Predation on microcrustaceans in evidence: the role of chaoborid larvae and fish in two shallow and small Neotropical reservoirs

This study was focused on the predation upon microcrustaceans by an invertebrate predator (chaoborid larvae), and vertebrate predators (fish), in two small reservoirs in southeastern Brazil, with and without macrophytes, in two climatic periods (dry and rainy seasons). Chaoborus larvae were sampled in the limnetic zone, as they are scarce in the littoral, and fish in both limnetic and littoral zones. Their diets were evaluated by the analysis of the crop (chaoborid) or stomach contents (fish). Chaoborid larvae consumed the dinoflagellate Peridinium sp. or other algae, rotifers, and planktonic microcrustaceans. The fish species that included microcrustaceans in their diets were juveniles caught in the littoral. Aquatic insects, plant fragments, and detritus were their major dietary items, microcrustaceans representing a minor item. Planktonic copepods contributed more to the diet of chaoborid larvae than planktonic cladocerans. Fish preyed on planktonic microcrustaceans, as well as on benthic and macrophyte-associated species. Microcrustaceans were not heavily preyed on by chaoborid larvae and fish in both reservoirs.

Predation on microcrustaceans in evidence: the role of chaoborid larvae and fish in two shallow and small Neotropical reservoirs

This study was focused on the predation upon microcrustaceans by an invertebrate predator (chaoborid larvae), and vertebrate predators (fish), in two small reservoirs in southeastern Brazil, with and without macrophytes, in two climatic periods (dry and rainy seasons). Chaoborus larvae were sampled in the limnetic zone, as they are scarce in the littoral, and fish in both limnetic and littoral zones. Their diets were evaluated by the analysis of the crop (chaoborid) or stomach contents (fish). Chaoborid larvae consumed the dinoflagellate Peridinium sp. or other algae, rotifers, and planktonic microcrustaceans. The fish species that included microcrustaceans in their diets were juveniles caught in the littoral. Aquatic insects, plant fragments, and detritus were their major dietary items, microcrustaceans representing a minor item. Planktonic copepods contributed more to the diet of chaoborid larvae than planktonic cladocerans. Fish preyed on planktonic microcrustaceans, as well as on benthic and macrophyte-associated species. Microcrustaceans were not heavily preyed on by chaoborid larvae and fish in both reservoirs.

Daily variation of zooplankton abundance and evenness in the Rosana reservoir, Brazil: biotic and abiotic inferences

The zooplankton community presents stochastic temporal fluctuation and heterogeneous spatial variation determined by the relationships among the organisms and environmental conditions. We predicted that the temporal and spatial zooplankton distribution is heterogeneous and discrete, respectively, and that the daily variation of most abundant species is related to environmental conditions, specifically the availability of resources. Zooplankton samples were collected daily at three sampling stations in a lateral arm of the Rosana Reservoir (SP/PR). The zooplankton did not present significant differences in abundance and evenness among sampling stations, but the temporal variation of these attributes was significant. Abiotic variables and algal resource availability have significantly explained the daily variation of the most abundant species (p<0.001), however, the species distribution makes inferences on biotic relationships between them. Thus, not only the food resource availability is influential on the abundance of principal zooplankton species, but rather a set of factors (abiotic variables and biotic relationships).

Diel vertical migration of predators (planktivorous fish larvae) and prey (zooplankton) in a tropical lagoon

ABSTRACT Based on the hypothesis that diel vertical migration (DVM) is a mechanism of predator avoidance, the objective of the present study was to test for the occurrence of DVM in planktivorous fish larvae of Hypophthalmus edentatus (Spix, 1829) (Siluriformes, Pimelodidae) and Plagioscion squamosissimus (Heckel, 1840) (Perciformes, Sciaenidae), and zooplankton (rotifers, cladocerans and copepods) in an isolated tropical lagoon in the floodplain of the Upper Paraná River, Brazil (region of Parque Nacional de Ilha Grande). We investigated spatial overlap between predators (planktivorous fish larvae) and prey (zooplankton), and tested which physical and chemical variables of the water are related to the DVM of the studied communities. We performed nocturnal (8:00 pm and 4:00 am) and diurnal sampling (8:00 am and 4:00 pm) in the limnetic region of the lagoon for six consecutive months, from October 2010 to March 2011, which comprises the reproductive period of the fish species analyzed. During the day the larvae tried to remain aggregated in the bottom of the lagoon, whereas at night they tried to disperse in the water column. Especially for cladocerans, the diel vertical migration is an important behavior to avoid predation larvae of H. edentatus and P. squamosissimus once decreased spatial overlap between secured and its potential predators, which corroborates the hypothesis that DVM is a mechanism of predator avoidance. Although significant correlations were observed between the abiotic factors and WMD of microcrustaceans at certain times of day, the effect of predation of fish larvae on zooplankton showed more important in this environment, because the small depth and isolation not allow great variation of abiotic factors seasonally and between strata the lagoon.

Environmental and biological controls on the geochemistry (δ18O, δ13C, Mg/Ca, and Sr/Ca) of living ostracods from Lake Geneva

ABSTRACT : Ostracods are benthic microcrustaceans enclosed in low-Mg calcite bivalves. Stable isotope compositions, Mg/Ca, and Sr/Ca ratios of ostracod fossil valves have proven useful to reconstruct past environmental conditions. Yet, several discrepancies persist and the influence of many factors remains unclear. It is the aim of this study to improve the use of ostracod valve geochemistry as palaeoenvironmental proxies by examining the extent of isotope fractionation and trace element partitioning during valve calcification. To achieve this, the environmental parameters (pH, temperature) and chemical composition of water (C-and O-isotope composition and calcium, magnesium, and strontium content) were measured at sites where living ostracods were sampled. The sampling was on a monthly basis over the course of one year at five different water depths (2, 5, 13, 33, and 70 m) in Lake Geneva, Switzerland. The one-year sampling enabled collection of environmental data for bottom and interstitial pore water. In littoral to sublittoral zones, C-isotope composition of DIC and the Mg/Ca and Sr/Ca ratios of water are found to vary concomitantly with water temperature. This is due to the precipitation of calcite, which is induced by higher photosynthetic activity as temperature and/or solar radiation intensify in summer. In deeper zones, environmental parameters remain largely constant throughout the year. Variations of pH, DIC concentrations and C-isotope compositions in interstitial water result from aerobic as well as anaerobic respiration, calcite dissolution and methanogenesis. Bathymetric distribution, life cycles, and habitats were derived for 15 ostracod species and are predominantly related to water temperature and sediment texture. O-isotope compositions of ostracod valves in Lake Geneva reflect that of water and temperature. However, offsets of up to 3 permil are observed in comparison with proposed inorganic calcite precipitation equilibrium composition. Deprotonation of HCO3- and/or salt effect at crystallisation sites may explain the disequilibrium observed for O-isotopic compositions. C-isotope compositions of ostracod valves are not as well constrained and appear to be controlled by a complex interaction between habitat preferences and seasonal as well as spatial variations of the DIC isotope composition. For infaunal forms, C-isotope compositions reflect mainly the variation of DIC isotope composition in interstitial pore waters. For epifaunal forms, C-isotope compositions reflect the seasonal variation of DIC isotope compositions. C-isotope compositions of ostracod valves is at equilibrium with DIC except for a small number of species (L. inopinata, L. sanctipatricii and possibly C. ophtalmica, and I. beauchampi). Trace element uptake differs considerably from species to species. For most epifaunal forms, trace element content follows the seasonal cycle, recording temperature increases and/or variations of Mg/Ca and Sr/Ca ratios of water. In contrast, infaunal forms are predominantly related to sediment pore water chemistry. RÉSUMÉ EN FRANÇAIS : Les ostracodes sont de petits crustacés benthiques qui possèdent une coquille faite de calcite à faible teneur en magnésium. La composition isotopique et les rapports Mg/Ca et Sr/Ca d'ostracodes fossiles ont été utilisés maintes fois avec succès pour effectuer des reconstructions paléoenvironnementales. Néanmoins, certains désaccords persistent sur l'interprétation de ces données. De plus, l'influence de certains facteurs pouvant biaiser le signal reste encore inconnue. Ainsi, le but de cette étude est de rendre plus performant l'emploi de la composition géochimique des ostracodes comme indicateur paléoenvironnemental. Pour réaliser cela, cinq sites situés dans le Léman à 2, 5, 13, 33 et 70 m de profondeur ont été choisis pour effectuer les échantillonnages. Chaque site a été visité une fois par mois durant une année. Les différents paramètres environnementaux (pH, température) ainsi que la composition géochimique de l'eau (composition isotopique de l'oxygène et du carbone ainsi que teneur en calcium, magnésium et strontium) ont été déterminés pour chaque campagne. Des ostracodes vivants ont été récoltés au cinq sites en même temps que les échantillons d'eau. Ce travail de terrain a permis de caractériser la géochimie de l'eau se trouvant juste au-dessus des sédiments ainsi que celle de l'eau se trouvant dans les interstices du sédiment. Dans les zones littorales à sublittorales, la composition isotopique du carbone inorganique dissout (CID) ainsi que les rapports Mg/Ca et Sr/Ca de l'eau varient linéairement avec la température. Ceci peut être expliqué par la précipitation de calcite qui est contrôlée par l'activité photosynthétique, variant elle même linéairement avec la température. Dans les zones plus profondes, les paramètres environnementaux restent relativement constants tout au long de l'année. Les variations du pH, de la concentration et de la composition isotopique du CID dans les sédiments résultent de la libération de carbone engendrée par la dégradation de la matière organique avec présence d'oxygène ou via réduction de nitrates et de sulfates, par la dissolution de carbonates, ainsi que par la méthanogenèse. La distribution bathymétrique, le cycle de vie ainsi que l'habitat de 15 espèces ont été déterminés. Ceux-ci sont principalement reliés à la température de l'eau et à la texture des sédiments. La composition isotopique de l'oxygène des valves d'ostracodes reflète celle de l'eau et la température qui régnait lors de la calcification. Néanmoins, des écarts pouvant aller jusqu'à 3 0/00 par rapport à l'équilibre théorique ont été obtenus. La déprotonation de HCO3 ou un 'effet de sel' pourrait être à l'origine du déséquilibre observé. La composition isotopique du carbone des valves d'ostracodes n'est pas aussi bien cernée. Celle-ci semble être principalement contrôlée par une interaction complexe entre l'habitat des ostracodes et les variations saisonnières et spatiales de la composition isotopique du CID. Pour les espèces endofaunes, la composition isotopique du carbone reflète principalement la variation de la composition isotopique du CID à l'intérieur des sédiments. Pour les formes épifaunes, c'est la variation saisonnière de la composition du CID qui contrôle celle de la coquille des ostracodes. En général, la composition isotopique du carbone des valves d'ostracodes est en équilibre avec celle de CID, hormis pour quelques rares espèces (L. inopinata, L. sanctipatricii et peut-être C. ophtalmica et I. beauchampi). L'incorporation des éléments traces diffère passablement d'une espèce à l'autre. Pour la plupart des espèces épifaunes, la teneur en éléments traces des coquilles reflète les variations saisonnières. Ces espèces semblent enregistrer les variations soit de la température soit des rapports Mg/Ca et Sr/Ca de l'eau. La teneur en élément traces des formes infaunales, au contraire, est principalement reliée à la chimie de l'eau interstitielle. RÉSUMÉ GRAND-PUBLIC : La connaissance de l'évolution du climat dans le futur est primordiale pour notre société, car elle permet de développer différentes stratégies pour faire face aux problèmes engendrés pas le changement climatique : stratégies environnementale, humanitaire, ou encore économique. Cette problématique est actuellement, à juste titre, sujet d'une vive préoccupation. La géologie peut-elle contribuer à l'effort communautaire entrepris? Naturellement, ce sont les climatologues qui sont sur le devant de la scène. Il n'empêche que ces derniers, pour pouvoir prédire l'avenir, doivent s'appuyer sur le passé. La géologie est alors d'un grand intérêt car c'est effectivement la seule science qui permette d'estimer les variations climatiques à grande échelle sur de longues périodes. Ainsi, voulant moi-même contribuer aux recherches menées dans ce domaine, je me suis tourné à la fin de mes études vers la paléoclimatologie, science qui a pour but de reconstruire le climat des temps anciens. Nous nous sommes rendu compte que l'évolution climatique de la région où nous habitons n'avait pas encore fait le sujet d'études approfondies. Il est pourtant important de connaître la variation locale des changements climatiques pour obtenir des modèles climatiques fiables. En conséquence, un vaste projet a vu le jour : reconstruire, à l'aide des sédiments du lac Léman, les variations paléoclimatiques et paléo-environnementales depuis le retrait du Glacier de Rhône, il y a environ 15'000 ans, jusqu'à nos jours. Pour ce genre de travail, la géochimie, qui est une forme de chimie, utilisée en science de la terre regroupant la chimie classique et la chimie isotopique, est une alliée particulièrement efficace. Elle permet en effet, via différentes mesures faites sur des archives géologiques (par exemple des fossiles ou des sédiments) d'obtenir des informations, souvent quantitatives, sur les conditions (le climat, la flore ou encore la bio productivité, etc...) qui régnaient il y a fort longtemps. Les coquilles d'ostracodes, qui sont de petits animaux vivant au fond des lacs, sont une des archives les plus prometteuses. Ces animaux sont des petits crustacés s'entourant d'une coquille calcaire qu'ils sécrètent eux-mêmes. A la mort de l'animal, la coquille est intégrée dans les sédiments et reste intacte à travers les âges. Des études ont montré qu'en analysant la géochimie de ces coquilles fossiles, il est possible de reconstruire les conditions environnementales qui régnaient à l'époque de vie de ces fossiles. Cette démarche nécessite qu'une condition bien précise soit remplie: la composition géochimique de la coquille doit enregistrer de manière fidèle la chimie de l'eau et/ou la température de l'eau présentes au moment de la sécrétion de la coquille. Le but spécifique de notre recherche a précisément été d'étudier la façon dont la chimie de l'eau ainsi que sa température sont enregistrées dans la coquillé des ostracodes. Une fois les relations entre ces divers paramètres dans l'étant actuel du système établies, il sera alors possible de les utiliser pour interpréter des données issues de coquilles fossiles. Pour ce faire, nous avons mesuré la température de l'eau de manière continue et récolté mensuellement des échantillons d'eau et des ostracodes vivants pendant une année. Cinq sites situés à 2, 5, 13, 33 et 70 mètres de profondeur ont été choisis pour effectuer ces échantillonnages dans le Léman. Le travail de terrain nous a amené à étudier la biologie de 15 espèces. Nous avons pu établir la profondeur à laquelle vivent ces animaux, leur période de développement ainsi que leur habitat respectifs. Ces résultats ont permis de mieux cerner la relation qu'il existe entre la chimie de l'eau, sa température et la composition géochimique des coquilles d'ostracodes. Nous avons ainsi pu confirmer que les coquilles d'ostracodes enregistrent de manière fidèle la composition chimique et isotopique de l'eau. De même, nous avons pu établir de manière plus précise l'effet de la température sur la géochimie des coquilles. Néanmoins, les relations trouvées entre ces trois éléments sont plus complexes pour certaines espèces, cette complexité étant souvent liée à un caractère spécifique de leur écologie. Nous avons mis en lumière certains effets qui biaisent les résultats et défini précisément les conditions dans lesquelles on peut s'attendre à avoir des difficultés dans leur interprétation. Maintenant que nous avons établi les relations entre le climat actuel et la composition géochimique des coquilles d'ostracodes actuels, nous pouvons, sur la base de ce modèle, reconstruire le climat depuis le retrait du Glacier du Rhône jusqu'à nos jours à l'aide d'ostracodes fossiles. Mais cela est une autre histoire et fera, je l'espère, le sujet de nos futures recherches.

Aquatic insects as the main food resource of fish the community in a Neotropical reservoir

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

Population structure, feeding and reproductive aspects of Serrapinnus heterodon (Characidae, Cheirodontinae) in a Mogi Guaçu reservoir (SP), upper Paraná River basin

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Mesocosm experiment on the impact of invertebrate predation on zooplankton of a tropical lake

Invertebrate predation on zooplankton was investigated in mesocosms in the shallow tropical Lake Monte Alegre, Sauo Paulo State, Brazil, in the summer of 1999. Two treatments were applied: one with natural densities of prey and the predators Chaoborus brasiliensis and the water mite Krendowskia sp. (Pr+), and another without predators (Pr-). Three enclosures (volume: 6.6 m(3) of water per enclosure) per treatment were installed in the sediment of the deepest area of the lake (5.0 m). At the beginning, Chaoborus larvae were present in Pr- enclosures, because of technical difficulties in preventing their entrance, but they virtually disappeared in the course of the experiment. Water mites were almost absent in Pr- enclosures. Chaoborus predation negatively influenced the Daphnia gessneri population, but not the populations of the copepods Tropocyclops prasinus and Thermocyclops decipiens and the rotifers Keratella spp. Death rates of Daphnia were generally significantly higher in the Pr+ treatment; Daphnia densities increased after the disappearance of Chaoborus in Pr-. Copepod losses to predation in the experiment may be compensated by higher fecundity, shorter egg development time, and lower pressure on egg-bearing females, resulting in a lower susceptibility to Chaoborus predation. The predation impact of water mite on microcrustaceans and rotifers in the experiment was negligible.

Microbiological and physicochemical treatments applied to metallurgic industry aiming water reuse

Estudou-se o reuso de água de um sistema composto por estação de tratamento de esgoto (ETE) com aeração prolongada e lodo ativado, e em uma estação compacta de tratamento de água (ECTA) de uma indústria metalúrgica. Os processos para obtenção da água de reuso foram: microbiológico e físico-químico. O esgoto doméstico foi bombeado para a ETE, onde houve formação de flocos biológicos e água clarificada. Avaliou-se a eficiência do processo microbiológico da ETE mediante a remoção de demanda bioquímica de oxigênio (DBO), demanda química de oxigênio (DQO) e sólidos sedimentáveis (SS). A eficiência do processo físico-químico de clarificação e desinfecção foi avaliada mediante análises de pH, turbidez, cor, contagem de bactérias heterotróficas aeróbias, cloro livre, dureza, alcalinidade, cloretos, sulfatos, sólidos totais dissolvidos (STD). Na água de reuso além desses parâmetros avaliou-se a toxicidade aguda ao microcrustáceo Daphnia similis.

Copepods (Crustacea, Maxillopoda) from shallow reservoirs

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

Effects of a small fish cage farm on zooplankton assemblages (Cladocera and Copepoda: Crustacea) in a sub-tropicalreservoir (SE Brazil).

In Brazil, the environmental impacts of fish cage farming in water reservoirs have not been well studied. As this activity is being increasingly practiced, investigations on the impacts of this practice are strongly needed. The goal of this study was to investigate the effects of a small cage tilapia farm on zooplankton assemblages in an oligo/mesotrophic reservoir (Jurumirim Reservoir, Paranapanema River). Zooplankton, limnological variables, and water samples were obtained trimonthly during a year at two sample sites, one was located adjacent to the cage farm and the control area was located one kilometer away from it. Eighteen species were identified and Cladocera was the dominant group. The same species of microcrustaceans were identified at both sites. Among the ecological attributes studied, only evenness showed a tendency towards being higher in the control site. Significant differences between studied variables in the sites were observed only for material in suspension. The results of the study indicate that, during the studied period, the cage farm did not generate detectable changes in the zooplankton assemblages and their ecological attributes. However, small differences in some limnological variables could be an indication of some environmental changes associated with the fish farm system.

Avaliação ecotoxicológica e risco ambiental dos inseticidas utilizados no controle da larva de Aedes aegypti para Daphnia magna, Lemna minor e peixes

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Tamanho, produção de ovos e distribuição espacial de microcrustáceos litorâneos e limnéticos em pequenos reservatórios rasos

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Caracterização da comunidade de microcrustáceos e avaliação de potenciais predadores vertebrados e invertebrados em dois reservatórios na região noroeste do Estado de São Paulo

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)