Focando na variação: Métodos e aplicações do conceito de diversidade beta em ecossistemas aquáticos

Ecologists usually estimate means, but devote much less attention to variation. The study of variation is a key aspect to understand natural systems and to make predictions regarding them. In community ecology, most studies focus on local species diversity (alpha diversity), but only in recent decades have ecologists devoted proper attention to variation in community composition among sites (beta diversity). This is in spite of the fact that the first attempts to estimate beta diversity date back to the pioneering work by Koch and Whittaker in the 1950s. Progress in the last decade has been made in the development both of methods and of hypotheses about the origin and maintenance of variation in community composition. For instance, methods are available to partition total diversity in a region (gamma diversity), in a local component (alpha), and several beta diversities, each corresponding to one scale in a hierarchy. The popularization of the so-called raw-data approach (based on partial constrained ordination techniques) and the distance-based approach (based on correlation of dissimilarity/distance matrices) have allowed many ecologists to address current hypotheses about beta diversity patterns. Overall, these hypotheses are based on niche and neutral theory, accounting for the relative roles of environmental and spatial processes (or a combination of them) in shaping metacommunities. Recent studies have addressed these issues on a variety of spatial and temporal scales, habitats and taxonomic groups. Moreover, life history and functional traits of species such as dispersal abilities and rarity have begun to be considered in studies of beta diversity. In this article we briefly review some of these new tools and approaches developed in recent years, and illustrate them by using case studies in aquatic ecosystems.

Macroinvertebrados aquáticos associados à Eichhornia azurea (Swartz) Kunth e suas relações com as variáveis abióticas em ecossistemas lênticos marginais (São Paulo, Brasil)

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Crescimento e avaliação nutricional de leguminosas arbóreas potenciais para ecossistemas agroflorestais num solo de cerrado

Pós-graduação em Agronomia (Agricultura) - FCA

Engenheiros dos ecossistemas em plantas: modificações arquiteturais de folhas por largatas de Lepidoptera influenciam a estrutura de comunidades de artrópodes

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

Atributos químicos e biológicos de solos sob diferentes ecossistemas e adicionados de material vegetal de soja

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Construção de signos ecológicos no projeto Meio ambiente e o processo educacional: os ecossistemas e a cultura de Ilha Comprida

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Diversidade de cianobacterérias nas áreas da lagoa d Casamento e dos Butiazais de Tapes e seus ecossistemas associados (RS, Brasil)

Pós-graduação em Microbiologia - IBILCE

Qualidade microbiológica do solo sob citrus em comparação com outros ecossistemas e sob adubação verde

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Tilapicultura em ecossistemas aquáticos abertos: desenvolvimento sustentável ou degradação ambiental ? Estudo de caso em represa oligotrófica

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Padrões fenológicos em ecossistemas em processo de restauração e em fragmento florestal vizinho

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

Distribuição de macrófitas aquáticas em relação a variáveis ambientais em ecossistemas lóticos da Bacia do rio Itanhaém

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

Regimes térmico e hídrico em solos sob ecossistemas naturais e área agrícola no Leste da Amazônia

A temperatura e umidade do solo são variáveis cujo conhecimento é fundamental para determinar os balanços de energia e água na biosfera. Os regimes térmico e hídrico dos solos sob cada ecossistema apresentam variações consideráveis, de acordo com sua mineralogia, o clima local e a vegetação. Nesse contexto, as temperaturas e umidades do solo foram medidas sob três ecossistemas existentes na região leste da Amazônia, a saber: floresta nativa (FLONA Caxiuanã, 01° 42' 30" S e 51° 31' 45" W), pastagem nativa (Soure, 00° 43' 25" S e 48° 30' 29" W) e área agrícola (!garapé-Açu, 01° 07' 59" S e 47° 36' 55" W). Os dados de campo na floresta e na pastagem foram coletados entre dezembro de 2001 e fevereiro de 2005; enquanto que na área agrícola, o monitoramento foi limitado de agosto de 2003 a fevereiro de 2005. Estas observações das variáveis físicas do solo foram analisadas levando em consideração as variáveis meteorológicas medidas simultaneamente tais como o fluxo de radiação solar incidente e a precipitação pluviométrica, que interferem diretamente nas variáveis do solo em cada sitio escolhido para estudo. As temperaturas do solo foram monitoradas por meio de sondas térmicas em profundidades de 0,05; 0,20 e 0,50 m. Fluxímetros de calor mediram esta variável em níveis de profundidade em 0,05 e 0,20 m. A umidade volumétrica do solo na camada superior de 0,30 m foi medida por sensor de sonda dupla por Reflectometria no Domínio do Tempo (TDR) em cada sitio. Foram feitas analises considerando as respostas do solo durante o período seco e chuvoso local, nestes três ecossistemas representativos do leste da Amazônia. Estimativas de difusividade térmica aparente do solo foram feitas pelos métodos da amplitude e da fase usando os dados de propagação do pulso diário de calor nesses solos. Os resultados mostraram valores bem diferentes, porém,no primeiro método pareceu mais confiável e adequado para o modelamento numérico. Como esperado, considerando a sua pouca cobertura vegetal, as temperaturas dos solos nos níveis superficiais, apresentaram grandes variações na pastagem e na área agrícola. Inesperadamente, as temperaturas na profundidade de 0,5 m abaixo da floresta mostraram maiores variações de amplitude que as profundidades de 0,20 e 0,05 m. O modelamento numérico das variações temporais da temperatura, em função da profundidade, para cada solo foi feito através do método harmônico Os resultados mostraram que o primeiro harmônico representou mais de 90% da variação total observada do pulso diário da temperatura da pastagem e área agrícola em 0,2 e 0,05 m de profundidade. Performance similar do modelamento foi observada na floresta nos níveis de 0,05 e 0,20 m. A magnitude dos fluxos de calor abaixo da pastagem e área agrícola atingiram valores seis vezes maiores que aqueles observados sob a floresta. Os resultados mostraram que, para a camada do solo superior de 0,30 m, a umidade volumétrica do solo sob a floresta é maior que sob os outros ecossistemas estudados neste trabalho. Este resultado é devido aparentemente; à proteção da floresta contra a evaporação da superfície do solo. Uma análise do comportamento sazonal e diário das temperaturas e umidade solos em resposta à radiação solar e precipitação é apresentada. Estudos de caso da taxa de perda da umidade do solo depois de significativa recarga de água por eventos de precipitação, também foram analisados. Algumas estimativas diárias de diminuição de água e recarga durante a noite e madrugada por subida de água de camadas subjacentes para a camada de 0.30 m foram feitas. Este trabalho analisou a maior serie temporal dos dados de temperatura e umidade dos solos coletados com alta freqüência de amostragem disponível até o momento, para o leste da Amazônia. Foi possível caracterizar as diferenças dos regimes destas variáveis físicas, abaixo de três ecossistemas importantes desta região. Estudos futuros dos minerais e materiais orgânicos nestes solos, bem como dos índices de área foliar e da biomassa das coberturas vegetais desses ecossistemas, melhoraria a compreensão dos regimes descritos neste trabalho.

Atributos microbiológicos em ecossistemas costeiros da Ilha do Cardoso, SP

Pós-graduação em Microbiologia Agropecuária - FCAV

Epidemiologia descritiva de Salmonella em ecossistemas aquáticos de diferentes áreas do Estado do Pará

A vigilância dos sorovares de Salmonella em ambientes aquáticos constitui um dos principais elementos do monitoramento das infecções humanas e animais. Foram analisadas 694 amostas de águas de diferentes origens (rio, igarapé, baía, praias, lago, poço, nascente, abastecimento, córrego, drenagem e esgoto) procedentes de 11 municípios do Estado do Pará, e de 212 (30,5%) amostras foram isoladas 2.115 cepas de 91 sorovares de Salmonella. Foram identificados 77 sorovares de Salmonella do total de 1.300 isolamentos de água doce e esgoto no município de Belém, destacando os sorovares S. Saintpaul, S. Panama, S. Muenster, S. Hadar e S. Agona. Na Floresta Nacional de Caxiuanã, 69,4% das amostras de águas foram positivas para Salmonella e 17 sorovares foram identificados, sendo S. Panama, S. Miami e S. Gaminara os mais freqüentes. Dentre os isolados de Salmonella dos ambientes aquáticos, 64,8% foram resistentes às drogas, com especial destaque para a estreptomicina (97,1%) e a tetraciclina (10,8%). Ocorreu distribuição uniforme quanto a presença de Salmonella e coliformes termotolerantes em águas superficiais e subterrâneas, porém em 10 situações positivas para Salmonella não foi possível isolar E.coli. O meio de enriquecimento Rappaport-Vassiliadis foi mais eficiente do que o Selenito Cistina para o isolamento de Salmonella quando mantido a 42,5ºC. Os sorovares isolados em esgoto foram os mesmos obtidos a partir de coproculturas humanas no mesmo período. Os resultados mostram a grande disseminação/dispersão da Salmonella em ecossistemas aquáticos no Estado do Pará e o risco potencial à saúde da população humana.

Detecção de adenovírus humanos em amostras de água superficial e esgoto não tratado oriundas de diversos ecossistemas aquáticos da cidade de Belém-PA

Os vírus entéricos são importantes agentes de doenças de veiculação hídrica. Entre esses, os adenovirus humanos (HAdV) assumiram importância por serem um dos principais causadores de gastrenterite em crianças menores de cinco anos e pela sua maior resistência a fatores físicos e químicos em detrimento a outros vírus no ambiente. Várias pesquisas têm demonstrado ausência de relação entre a presença de bactérias indicadoras e vírus. Diante disso, diversos autores têm sugerido a inclusão desses agentes como potenciais indicadores de contaminação viral e fecal da água. O objetivo desse trabalho foi detectar a presença de HAdV em amostras de água e esgoto não tratado oriundas de diversos ecossistemas aquáticos da cidade de Belém-PA. Foram selecionados seis pontos de amostragem, dentre eles um esgoto não tratado: Esgoto do UNA e cinco coleções hídricas: Porto do Açaí, Ver-o-Peso, Igarapé Tucunduba, Lago Bolonha e Lago Água Preta. Foi feita uma coleta mensal de dois litros de água em cada ponto durante 24 meses consecutivos, de nov/2008 a out/2010, totalizando 144 amostras. Foi utilizada água destilada autoclavada para controle negativo de cada ponto em todos os testes utilizados. As amostras foram concentradas pelo método de adsorção-eluição e posteriormente centrifugadas para a obtenção de dois mL. O DNA foi extraído pelo kit comercial Qiagen. Para a detecção molecular foram empregadas a Reação em Cadeia Mediada pela Polimerase (PCR convencional) e a PCR em tempo real, sendo utilizados iniciadores e sondas específicos que amplificam um gene do hexon de 301 e 96 pb, respectivamente. Visando-se melhorar o produto amplificado para sequenciamento genômico, algumas amostras positivas pela PCR convencional foram submetidas à Nested-PCR com a utilização de mais um par de iniciadores que amplificam uma região interna de 171 pb. Amostras de água e esgoto foram sequenciadas, analisadas e comparadas a outras obtidas no GeneBank. Os HAdV foram detectados em 59% (85/144) das amostras de água superficial e esgoto não tratado, sendo que a positividade obtida pela PCR convencional foi de 22,9% (33/144) e pela PCR em tempo real de 58,7% (84/143). A primeira detectou o agente apenas nas amostras do igarapé Tucunduba (62,5%) e do esgoto do UNA (75%) e a segunda em amostras provenientes dos seis pontos de coleta (com uma variação de 25 a 100%). O agente foi detectado em todos os 24 meses do estudo, estando presentes em pelo menos dois pontos, mensalmente. A PCR em tempo real se mostrou mais sensível nesse estudo, tendo encontrado o agente em 36,4% (52/143) das amostras não detectadas pela PCR convencional. Das oito amostras genotipadas todas pertencem à espécie F, sendo quatro referentes ao sorotipo 40 e quatro ao 41. Nossos resultados confirmam a alta circulação desse patógeno nas águas superficiais e esgoto da cidade, sugerindo a inclusão dos HAdV como bons indicadores de contaminação viral e fecal da água. A pesquisa desses vírus em ambientes aquáticos é pioneira em Belém e tais resultados são de relevante importância para as políticas de saúde pública e ambiental, servindo como base para estudos complementares nessa área.