012 and the following effects were evaluated on: intrinsic rate of population growth (r), reproductive parameters (age of first reproduction and fecundity per capita) and cladocerans movements. Phytoplankton was dominated by Cylindrospermopsis raciborskii and Planktothrix agardhii and saxitoxin and microcystin were detected in reservoir water. In most months C. dubia showed differences in r between control (absence of cyanobacteria) and treatments, and has shown negative effects on reproductive parameters. In all months paralysis of swimming movements was observed in C. dubia when both C. raciborskii and saxitoxin (cyanotoxin neurotoxic) were present in water. While C. dubia was sensitive to the reservoir water containing cyanobacteria, D. gessneri showed less intense negative effects in r and reproductive parameters. Furthermore, D. gessneri showed no paralysis of swimming movements. These results support the hypothesis in the literature that D. gessneri is resistant to the Cylindrospermopsis effects. The clone‟s life history may be a key to understand the results. The C. dubia clone, isolated from eutrophicated environment, is in the lab for ten years and it is an exotic species in Brazil. D. gessneri is a common species in the country and this clone was isolated from the Gargalheiras reservoir (where there are constant blooms of potentially toxic cyanobacteria) a year ago. Perhaps the recent contact with cyanobacteria explain the higher resistance presented by this D. gessneri clone. In conclusion, the cladocerans studied have different levels of sensitivity to cyanobacteria, characterizing species-specific responses

Distribuição de cladóceros planctônicos (Crustacea: Branchiopoda) em um reservatório eutrófico raso (Paraná, Brasil)

This study focused the spatial and temporal distribution of the composition, abundance, and diversity of planktonic cladocerans from eutrophic, Iraí Reservoir, as well as their relationships with some biotic and abiotic variables. The tested hypothesis was that cladocerans present higher variation in a temporal than in a spatial scale. The samples were taken monthly in 6 stations, from March/02 to July/03. Twenty-four taxa were identified, distributed in 7 families, the richest families being Daphniidae (6 spp.), Chydoridae (6 spp.), and Bosminidae (5 spp.). The most frequent and abundant species were Bosmina hagmanni, Moina minuta, and Ceriodaphnia cornuta. The highest abundances were found in September/2002. Temporally, rainfall influenced organism's distribution, while spatially cladocerans were more affected by reservoir hydrodynamics and wind action. The low species richness could be a reflection of the trophic state of the reservoir, in which a dominance of Cyanobacteria was observed during that study period. Both scales showed high variation, but only the temporal scale showed significant difference to richness and abundance. Nearby the end of this study, higher stable values of species richness were recorded, which could suggest an increase in the water quality due to des-pollutions actions.

Diversidade das assembléias de Cladóceros (Crustacea, Branchiopoda) de áreas adjacentes a trechos lóticos e reservatórios da Bacia do Rio Prata (Argentina, Brasil, Paraguai e Uruguai

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Avaliação química e ecotoxicológica para seleção de bioensaios aquáticos sensíveis a efluentes contendo metais

A Resolução CONAMA N 430/2011 exige a utilização de dois bioensaios (dois níveis tróficos) para avaliação ecotoxicológica de efluentes, mas a seleção ao acaso de bioensaios pode permitir lançamentos tóxicos. A sensibilidade dos bioindicadores irá depender da substância tóxica avaliada. Assim, baterias de bioensaios sensíveis devem ser estabelecidas às classes de contaminantes. Na literatura não há estudos que indiquem uma bateria de bioensaios ecotoxicológicos sensíveis para avaliação de efluentes contendo principalmente metais. Esse trabalho teve como objetivo selecionar uma bateria de bioensaios ecotoxicológicos que conjuntamente detectem toxicidade ao maior número de metais isolados e em misturas e que sejam realizados no menor tempo indicado pelas normas de padronização. Foram avaliadas as sensibilidades de seis bioensaios, incluindo três níveis tróficos (produtores, algas: Pseudokirchneriella subcapitata e Chlorella vulgaris; consumidores primários, cladóceros: Daphnia similis e Ceriodaphnia dubia; consumidores secundários, peixes: Poecilia reticulata e Danio rerio), a 10 espécies metálicas individuais (Ag+, Cd2+, Cu+, Cu2+, Cr3+, Cr6+, Pb2+, Ni2+, Zn2+ e Hg2+) e a efluentes reais (siderúrgicos) e simulados em laboratoriais (baseado nos limites máximos permitidos para descarte). Os bioensaios com peixes foram os menos sensíveis, D. rerio não detectou toxicidade em nenhum dos efluentes testados. P. subcapitata foi um bom bioindicador de toxicidade de Cr3+ e D. similis foi o organismo mais sensível a Hg2+. O uso combinado do bioensaio crônico de 72h com C. vulgaris e do bioensaio agudo de 48h com C. dubia garantiu a detecção das menores concentrações dos metais tanto individualmente quanto em efluentes reais e simulados. Apesar de P. subcapitata ser um bom bioindicador da toxicidade de Cr3+, a interação dos metais em misturas tornou C. vulgaris igualmente sensível. Da mesma forma, apesar de D. similis ter sido mais sensível ao Hg2+, o efeito da toxicidade dos efluentes com maiores teores de Hg2+ foi detectado por C. dubia

Adaptation of Cladocerans in metal-polluted heterogeneous environments

No presente trabalho o cladócero Daphnia longispina foi utilizado como organismo modelo para a avaliação dos efeitos ecológicos da adaptação a ambientes contaminados por metais. Foram amostradas populações naturais de D. longispina num local sujeito à contaminação por metais e num local próximo, de referência, ambos localizados no sistema aquático na área envolvente à mina abandonada de São Domingos. Várias linhagens clonais de ambas as populações foram mantidas em laboratório, sob condições controladas, para a execução dos testes. Um dos testes realizados permitiu estudar e quantificar as diferenças na tolerância letal entre as linhagens clonadas de ambas as populações e também avaliar os custos associados. Utilizando vinte linhagens clonais de D. longispina das duas populações verificou-se que apenas clones sensíveis ao cobre estavam presentes na população de referência e clones resistentes ao cobre estavam presentes na população do local contaminado. Os custos associados à tolerância foram ilustrados pela determinação de taxas alimentares mais baixas para a população tolerante quando comparadas com as da população de referência. Outro dos testes realizados permitiu comparar as respostas de clones de populações de ambos os locais – contaminado e referência – à exposição a concentrações sub-letais do metal cobre. A tolerância evidenciada anteriormente ao nível letal foi confirmada ao nível sub-letal, com o clone proveniente da população do local contaminado evidenciando uma maior tolerância ao cobre quando comparado com os restantes clones, para todos os parâmetros analisados (taxas alimentares, consumo de oxigénio, crescimento e reprodução). Os efeitos da aclimatação ao cobre ao longo de várias gerações foram também avaliados num clone de D. longispina. Os resultados evidenciaram a existência de uma adaptação fisiológica ao cobre ao longo das várias gerações que, no entanto, apenas aumentou marginalmente a tolerância a níveis de cobre letais. Para além disso, observou-se também uma grande variação nas respostas do clone de D. longispina estudado, não só entre concentrações de cobre mas também entre gerações. Os resultados obtidos nos vários estudos realizados com linhagens clonais de ambas as populações de D. longispina reforçam a importância de integrar a temática do desenvolvimento de tolerância à poluição aquando da avaliação dos riscos ambientais e ecológicos de compostos químicos, como os metais, no meio ambiente.

Ecological interactions in populations facing environmental stress

O zooplâncton, particularmente os cladóceros, são organismos de água doce importantes na regulação da produção primária dos ecossistemas de água doce. No entanto, também podem adaptar-se a condições salobras. Tendo em conta as previsões no âmbito das alterações climáticas, a intrusão salina pode ocorrer a par com a subida de temperatura. As populações de água doce podem ficar vulneráveis aos efeitos interativos da salinidade e da temperatura, de acordo com os seus limites de tolerância e capacidade de adaptação ao stress ambiental. Assim, a presente tese analisou as interações resultantes das alterações destes agentes de stress em populações de cladóceros de água doce. Primeiro, comparou-se a halotolerância de diferentes genótipos de Simocephalus vetulus provenientes de populações de água doce e de água salobra de modo a avaliar a existência de uma componente genética de resistência à salinidade. A sensibilidade aguda dos genótipos variou na mesma gama de concentrações; todavia, todos os genótipos da população salobra, exceto um, foram mais tolerantes do que os de água doce, em termos de tempo à imobilização. Contudo, não foi possível estabelecer uma relação entre a performance reprodutiva em condições salobras e o contexto ambiental de origem destes genótipos. Mais, estes ensaios mostraram que as populações de água doce têm potencial para tolerar incrementos de salinidade. Como tal, pode-se concluir que a seleção a que os genótipos estão sujeitos no seu local de origem foi mais fraca do que o esperado. Segundo, investigou-se a capacidade de aclimatação de Daphnia galeata à salinidade e temperatura, de modo a avaliar a halotolerância de Daphnia a duas temperaturas num cenário de aclimatação multigeracional. O objetivo foi compreender se a pré-adaptação ao stress ambiental (20ºC e 25ºC versus 0 g/L e 1 g/L de NaCl) influenciou posteriormente as respostas a estes agentes de stress. Verificou-se uma tendência para um aumento de sensibilidade ao NaCl, a temperaturas mais elevadas. No entanto, este efeito foi anulado após nove gerações, mas apenas quando os organismos foram aclimatados aos dois agentes de stress em simultâneo (salinidade e temperatura elevada). Terceiro, demonstrou-se experimentalmente que a salinidade interferiu com a competição interespecífica, alterando a composição das comunidades zooplanctónicas. Este conjunto de evidências permitiu-nos refletir nos múltiplos impactos de agentes de stress, particularmente os relacionados com as previsões de alterações climáticas. Em paralelo aos estudos de natureza experimental, e numa perspetiva de Educação para o Desenvolvimento Sustentável (EDS), importa também promover o desenvolvimento de competências necessárias à compreensão de mudanças ambientais globais (e.g., o impacto da salinidade e da temperatura) para implementar estratégias de mitigação e adaptação. Neste contexto, foi realizada uma atividade com estudantes do ensino secundário, que se tornou uma boa oportunidade para a sua aprendizagem e aquisição de competências de interpretação de dados experimentais, assim como de sensibilização para as questões ambientais.

Comunidade zooplanctônica associada a banhado e lagoa interna no Sistema Hidrológico do Taim, costa sul do Rio Grande do Sul, Brasil

O Sistema Hidrológico do Taim, que inclui o Banhado do Taim, insere-se em uma região de áreas alagáveis contínuas caracterizadas por banhados e lagoas de água doce, em uma dinâmica de baixo relevo entre o Oceano Atlântico e a Lagoa Mirim, litoral Sul do Rio Grande do Sul. Este sistema encontra-se associado a uma vasta área de monocultura de arroz irrigado. As alterações antropogênicas ou naturais dos níveis d’água no sistema podem afetar a estrutura das comunidades planctônicas associadas às lagoas e à vegetação macrofítica. O objetivo principal do presente trabalho foi caracterizar a estrutura da comunidade zooplanctônica e verificar sua variação horizontal e temporal num eixo formado por uma área aberta (livre de vegetação) e uma área vegetada por densos estandes de macrófitas, assim como verificar a relação das características limnológicas e climatológicas com estas comunidades de forma a contribuir com elementos para a definição de regras adequadas ao uso dos recursos hídricos desta área. O estudo foi conduzido numa lagoa rasa interna ao Banhado (Lagoa Jacaré), e na porção do Banhado do Taim adjacente à Lagoa. Foi definida uma transecção Banhado-Lagoa composta por três pontos de amostragem (Banhado, Interface e Lagoa). Amostras de água foram coletadas trimestralmente, ao longo de um ano (Agosto/2002 a Junho/2003), para a análise do zooplâncton e das características ambientais. A comunidade zooplanctônica esteve representada por um total de 85 espécies, dentre as quais 39 pertencem aos cladóceros, caracterizando-o como o grupo de maior riqueza específica. O Índice de Constância demonstrou como espécies constantes no eixo Banhado-Lagoa, os rotíferos Lecane leontina e Testudinella sp., e os cladóceros Ceriodaphnia richardi e Chydorus sphaericus. Os copépodos foram o grupo de maior abundância, representada pela dominância dos náuplios e copepoditos, pois os indivíduos adultos freqüentemente ocorreram em número reduzido. Agosto (inverno) foi o período com o maior número de indivíduos, com valores de densidade bastante acentuados em relação aos demais. O Banhado apresentou a maior densidade zooplanctônica, assim como os maiores valores de riqueza e diversidade específica. Este habitat revela-se como uma zona potencial de abrigo e manutenção da fauna zooplanctônica, enfatizando a importância da conservação dos ecossistemas de banhados. As flutuações do nível d’água demonstraram a maior correlação com a variação da comunidade zooplanctônica. A ocorrência de níveis d’água elevados permitiu ampla conexão entre os habitats e grande disponibilidade de nichos, contribuindo para a manutenção de elevada densidade, riqueza e diversidade zooplanctônica nos períodos com tais condições.

Efeitos da tilápia do Nilo (Oreochromis niloticus) e do enriquecimento por nutrientes sobre a comunidade planctônica em um lago artificial no semi-árido brasileiro

The major aim of this study was to test the hypothesis that the introduction of the Nile tilapia (Oreochromis niloticus) and the enrichment with nutrients (N and P) interact synergistically to change the structure of plankton communities, increase phytoplankton biomass and decrease water transparency of a semi-arid tropical reservoir. One field experiment was performed during five weeks in twenty enclosures (8m3) to where four treatments were randomly allocated: with tilapia addition (T), with nutrients addition (NP), with tilapia and nutrients addition (T+NP) and a control treatment with no tilapia or nutrients addition (C). A two-way repeated measures ANOVA was done to test for time (t), tilapia (T) and nutrient (NP) effects and their interaction on water transparency, total phosphorus, total nitrogen, phytoplankton and zooplankton. The results show that there was no effect of nutrient addition on these variables but significant fish effects on the biomass of total zooplankton, nauplii, rotifers, cladocerans and calanoid copepods, on the biovolume of Bacillariophyta, Zygnemaphyceae and large algae (GALD ≥ 50 μm) and on Secchi depth. In addition, we found significant interaction effects between tilapia and nutrients on Secchi depth and rotifers. Overall, tilapia decreased the biomass of most zooplankton taxa and large algae (diatoms) and decreased the water transparency while nutrient enrichment increased the biomass of zooplankton (rotifers) but only in the absence of tilapia. In conclusion, the influence of fish on the reservoir plankton community and water transparency was greater than that of nutrient loading. This finding suggests that biomanipulation should be a greater priority in the restoration of eutrophic reservoirs in tropical semi-arid regions

Population growth and development of two species of Cladocera, Moina micrura and Diaphanosoma birgei, in laboratory

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Efeitos da tilápia do Nilo, Oreochromis niloticus, sobre a biomassa planctônica e a transparência da água ao longo de um gradiente de enriquecimento por nutrientes

The omnivorous filter-feeding fish, Nile tilapia (Oreochromis niloticus), can have negative effects on water quality enhancing the eutrophication process. These effects depend on the nutrient enrichment level in the water. We carried out a mesocosm experiment for five weeks in a tropical man-made lake in Brazil to test ifthe effects of tilapias depend on of the level of nutrient enrichment. The experiment lasted for 5 weeks and a factorial 2x5 experimental design was used where the presence and absence of tilapias were manipulated in combination to 5 different levels of nutrient load in a total of 10 treatments. A two way repeated measure ANOVA was performed to evaluate the effects of time (t), tilapia (F), nutrients (NP) and the interactions among these factors on: chlorophyll a, water transparency, total phosphorous, total nitrogen, N:P ratio, zooplankton biomass and phytoplankton biovolume. The tilapia effect was evident, but nutrient enrichment didn t have any effect on the variables analyzed. Tilapia decreased the water transparency, total zooplankton biomass, calanoid copepod biomass, nauplii copepod biomass and cladocerans biomass. On the other hand, tilapia had no effect on phytoplankton biovolume. This lack of effect on phytoplankton is probably due to tilapia grazing that may counteract the positive effect of tilapia on phytoplankton via trophic cascades and nutrient recycling. Hence, a reduction in tilapia stock would not be an effective way to reduce phytoplankton biomass and improve water quality

Respostas funcionais de diferentes tamanhos de Tilápia do Nilo; Oreochromis niloticus; predando zooplâncton

The Nile tilapia, Oreochromis niloticus, is an important omnivorous fish in the reservoirs of the semi-arid region of Brazil. Throughout its growth tilapia s feeding behavior changes from a visual predator of zooplankton to a filter-feeder, collecting suspended particulate matter, including planktonic organisms, through pumping. This feature results in different impacts of tilapia on plankton community as the fish grows. Aiming to quantify the functional response of different sizes of Nile tilapia on zooplankton experiments in microcosms scale in the laboratory and in mesocosm scale in the field were carried out. The data were fitted to four different models of functional response. The best fits were obtained for nonlinear models in laboratory experiments. While the experiments in mesocosms were the best settings for responses of type I (juvenile and adult tilapia) and type III (fry). The Manly's alpha index was used to evaluate the feeding selectivity of tilapia on the three main groups of the zooplankton in the experiments in mesocosms. The results show that: (i) rotifers were the preferred prey of fingerlings,(ii) copepods were rejected by fry and juvenile tilapia and (iii) adult fish fed non-selectively on copepods, cladocerans and rotifers. The functional response models obtained in this research can be applied to population models and help in modeling the dynamics of interactions between Nile tilapia and the planktonic communities in the reservoirs of the semi-arid

Revitalização do Rio Golandim (RN/Brasil) após décadas de contaminação por efluentes industriais e domésticos: este rio está recuperado?

Environmental pollution causes the loss of the quality of aquatic resources and also affects the health of human beings. The Golandim River is located in São Gonçalo do Amarante (RN Brazil) and had its water recovered seven years ago by measurements of parameters of the water s quality analyses physicochemistry, microbiological and heavy metals. However, it is not well established if this river is truly recovered, so this study provides a wide knowledge about the quality of these waters. Therefore, this investigation was accomplished by assays of ecotoxicology utilizing Ceriodaphnia dubia and of genotoxicity of the river s water using a biomarker Tradescantia Pallida (Trad-MCN). In set, it carried through a study of environmental perception through questionnaires that approached questions related to the profile of the interviewed one, knowledge on the environment and of the river Golandim with the community that lives in the neighborhoods of the river to diagnosis as they perceive the environment where live and its problems. The assays of the water had been carried out by collecting samples in three different sites of the Golandim River. They were collected between the periods of December 2010 (dry season in the northeast of Brazil) and July 2011 (rainy season in the northeast of). The analysis of the data allowed observing that the majority of the inhabitants are adult and presents a global vision of what it is part of the environment, the majority mentions the pollution of the river as one of the problems of the city, considering it serious. The ecotoxicology assay showed that there was not acute toxicity in all three samples collected. Meanwhile, all these three samples demonstrated significant chronic toxicity. The results from the Trad-MCN assay presented an increase in the frequency of micronucleus in one of the sites analyzed (S3) (p<0.01), in both seasons collected. On the other hand, the sites S1 and S2 did not presented a significant increase of micronucleus using this bioassay. The analyses of chemicals detected an increase in the levels of some metals, in different seasons and samples, which can be associates with some compounds found in urban and industrial areas. On the other hand, the physicochemistries parameters demonstrated that the Golandim River is recouped, when compared with the values presented at the CONAMA s legislation. However, these results indicate the presence of compounds capable of inducing chromosomal mutation in plants. On the other hand, the parameters physicistchemistries demonstrate that the river Golandim is if recouping, since when compares the values observed with the legislation of the CONAMA. All these results point to the fact that the Trad-MCN assay was sensitive and efficient biomarker for chromosomal instability and the C. dubia ecotoxicology assay was as though an efficient biomarker of toxicity of water s quality. The results from Trad-MCN associated with the ecotoxicology demonstrates that these analyses are important for environmental monitoring, once the first bioassay described above indicates alterations at the standards of cells and the other one indicates alterations at the standards of organisms. This study alerts for the necessity to carry out biological assays for the analyses of the water s quality

Influence of the mineral content of the seston on tropical cladocerans of a marginal lake.

Bioassays were carried out seasonally to evaluate individual growth and reproduction of cladocerans, from a marginal lake, with the addition of nitrogen (N), phosphorus (P), and both N and P to natural seston; Methods: Cohorts originated from cultivated females were submitted to the following treatments: 1) lake seston, 2) lake seston + P, 3) lake seston + N, and 4) lake seston + NP; Results: The sestonic C:P and C:N molar ratios were always high and limiting, according to threshold ratios estimated for temperate lakes. P addition to seston enhanced the growth rates of one species, D. birgei. A significant higher growth rate of B. longirostris was found in the seston enriched with N compared to natural seston, as well as a higher fecundity of M. minuta. The fecundity of D. birgei was significantly higher in the seston enriched with both N and P. C, N, and P body content of cladocerans was similar to that of temperate counterparts; Conclusion: Energy limitation related to carbon content or food quality seems to be most important in controlling cladocerans' populations in the lake than food mineral content.

Zooplankton fluctuations in Jurumirim Reservoir (São Paulo, Brazil): a three-year study

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Pelagic and littoral cladocerans (Crustacea, Anomopoda and Ctenopoda) from reservoirs of the Northwest of São Paulo State, Brazil

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)