From the individual to the community and beyond: water quality, stress indicators and key species in coastal waters

This review examines water quality and stress indicators at levels of organisation from the individual to the community and beyond by means of three case studies concentrating on rocky shores within the north-east Atlantic. Responses of dogwhelks (Nucella) to tributyltin pollution from antifouling paints is examined as the main case study. There are effects at the individual level (development of male sexual characteristics in the female leading to effective sterility) and population level (reduction in juveniles, few females and eventual population disappearance of dogwhelks in badly contaminated areas) but information on community level effects of dogwhelk demise is sparse. Such effects were simulated by dogwhelk removal experiments on well studied, moderately exposed ledges on shores on the Isle of Man. The removal of dogwhelks reduced the size and longevity of newly established Fucus clumps that had escaped grazing. Removal of dogwhelks also increased the likelihood of algal escapes. In a factorial experiment dogwhelks were shown to be less important than limpets \{Patella) in structuring communities but still had a significant modifying effect by increasing the probability of algal escapes. Community level responses to stress on rocky shores are then explored by reference to catastrophic impacts such as oil spills, using the Torrey Canyon as a case study. Recovery of the system in response to this major perturbation took between 10-15 years through a series of damped oscillations. The final case study is that of indicators of ecosystem level change in response to climate fluctuations, using ratios of northern \{Semibalanus balanoides) and southern (Chthamalus spp.) barnacles. Indices derived from counts on the shore show good correlations with inshore sea-water temperatures after a 2-year lag phase. The use of barnacles to measure offshore changes is reviewed. The discussion considers the use of bioindicators at various levels of organisation.

Lipídios como indicadores de processos biogeoquímicos em sedimentos da margem continental do Estado do Rio de Janeiro

Este estudo constitui parte do Projeto Habitats Heterogeneidade Ambiental da Bacia de Campos coordenado pelo CENPES/Petrobras, um projeto multidisciplinar de caracterização ambiental que considera as diferentes feições e habitats da margem continental do sudeste brasileiro. O objetivo desta tese foi investigar os processos relacionados com a origem, o transporte e o acúmulo de matéria orgânica (MO) em sedimentos da margem continental da Bacia de Campos (RJ). Para isso, foram determinados a composição elementar da matéria orgânica (carbono e nitrogênio) por combustão a seco e os lipídios (esteróis, álcoois e ácidos graxos) por CG-MS e CG-DIC. Foram analisadas 215 amostras de sedimento superficial (0-2 cm de profundidade), coletadas em duas amostragens (períodos seco e chuvoso de 2008/2009), distribuídas sobre 12 isóbatas (de 25 a 3000 m) ao longo de 9 transectos de norte a sul da bacia. Além disto, foram ainda consideradas as isóbatas de 400 a 1900 m em dois cânions submarinos no norte da bacia (Almirante Câmara e Grussaí). Com base nos resultados obtidos, a MO sedimentar na plataforma e talude da bacia revelou-se essencialmente autóctone, derivada de produtores primários e secundários. Com isto, a MO contém uma fração reativa significativa e, portanto, é potencialmente biodisponível para os organismos bentônicos. No entanto, foram observados gradientes espaciais significativos na qualidade e na quantidade da MO sedimentar. Na plataforma continental (25 m a 150 m de profundidade) as concentrações de lipídios foram intermediárias e houve predomínio de MO sedimentar lábil. Exceções foram as áreas influenciadas por ressurgência costeira e/ou intrusão sub-superficial (próximo à Cabo Frio, Cabo de São Tomé e no limite norte da bacia), onde as concentrações foram altas. No talude superior e médio (400 a 1300 m) as concentrações de MO foram notadamente mais elevadas, mas com maior influência de processos bacterianos de alteração de sua composição original. E no talude inferior (1900 a 3000 m) as concentrações de MO estiveram muito baixas e apenas os lipídios mais resistentes à degradação bacteriana foram encontrados em concentrações mensuráveis. Isto sugeriu a exportação de materiais da plataforma ao longo do gradiente batimétrico, possivelmente decorrente da ação de meandros e vórtices da Corrente do Brasil e das correntes de fundo atuantes na região. Além disto, por ser lábil e biodisponível, a MO no sedimento apresenta uma fração biodisponível que pode ter uma influência na ecologia das comunidades bentônicas, particularmente aquelas localizadas no talude superior. Os cânions Grussaí e Almirante Câmara se revelaram regiões de acúmulo de MO e importantes no transporte da MO com valor nutritivo para comunidades bentônicas do talude médio e inferior.

Biogeography of bacterioplankton in inland waters

Bacteria are among the most abundant groups of organisms. They mediate key ecological processes. Recent molecular advances have provided greater insight into bacterial diversity as well as allowing a more thorough examination of patterns in the spatial and temporal distribution of bacteria. Thus, the study of bacterial biodiversity and biogeographical distribution has stimulated considerable interest and dispute over the last decade. This review summarises the findings obtained from studies on the biogeography of bacterioplankton in inland waters. We examine factors and processes that may determine and maintain bacterial diversity and biogeography, and relate these to the theoretical metacommunity framework. We conclude that the importance of local environmental factors (such as lake character) for local bacterioplankton community compositions (BCC) is much more intensively studied than the importance of regional factors, such as dispersal. Further, few attempts have been made to evaluate simultaneously the relative importance of the two types of factors for BCC. Finally, we summarise gaps in knowledge, delineate challenges and put forward possible future research directions.

The diversity and ecological role of protozoa in fresh waters

Protozoa feed on and regulate the abundance of most types of aquatic microorganisms, and they are an integral part of all aquatic microbial food webs. Being so small, aerobic protozoa thrive at low oxygen tensions, where they feed (largely unaffected by metazoan grazing) on the abundance of other microorganisms. In anaerobic environments, they are the only phagotrophic organisms, and they live in unique symbiotic consortia with methanogens, sulphate reducers and non-sulphur purple bacteria. The number of extant species of protozoa may be quite modest (the global number of ciliate species is estimated at 3000), and most of them probably have cosmopolitan distributions. This will undoubtedly make it easier to carry out further tasks, e.g. understanding the role of protozoan species diversity in the natural environment.

Analysis of stream waters in the catchment of Lake Windermere (1975-1978), England [Dataset]

This dataset provides raw data of chemical analyses made during studies on seasonal variations of some major ions in the stream water of the catchment of Lake Windermere in Cumbria. Measurements of sodium, calcium, potassium, magnesium, chloride ions and pH were taken at 37 stations in the catchment between 1975 and 1978.

Activity patterns of Kemp's ridley turtles, Lepidochelys kempii, in the coastal waters of the Cedar Keys, Florida

Radio and sonic telemetry were used to investigate the tidal orientation, rate of movement (ROM), and surfacing behavior of nine Kemp's ridley turtles, Lepidochelys kempii, tracked east of the Cedar Keys, Florida. The mean of mean turtle bearings on incoming (48 ± 49 0) and falling (232 ± 41 0) tides was significantly oriented to the mean directions of tidal flow (37±9°, P<0.0025, and 234±9 0, P<0.005, respectively). Turtles had a mean ROM of 0.44±0.33 km/h (range: 0.004-1.758 km/h), a mean surface duration of 18± 15 s (range: 1-88 s), and a mean submergence duration of 8.4± 6.4 min (range: 0.2-60.0 min). ROM was negatively correlated with surface and submergence durations and positively correlated with the number of surfacings. Furthermore, ROMs were higher and surface and submergence durations were shorter during the day. Daily activities of turtles were attributed to food acquisition and bioenergetics.

Massa corporal e morfometria de Conopophaga melanops (Aves: Conopophagidae): uma comparação intrasexual e entre áreas continental e insular de Mata Atlântica, na região da Baía da Ilha Grande, RJ

A forma e o tamanho de um determinado organismo devem caracterizar aspectos ecológicos, uma vez que a morfometria é resultado da evolução. Diferenças nos caracteres morfológicos podem ter sido causadas por isolamento geográfico, mesmo em períodos de tempo relativamente curtos. O estudo da morfologia ecológica é uma tentativa de compreender a relação funcional entre variação morfológica e a ecologia dos animais. A variação nos atributos morfométricos de tamanho corpóreo entre os sexos pode ser um resultado da ação da seleção sexual. O presente estudo aborda uma comparação intrasexual e entre área continental e insular da morfologia de Conopophaga melanops (Vieillot, 1818), tendo sido realizado em uma área na Ilha Grande e em outra área na Reserva Ecológica Rio das Pedras (ReRP), RJ. A espécie, endêmica de Mata Atlântica e estritamente florestal, apresenta dimorfismo sexual, contudo indivíduos jovens possuem plumagem similar a de fêmeas. As aves foram capturadas com redes neblina, e doze medidas morfométricas foram obtidas de 51 indivíduos. A confirmação do sexo foi realizada por métodos moleculares baseados no DNA em 69 amostras. O percentual de erro na identificação do sexo em campo, pela plumagem, foi de 9,7%. A confirmação molecular do sexo é uma importante ferramenta que têm potencial de revelar padrões demográficos em estudos comportamentais e reprodutivos desta espécie. Na ReRP o comprimento da asa e a variável distância da cabeça até a ponta do bico apresentaram uma diferença significativa, sendo maior para machos do que para fêmeas. Já na Ilha Grande, as únicas variáveis que apresentaram diferença significativa foram comprimento da cauda (maior em machos) e altura do bico na base (maior em fêmeas). As diferenças de tamanho da asa entre os sexos corroboram com padrões de diversas outras espécies Neotropicais. A diferença morfométrica do bico pode estar associada à ecologia alimentar desta espécie. Tanto fêmeas quanto machos foram maiores na ilha do que no continente com relação ao comprimento total e comprimento da asa, além de comprimento da cauda maior para os machos.

Alimentación de la merluza en la región del talud continental argentino, época invernal (Merlucciidae, Merluccius merluccius hubbsi)

In the present paper the first results on the food and feeding habityas of hake in the region of the Argentinean continental slope are given. The data were obtained from the hake sampling made on board of the German research ship "Walther Herwig" during his first fishing exploratory trip in the Southwest Atlantic and from the investigation on the collected hake's stomachs.

O sistema fluvio-estuarino da Baía de Sepetiba preservado na estratigrafia rasa da plataforma continental interna adjacente (RJ)

A análise de dados de reflexão sísmica monocanal boomer (Hz ~ 700-4,000; penetração ~ 70 ms) adquiridos na plataforma continental interna-média (até ~ 50-60 m de profundidade) ao largo do sistema estuarino baía de Sepetiba, no Estado do Rio de Janeiro, Brasil, revelou a ocorrência de uma sucessão sedimentar preservada 15-20 m, sismicamente interpretada como representando ambientes fluvio-estuarinos para marinhos rasos. Estas séries são sotopostas à inconformidade regional mais superior reconhecida na escala de plataforma, chamada superfície S3. Esta superfície é erodida por numerosas incisões fluviais, que sugerem processos erosivos associados à prolongada exposição subaérea da plataforma continental durante o estágio isotópico marinho 2 (MIS 2), globalmente datada em ~ 20 ka A.P.. A preservação de tais unidades de corte e preenchimento estuarinho presumíveis Pleistoceno Superior-Holoceno na plataforma interna-média (até ~ 30 km da costa) evidencia pela primeira vez na área a existência de um paleo sistema fluvial bastante desenvolvido e processos dominantes de denudação na bacia hidrográfica a montante que atualmente alimenta a baía de Sepetiba. Bem como que, uma série de elementos arquiteturais sísmicos dentro desta sucessão estuarina, como canais de maré retrogradantes, registram a evolução do paleo sistema estuarino de um sistema aberto à um sistema parcialmente protegido durante a transgressão Holocênica. A formação e erosão de uma sucessão de ilhas barreira isoladas e canais de maré durante a transgressão persistiu até o desenvolvimento de uma superfície estratigráfica superior na área, interpretada como a superfície de máxima inundação (MFS) no registro estratigráfico. A ilha barreira atual (restinga da Marambaia) prograda sobre a MFS como uma feição deposição regressiva, apontando para uma idade mais jovem do que cerca de ~ 5 ka A. P., idade da transgressão máxima na área, de acordo com a literatura disponível.

Variation saisonniere des structures hydrologique et dynamique du plateau continental ivoirien (VASPI I, II, III)

This data report contains all the meteorological, hydrological and dynamic data gathered during the VASPI cruises (I : from December 8th to December 13th 1982, II : from March 5th to March 9th 1983, and III : from October 6th to October 10th 1983) carried out along the continental shelf of Ivory Coast by the oceanographic ship "Andre NIZERY". These cruises, which represent a part of a coastal programme, are included in the more general scientific program FOCAL, whose main scientific objective is the study of the thermal context of the intertropical atlantic area.

Distribuição do material particulado em suspensão na plataforma continental e talude superior entre Ubatuba (SP) e o cabo Búzios (RJ)

A pesquisa aqui apresentada amostrou a plataforma continental e talude superior entre Ubatuba (SP) e o cabo Búzios (RJ), em dois projetos de escala local e de meso-escala. A campanha entre Ubatuba e o cabo Frio foi realizada no âmbito do projeto Oceano-Rio: levantamentos oceanográficos integrados ao largo do Estado do Rio de Janeiro, realizado em colaboração com o Ministério de Ciência e Tecnologia (MCT) e com a cooperação da Marinha do Brasil (MB), a bordo do Navio Hidro-oceanográfico Cruzeiro do Sul. Dos dados coletados nesta campanha oceanográfica, foram analisados os dados de CTD, concentração de oxigênio dissolvido, fluorescência, transmissividade, atenuação, retro-espalhamento além de amostras de água para a determinação direta da concentração de material particulado em suspensão (MPS). No experimento de menor escala, entre o cabo Frio e o cabo Búzios, além destes dados, foi realizado um fundeio entre 02 e 30 de julho de 2011, que amostrou a intensidade do eco, as correntes e as ondas. As análises realizadas permitiram observar uma grande abrangência da massa dágua característica da Ressurgência sobre a plataforma continental entre Ubatuba (SP) e cabo Búzios (RJ), inclusive em regiões muito rasas. A ressurgência nem sempre ocorreu associada aos ventos NE, sugerindo que a ocorrência de vórtices tem grande influência sobre o Sistema de Ressurgência de Cabo Frio. O padrão de distribuição de MPS na região é muito influenciado pela ressuspensão dos sedimentos de fundo (aumentada durante as tempestades, quando a coluna dágua passa a apresentar maiores concentrações de MPS), produção fitoplanctônica e aporte das baías costeiras. Outros processos que parecem influenciar este padrão são os vórtices e as ondas internas no talude. A complexidade da interação destas diferentes fontes de MPS e processos associados à sua distribuição ficou evidenciada no processo de conversão dos sinais óticos do transmissômetro e nefelômetro em concentração de MPS. Apesar desta dificuldade associada à grande variabilidade das características do MPS, as análises dos testes de conversão do sinal ótico em concentração de MPS permitem concluir que as melhores conversões podem ser obtidas após a inspeção visual das concentrações de MPS medidos (filtração) e remoção das amostras que não seguem a tendência geral esperada de dispersão sinal ótico versus concentração de MPS.

Observations de la temperature et des courants sur le plateau continental ivoirien

The Centre de Recherches Océanographiques d'Abidjan has carried out the HYDROBIOCLIMAT program in order to study the seasonal and interannual fluctuations of the physical and biological parameters over the continental shelf of Ivory Coast ; two subsurface moorings with from one to three AANDERAA current meters fixed on the lines, were deployed in front of Abidjan and San Pedro. Temperature and current measurement records are presented at these two locations.

Observations hydrologique et dynamique le long de deux radiales du plateau continental ivoirien durant l'année focale 1983

In this report, vertical distributions of the temperature and horizontal velocity components of the currents, got from the two sections BELIER (305 1'W) and VRIDI (4°O 5'W), carried out once a week during the 1983 year, on the Continental shelf of Ivory Coast, are shown.

Étude quantitative de l'upwelling sur le plateau continental ivorien

A wind-driven upwelling occurs on the continental shelf of Ivory Coast during the northern summer months; by studying the average conditions in the wind field, it has been found that in steady state the vertical speed upwards does not exceed 70 cm per day. The vertical flow per km super(2) is estimated in 46 m super(3)/s for a channel 50 m depth and in 92m super(3)/s for a channel 300 m depth. This study does not include the inclination of isopycnes in geostrophic adjustment with the variations of the Guinea current.

Étude du crabe rouge profond Geryon quinquedens en Côte d'Ivoire. 2 - Éléments de biologie et d'écologie avec références aux résultats obtenus au Congo

Geryon quinquedens is present along the West African continental slope at depths from 300 to 1000 m, on silt-clay sediments. Geryon is a cold and rather poorly oxygenated water loving species. It is easily caught by traps as it is a scavenger and predatory crustacea. In a given area its distribution does not appear to be homogeneous: for example, densities of red crabs are higher in the eastern and western region of Côte d'Ivoire than in the central zone. Similar observations can be made off Congo, Angola and United States. It can be assumed that there is a relation between the abundance of Geryon and the productivity level of the area. Geographical variations of sex ratio are suspected to be correlated with the density distribution. Males and females have not the same bathymetric distribution: females are only common in the shallower waters (300-500 m) whereas males are present in the whole biotope. Seasonal migrations occur down and up the slope in both the sexes and are certainly related to the reproductive biology. Knowledge of the reproductive biology is also necessary to understand fishing-trap catch rate: egg maturation extends over several months and ovigerous females are exceptionally caught by traps; males also are less available during the same period (March to August) when migrations are less important; in this period, mean size increases and probably this happens at the end of a moult. From September to February the catch-rates increase. Growth is slow compared with other littoral Guinean Crustacea (Peneides). Females become sexually mature at a size of 80 mm (carapace width): modification in the allometric relations of abdomen and carapace are then conspicuous.