Avaliação dos efeitos da disponibilidade de luz sobre o crescimento e competição entre cepas de Planktothrix agardhii e Microcystis aeruginosa

As cianobactérias Microcystis aeruginosa e Planktothrix agardhii são espécies formadoras de florações comuns em ecossistemas aquáticos eutrofizados. Nestes ambientes, a disponibilidade de luz é um dos fatores determinantes para o desenvolvimento e estruturação da comunidade fitoplanctônica. O presente estudo teve como objetivo investigar o efeito da luz na fisiologia de cepas de cianobactérias (M. aeruginosa e P. agardhii), avaliando o crescimento, a variabilidade inter e intra-específica e a competição por luz. Para tanto foram realizados cultivos estanques em diferentes intensidades luminosas (10, 40, 60, 100 e 500 mol m-2 s-1) e calculadas as taxas de crescimento e os rendimentos máximos das culturas. O requerimento mínimo de luz de cada cepa foi determinado em experimentos com monoculturas em sistemas de cultivo contínuo (quimiostatos) sob condições de limitação de luz. A competição por luz foi avaliada através de experimentos com biculturas em quimiostatos. Foi observada variabilidade intra e inter-específica das cepas, nas diferentes intensidades luminosas testadas. Em 500 μmol m-2 s-1, as cepas de M. aeruginosa obtiveram maior biomassa do que P. agardhii, corroborando a maior sensibilidade de P. agardhii luz. Embora com rendimento máximo menor, P. agardhii cresceu em intensidades luminosas consideradas elevadas para a espécie, 100 e 500 μmol m-2 s-1. Estes resultados evidenciam a capacidade de P. agardhii ocorrer em ambientes com grandes amplitudes de luminosidade. Na intensidade de 10 μmol m-2 s-1, M. aeruginosa e P. agardhii apresentaram crescimento semelhante, demonstrando a habilidade das duas espécies em crescer com pouca luz. Nas monoculturas em quimiostato, sob condições de limitação de luz, as cepas de M. aeruginosa atingiram maior biomassa durante o equilíbrio (steady-state) do que P. agadhii, refletindo uma capacidade suporte mais elevada, enquanto que os valores de requerimento mínimo de luz foram semelhantes entre as duas espécies. Ao competirem, M. aeruginosa superou P. agardhii imediatamente após o início do experimento. Esse rápido crescimento resultou na dominância de M. aeruginosa em todos os pares de cepas testados e, em dois casos, ocorreu exclusão competitiva de P. agardhii. Quando não ocorreu exclusão, P. agardhii conseguiu manter-se no sistema com uma baixa biomassa (ca.15%). Estes resultados ajudam a entender a co-ocorrência destas espécies no ambiente e a dominância de M. aeruginosa mesmo em condições de baixa luminosidade.

Biossorção de cobre (II) e cálcio (II) pela biomassa da macroalga marrom Sargassum filipendula

No presente trabalho, pretendeu-se avaliar a alga marinha Sargassum filipendula na sua capacidade de remoção do metal cobre na presença do metal cálcio, de modo a verificar o efeito da presença do cálcio, proveniente do hidróxido de cálcio (cal hidratada), utilizado no tratamento primário de efluentes por precipitação química. Para tanto, foi realizado primeiramente o estudo da cinética de biossorção de cobre e cálcio em regime de batelada, nas concentrações de 50 e 200 g/mL, e em seguida foi estudado o equilíbrio da biossorção de cobre e cálcio, também em regime de batelada, utilizando soluções isoladas e combinadas de cobre e cálcio, em concentrações variadas, com biomassa lavada com água corrente e com HCl 0,1 mol/L, de modo a verificar se houve melhora na biossorção com a protonação da biomassa. Os resultados do estudo cinético da biossorção do cobre e do cálcio mostraram, em todos os casos, que o equilíbrio ocorreu até os 30 minutos iniciais e que os resultados do cobre se ajustaram melhor a um modelo cinético de segunda ordem, enquanto que os resultados do cálcio não se ajustaram a nenhum dos dois modelos propostos. Foi possível verificar ainda uma relação direta entre biossorção de cobre e liberação de elementos alcalinos e alcalino-terrosos, sugerindo o envolvimento de troca-iônica durante o processo. Já com os resultados de estudo do equilíbrio da biossorção dos metais cobre e cálcio, foi possível obter algumas conclusões, dentre as quais podemos destacar a predileção pelo modelo de isotermas de Langmuir e a interferência na biosorção do cobre causada pela presença do cálcio na solução. Nesta etapa, foi possível ainda estabelecer novamente a correlação de permuta entre os metais cobre e alcalinos/alcalino terrosos. Os modelos de pseudo-primeira ordem e segunda ordem foram utilizados para avaliar a cinética de adsorção dos íons metálicos pela biomassa, enquanto que os modelos das isotermas de Langmuir e de Freundlich, foram utilizados para a representação do equilíbrio da biossorção

Klima-aldaketaren eraginak euskal kostaldeko mendebaldeko sakonera handiko begetazio azpimarealean

[eus] Euskal kostaldeko mareazpiko begetazioak aldaketa esanguratsuak jasan ditu azken hiru hamarkadetan. Aurretik egindako ikerketek jakinarazi dute aldaketa horiek klima-aldaketak eragindakoak direla. Ikerketa honen helburua inpaktu horri buruzko informazio gehiago lortzea da. Horretarako, sakonera handiko uretako fitobentosaren osaerari eta ugaritasunari buruzko balioespena egin da. 2014. urteko udan 7 trantsektu ezarri ziren, Kobaroneko muturretik Muskizeko muturreraino. Trantsektu horiek aurretik ikertuak izan ziren 1982 eta 2007 urteetan, eta laginketa suntsitzailea egin zen. Analisi estatistikoek aldaketa esanguratsuak erakusten dituzte sakoneko (9-11m) komunitateetan azken 32 urteetan. Uraren tenperaturaren emendioa eta eguzki-erradiazio altuagoa detektatutako aldaketen erantzuleak izan daitezke neurri batean. Pterosiphonia complanata espezie esziafiloaren gainbeherak eta Cystoseira baccata eta Aphanocladia stichidiosa espezieen ugaritzeak hipotesi hori azaltzen dute. Espero genuenaren kontra, Gelidium corneum espeziea, sakontasun gutxiko uretan gainbehera bortitza jasaten ari dena, ez da 9 metrotik beherako sakonerara lekualdatu. Hala ere, ezin da ziurtatu egungo ingurumeneko baldintzak optimoak ez direnik G. corneum espeziearen garapenerako 9-11 metroko sakoneretan. Migrazio bertikal hori ez gertatzearen arrazoi onargarriena C. baccata- rekiko lehiakortasuna dela dirudi. Bestalde, C. baccata hiru dimentsiotako habitatak eratzeko gai den tamaina handiko alga bat da, espezie askorentzat babesleku gisa diharduena. Ondorioz, haren hedapenak G. corneum-ek sakonera txikiagoetan betetzen zuen funtzioa ordezka lezake neurri batean.

Impacto do uso do solo no crescimento, limitação nutricional, taxonomia e variação estequiométrica do perifíton em rios tropicais

Os rios em todo o mundo estão ameaçados através da alteração do uso e cobertura do solo. Nesse contexto, o perifíton é sugerido como indicador biológico devido ao seu ciclo de vida curto, à comunidade autótrofa e à riqueza de espécies. O objetivo deste estudo foi identificar mudanças em parâmetros estruturais e funcionais da assembleia perifitica em relação aos diferentes tipos de cobertura do solo (pristino, perturbação intermediária e perturbado); em especial na limitação nutricional, crescimento e acúmulo, composição taxonômica e estequiometria da comunidade. O trabalho foi desenvolvido em três rios (Santa Maria, Itaperiti, Anil) da bacia Guapi-Macacu, RJ, Brasil. A limitação nutricional foi acessada através de Substratos Difusores de Nutrientes alocados in situ; estes substratos consistem em potes com agar-agar, enriquecidos com nutrientes (N, P, N+P), ou não (controle), que difundem até o filtro, servindo de substrato para o crescimento perifítico. Ainda, o crescimento foi acessado através da colonização de azulejos, amostrados em datas diferentes; na última data, a amostragem também foi feita para a verificação da composição taxonômica e estequiométrica da assembleia. Os resultados mostraram que a comunidade perifítica é limitada primariamente por luz nos pontos pristinos; já nos pontos perturbados, há limitação por nitrogênio ou fósforo, dependendo do uso do solo predominante agricultura com maior aporte de nitrogênio, causando limitação por fósforo, e pecuária com maior aporte de fósforo, causando limitação por nitrogênio. Os trechos perturbados apresentaram maior biomassa perifítica em termos de clorofila a; além disso, também mostraram as maiores taxas de crescimento da comunidade. Também, houve mudanças na composição taxonômica da comunidade no gradiente de perturbação, com o aumento de gêneros tolerantes à poluição e diminuição de gêneros não tolerantes e da diversidade e a equitabilidade. A intensidade luminosa foi determinante na presença dos táxons, e a concentração de fosfato, nas suas abundâncias. Por fim, as razões estequiométricas - C:N, C:P and N:P - diminuíram em função da concentração de nutrientes na água, indicando o potencial de remoção de nutrientes em córregos poluídos. O presente trabalho foi inovador na área limnológica devido à abordagem estequiométrica em conjunto com o grande número de outras variáveis biológicas. Em tempo, a dificuldade de separação dos efeitos das variáveis ambientais neste estudo in situ faz com que seja sugerido o uso de experimentos controlados em mesocosmos posteriormente

Biodiversidade e dinâmica estrutural de assembleias de esponjas marinhas (Filo Porifera) da Ilha Grande e cercanias, Rio de Janeiro, Brasil

Estudos de comunidades de esponjas marinhas são escassos no Brasil, sendo este trabalho pioneiro nessa abordagem para a Ilha Grande - RJ, um local de alta diversidade biológica. A estrutura das assembleias de esponjas marinhas e da comunidade bentônica marinha séssil foi avaliada, a partir de índices descritores de diversidade, em seis pontos da Ilha Grande e ilhas próximas, sendo três do lado continental e três do lado oceânico. As assembleias foram comparadas entre os diferentes lado e profundidade, através da contagem do número de indivíduos e área de cobertura por foto-quadrados. Paralelamente, as esponjas foram coletadas, fixadas e posteriormente identificadas através de metodologia e literatura especializada. Foi encontrado um total de 5.457 indivíduos, representando as Classes Demospongiae e Calcarea, distribuídos em 41 espécies e nove morfotipos, indicando maior diversidade para Lagoa Azul e menor para Parnaióca, sendo o local com maior riqueza a Ilha do Abraão. Dentre as espécies identificadas, quatro dominaram mais de 50% do total e 26 não alcançaram nem 5% da abundância absoluta. Análises de variância por GLM só evidenciaram diferença significativa para profundidade com substratos diferentes (F= 2,79; p<0,04), enquanto o fator lado (F= 2,23; p>0,16) e a interação entre os fatores (F= 1,17; p>0,38) não tiveram diferença estatística. As análises multivariadas de ordenação Cluster e MDS indicaram a formação de quatro assembleias de esponjas: 1) quatro locais com substrato não consolidado; 2) Lagoa Azul com substrato não consolidado; 3) locais oceânicos de substrato rochoso; e 4) locais continentais de substrato consolidado. Já para a comunidade geral, 49 espécies foram encontradas, sendo o Filo Porifera o de maior representatividade específica, apesar das macroalgas terem formado o grupo mais abundante. A comunidade bentônica foi dominada por quatro espécies, que juntas alcançaram média de 50% da cobertura bentônica: alga calcária incrustante, algas formadoras de tapete de turf, a esponja Iotrochota arenosa e o zoantídeo Palythoacaribaeorum. Estatisticamente, o lado continental se mostrou diferente do oceânico, o qual possui maior riqueza, diversidade e uniformidade de espécies, muito provavelmente pelo menor número de espécies dominantes e aliado a isso maior heterogeneidade de habitats, o que promove o aumento da diversidade. Quinze novas espécies estão sendo registradas para a Baía da Ilha Grande, sendo três novas espécies, as quais estão sendo descritas por especialistas, e 12 são novos registros de espécies ou gêneros para a região, evidenciando que a diversidade de esponjas marinhas na BIG é alta e ainda pouco conhecida e que a formação de assembleias pode ser devida a singularidade de cada local, implicando na necessidade de conservação dos costões rochosos da Ilha Grande e cercanias, a qual pode ser manejada através da realização de rápidos levantamentos sobre a riqueza e o número de indivíduos da espécie na região

Comunidades macrofaunais bênticas associadas às algas de deriva e à grama marinha Halodule wrightii Ascherson na Ilha do Japonês, Cabo Frio, RJ

As extensas pradarias submersas formadas pelas gramas marinhas são importantes habitats da costa, onde ocorrem interações ecológicas entre diversas espécies da vegetação subaquática, invertebrados bentônicos e peixes. As gramas marinhas e algas de deriva são conhecidas como macrófitas marinhas e, por ocuparem o mesmo tipo de substrato, são normalmente encontradas juntas, proporcionando oxigênio, alimento, proteção, abrigo além de sítios de reprodução e pastagem para os animais associados a essas pradarias. Amostras de algas de deriva e de H. wrightii foram coletadas, ao longo de transectos fixos de 50 m paralelos à Ilha do Japonês, a fim de analisar a existência de relações positivas entre as espécies de macrófitas marinhas e sua macrofauna associada, comparar as duas comunidades e avaliar a estruturação da comunidade macrofaunal bêntica do local. Os transectos foram alocados de acordo com a posição do banco de grama marinha. Observou-se que a densidade de eixos e a biomassa de H. wrightii não explicam a variação da biomassa, riqueza de espécies e diversidade (Índice de Simpson) das algas de deriva. A grande movimentação das algas de deriva ao longo do banco de grama marinha faz com que elas se homogeneízem e ocupem diferentes lugares ao acaso na pradaria, muitos desses locais com baixa biomassa de H. wrightii devido à grande variabilidade na distribuição dessa espécie no local de estudo. Os descritores ecológicos da grama marinha também não tiveram relações positivas com sua macrofauna bêntica associada. A comunidade macrofaunal associada às gramas marinhas foi mais densa, rica e diversa do que a comunidade macrofaunal associada às algas de deriva. Os moluscos Anomalocardia flexuosa, Cerithium atratum, Ostrea sp, Tellina lineata e Divalinga quadrissulcata dominaram o ambiente de gramas marinhas. A maior complexidade estrutural das algas de deriva forneceu um habitat protegido mais atrativo para os crustáceos como, Pagurus criniticornis, Cymadusa filosa e Batea catharinensis. A malacofauna associada às algas não foi abundante, mas um novo registro foi a ocorrência do bivalve invasor Lithopaga aristatus, perfurando uma concha de Ostrea sp. As relações entre os descritores da biomassa algal foram comprovadas para a maioria dos descritores de sua fauna associada. As relações das macrófitas marinhas com a macrofauna total associada seguiram o mesmo padrão das relações das algas de deriva. As análises de agrupamento e ordenação mostraram que as comunidades macrofaunais bênticas do local são estruturadas de acordo com os táxons dos organismos associados mais dominantes influenciados pelo tipo de vegetação basibionte (algas de deriva ou grama marinha). Destaca-se com o presente estudo a importância de medidas de maior proteção no local para a preservação e manutenção do ecossistema da Ilha do Japonês, RJ, Brasil

A surveillance strategy for invasive species of concern in deepwater habitats of the Northwestern Hawaiian Islands

This report describes a surveillance strategy to detect deepwater invasive species in the Northwestern Hawaiian Islands. A need for this strategy was identified in the Papahānaumokuākea Marine National Monument Management Plan and the Monument’s Draft Natural Resources Science Plan. This strategy focuses on detecting two species of concern, the octocoral Carijoa riisei and the red alga Hypnea musciformis. Most research on invasive species in the Hawaiian archipelago has focused on shallow water habitats within the limits of conventional SCUBA (0-30 m). Deeper habitats such as mesophotic reefs are much more difficult to access and consequently little is known about the distribution of deepwater invasive species or their impacts. Recent deepwater (>30 m) sightings of H. musciformis and C. riisei, in and near NWHI, respectively, have prompted a call for further research and surveillance of invasive species in deepwater habitats. This report compiles the most up to date information about these two species of concern in deepwater habitats. A literature search and conversations with subject matter experts was used to identify their current distribution, preferred habitat types, optimal detection methods and ways to efficiently sample the vast extent of NWHI. The proposed sampling strategy prioritizes survey effort where C. riisei and H. musciformis are most likely to be found. At coarse spatial scales (tens to hundreds of kilometers), opportunistic observations and distance from the Main Hawaiian Islands, a principal propagule source, are used to identify high-risk islands and banks. At fine spatial scales (meters to tens of kilometers) a habitat suitability model was developed to identify high-risk habitats. The habitat suitability model focused on habitat preferences of C. riisei, since the species is well studied and adequate data exists to map habitats. There was insufficient information to identify suitable habitat for H. muscifomis. Habitat preferences for the algae are poorly understood and there is a lack of data at relevant spatial scales to map those preferences which are known. The principal habitats identified by the habitat suitability model were ledges and the edges of rugose coral reefs, where the shade loving octocoral would likely be found. Habitat suitability maps were developed for seven atolls and banks to aid in survey site selection. The protocol relied on technical divers to conduct visual surveys of benthic habitats. It was developed to increase the efficiency of surveys, maximize the probability of detection, identify important information relevant to future surveys and standardize results. The strategy, model and protocol were tested during a field mission in 2009 at several atolls and islands in NWHI. The field mission did not detect any invasive species among deepwater habitats and much was learned to improve future surveys. Data gaps and improvements are discussed.

An investigation of survey technologies and modeling techniques for improving deepwater surveys of nonindigenous species in the Northwestern Hawaiian Islands

Nonindigenous species (NIS) are a major threat to marine ecosystems, with possible dramatic effects on biodiversity, biological productivity, habitat structure and fisheries. The Papahānaumokuākea Marine National Monument (PMNM) has taken active steps to mitigate the threats of NIS in Northwestern Hawaiian Islands (NWHI). Of particular concern are the 13 NIS already detected in NWHI and two invasive species found among the main Hawaiian Islands, snowflake coral (Carijoa riseii) and a red alga (Hypnea musciformis). Much of the information regarding NIS in NWHI has been collected or informed by surveys using conventional SCUBA or fishing gear. These technologies have significant drawbacks. SCUBA is generally constrained to depths shallower than 40 m and several NIS of concern have been detected well below this limit (e.g., L. kasmira – 256 m) and fishing gear is highly selective. Consequently, not all habitats or species can be properly represented. Effective management of NIS requires knowledge of their spatial distribution and abundance over their entire range. Surveys which provide this requisite information can be expensive, especially in the marine environment and even more so in deepwater. Technologies which minimize costs, increase the probability of detection and are capable of satisfying multiple objectives simultaneously are desired. This report examines survey technologies, with a focus on towed camera systems (TCSs), and modeling techniques which can increase NIS detection and sampling efficiency in deepwater habitats of NWHI; thus filling a critical data gap in present datasets. A pilot study conducted in 2008 at French Frigate Shoals and Brooks Banks was used to investigate the application of TCSs for surveying NIS in habitats deeper than 40 m. Cost and data quality were assessed. Over 100 hours of video was collected, in which 124 sightings of NIS were made among benthic habitats from 20 to 250 m. Most sightings were of a single cosmopolitan species, Lutjanus kasmira, but Cephalopholis argus, and Lutjanus fulvus, were also detected. The data expand the spatial distributions of observed NIS into deepwater habitats, identify algal plain as an important habitat and complement existing data collected using SCUBA and fishing gear. The technology’s principal drawback was its inability to identify organisms of particular concern, such as Carijoa riseii and Hypnea musciformis due to inadequate camera resolution and inability to thoroughly inspect sites. To solve this issue we recommend incorporating high-resolution cameras into TCSs, or using alternative technologies, such as technical SCUBA diving or remotely operated vehicles, in place of TCSs. We compared several different survey technologies by cost and their ability to detect NIS and these results are summarized in Table 3.

Influence of microbial interactions on the susceptibility of Karenia spp. to algicidal bacteria

A bacterial strain (D38BY) belonging to the family Flavobacteriaceae and antagonistic towards an algicidal bacterium (strain S03; Flavobacteriaceae) was isolated from a culture of the red tide dinoflagellate Karenia brevis that had previously been characterized as resistant to attack by strain S03. This antagonistic bacterium increased the survival time of otherwise susceptible, bacteriafree K. brevis cultures in a concentration-dependent manner during exposure to the algicidal bacterium. Experimental evidence indicated that direct contact was required in order for strain D38BY to inhibit the killing activity of algicidal strain S03. While further work is needed to determine its precise mode of action, the antagonistic properties of strain D38BY provide further evidence that the resistance or susceptibility of certain algal taxa to algicidal attack can be more a function of interactions within the ambient microbial community than an intrinsic property of the alga.

Sterol composition of marine algae from Karachi coast of Arabian Sea

During the course of chemical investigation of marine algae collected from Karachi coast of Arabian Sea, five sterols named as sarangosterol(1), 23-methyl cholesta-5, 25-dien-3ß-ol(2) from Endarachne binghamiae (brown alga), sargasterol(3) from Dictyota indica (brown alga), cholesterol(4) from Laurencia obtusa (red alga) and clerosterol(5) from Codium iyengarii (green alga) have been isolated. Their structures were elucidated with the help of spectroscopic means.

Cultivation of Gracilaria lichenoides in Puttalam Lagoon

A brief description is given of experimental rearing of the red alga G. lichenoides using a coir net frame method. Frames of 1x1 m were made and tied to bamboo poles which were planted in water; the frame was fixed at a level about 1 ft below the water level. 2 cm fragments were used as propagating material. Plants were found to grow more luxuriantly and were more greenish than using other methods, and in addition were free from extraneous matter such as sand. The regeneration time of the plant is low, and it reaches marketable size in 3-4 months.

Culture of green algae Chlorella ellipsoidea in inexpensive media

The culture of the of green alga Chlorella ellipsoidea was conducted under natural conditions at the same place simultaneously in five different media, viz., medium-I (inorganic medium), medium-II (powdered whole-pulse medium), medium-III (medium of pulse bran), medium-IV (mixed medium = 50% inorganic medium + 50% whole-pulse powder medium), medium-V (mixed medium = 50% inorganic medium + 50% pulse bran medium). The culture was done in 500 ml conical flask. Growth rates of C. ellipsoidea in five different media were different and reached maximum cell densities of 0.63 x 10^6 cells per ml in 8 days in medium-I, 4.02 x 10^6 cells per ml in 10 days in medium-II, 3.62 x 10^6 cells per ml in 9 days in medium-III, 4.38 x 10^6 cells per ml in 11 days in medium-IV and 4.36 x 10^6 cells per ml in 11 days in medium-V. The range of air temperature was 20 to 33°C and that of culture media was 24 to 32°C and light intensity was 2000 to 7000 lux during the culture period. The inexpensive culture media were found to be significantly useful for algal culture.

Lake Mahega: a mesothermic, sulphato-chloride lake in western Uganda

In May, 1971, Lake Mahega had pronounced mesothermy (40.W C at one metre). Solar heating of a bloom of baeteria and the blue-green alga, Synechococcus bacillaris Butch., probably caused the high temperature. A total ionic concentration gradient increasing from 192,600 mg 1itre-1 at the surface to 415,200 mg•litre- 1 at three metres stabilized the thermally inverted water. Nearly equal amounts of chloride and sulphate accounted for about 90% of the anionic composition. Sodium was the major cation. Crystals or the triple salt, northupite (Na2 CO3. MgCO3. NaCl) and of thenardite (Na2SO4) were mixed with the surface sediment. We believe it is possible that primary northupite depnsition is occurring. Lake Mahega is also the first mesothermic, sulphato-chloride lake reported for East Africa.

Differential Dynamic Microscopy: a High-Throughput Method for Characterizing the Motility of Microorganism

We present a fast, high-throughput method for characterizing the motility of microorganisms in 3D based on standard imaging microscopy. Instead of tracking individual cells, we analyse the spatio-temporal fluctuations of the intensity in the sample from time-lapse images and obtain the intermediate scattering function (ISF) of the system. We demonstrate our method on two different types of microorganisms: bacteria, both smooth swimming (run only) and wild type (run and tumble) Escherichia coli, and the bi-flagellate alga Chlamydomonas reinhardtii. We validate the methodology using computer simulations and particle tracking. From the ISF, we are able to extract (i) for E. coli: the swimming speed distribution, the fraction of motile cells and the diffusivity, and (ii) for C. reinhardtii: the swimming speed distribution, the amplitude and frequency of the oscillatory dynamics. In both cases, the motility parameters are averaged over \approx 10^4 cells and obtained in a few minutes.