Interações ecológicas entre a cianobactéria Microcystis aeruginosa e duas espécies de macrófitas aquáticas submersas

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Maia, Paula Dayane Silva
Data de Publicação: 2024
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Digital da Universidade Federal Rural do Semi-Árido (RDU)
Texto Completo: http://lattes.cnpq.br/9451099815418905
https://repositorio.ufersa.edu.br/handle/prefix/11839
Resumo: Diversos fatores desencadeiam a ocorrência de florações de cianobactérias em ecossistemas de água doce, principalmente devido ao aumento na disponibilidade de nutrientes, hidrologia e regimes climáticos, luz, pressão de pastejo e pressão competitiva. Existe uma relação antagônica entre o fitoplâncton e macrófitas aquáticas em corpos d’água rasos. Além da competição direta por nutrientes e luz, os efeitos alelopáticos das macrófitas sobre o fitoplâncton têm chamado bastante atenção devido à importância das macrófitas na manutenção da qualidade da água. Dessa forma, uma possível solução para controlar as florações de cianobactérias inclui o uso de macrófitas aquáticas submersas como alternativa de biomanipulação, pois são eficazes na redução do crescimento do fitoplâncton. Essa pesquisa foi motivada com base em observações realizadas em açudes do Rio Grande do Norte, região semiárida do Brasil. Nos açudes da bacia hidrográfica do rio Apodi/Mossoró – RN, foi observada elevada riqueza e abundância de espécies de macrófitas, especialmente macrófitas submersas. Nos locais que apresentavam altas densidades de macrófitas aquáticas, não ocorria aumento da eutrofização, tampouco, ocorrência de florações de cianobactérias. Diante do exposto, essa pesquisa objetivou avaliar se as macrófitas aquáticas submersas, Egeria densa Planck e Ceratophyllum demersum L. limitam o crescimento da cianobactéria Microcystis aeruginosa, através do sombreamento e/ou competição por nutrientes. Oito dias antes da realização dos experimentos, ramos jovens e apicais fotossinteticamente ativos de E. densa e C. demersum foram coletados no Açude de Santa Cruz, Apodi – RN para aclimatação. As macrófitas foram cultivadas em laboratório em unidades experimentais retangulares com área de 0.0262 m2 contendo 2L de solução nutritiva de Hoagland & Arnon (1950). A cepa da cianobactéria M. aeruginosa (LEA-04), produtora de microcistina foi obtida do acervo disponível no Laboratório de Microbiologia Aquática (LAMAq) da UFRN, e foram cultivadas em solução nutritiva de Hoagland & Arnon (1950) modificada. Foram determinados sete tratamentos com cinco réplicas cada. Os tratamentos foram montados a fim de expor a cepa de M. aeruginosa à diferentes biomassas das duas espécies de macrófitas aquáticas. Os controles negativos foram realizados utilizando plantas artificiais, com o intuito de verificar se essas plantas causam interferência no crescimento das cianobactérias por meio do sombreamento. Cada experimento teve duração de 15 dias, as amostras foram coletadas para quantificar a biomassa das cianobactérias a cada três dias: 0, 3, 6, 9, 12 e 15° dia de experimento. Foi verificado redução da biomassa de M. aeruginosa cultivada com E. densa e C. demersum, independentemente da biomassa das macrófitas. No entanto, a redução da biomassa da cianobactéria não ocorreu nos tratamentos com a planta artificial. A biomassa de M. aeruginosa foi inibida desde o terceiro dia de experimento com as macrófitas até o final do experimento, atingindo uma biomassa zero a partir do sexto dia. Ao avaliar as taxas de inibição, fica evidente a alta sensibilidade da cianobactéria M. aeruginosa quando cultivada com as macrófitas aquáticas E. densa e C. demersum. As concentrações de nutrientes na água diminuíram significativamente nos tratamentos com macrófitas aquáticas em relação aos tratamentos controle, exceto para o nitrato. Com base nos valores da massa fresca das macrófitas tanto E. densa como C. demersum diminuíram a biomassa final ao final do experimento. As macrófitas aquáticas foram capazes de inibir o crescimento da cianobactéria M. aeruginosa. Nossos resultados mostraram que as macrófitas submersas alteram a disponibilidade de nutrientes na água
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Dessa forma, uma possível solução para controlar as florações de cianobactérias inclui o uso de macrófitas aquáticas submersas como alternativa de biomanipulação, pois são eficazes na redução do crescimento do fitoplâncton. Essa pesquisa foi motivada com base em observações realizadas em açudes do Rio Grande do Norte, região semiárida do Brasil. Nos açudes da bacia hidrográfica do rio Apodi/Mossoró – RN, foi observada elevada riqueza e abundância de espécies de macrófitas, especialmente macrófitas submersas. Nos locais que apresentavam altas densidades de macrófitas aquáticas, não ocorria aumento da eutrofização, tampouco, ocorrência de florações de cianobactérias. Diante do exposto, essa pesquisa objetivou avaliar se as macrófitas aquáticas submersas, Egeria densa Planck e Ceratophyllum demersum L. limitam o crescimento da cianobactéria Microcystis aeruginosa, através do sombreamento e/ou competição por nutrientes. Oito dias antes da realização dos experimentos, ramos jovens e apicais fotossinteticamente ativos de E. densa e C. demersum foram coletados no Açude de Santa Cruz, Apodi – RN para aclimatação. As macrófitas foram cultivadas em laboratório em unidades experimentais retangulares com área de 0.0262 m2 contendo 2L de solução nutritiva de Hoagland & Arnon (1950). A cepa da cianobactéria M. aeruginosa (LEA-04), produtora de microcistina foi obtida do acervo disponível no Laboratório de Microbiologia Aquática (LAMAq) da UFRN, e foram cultivadas em solução nutritiva de Hoagland & Arnon (1950) modificada. Foram determinados sete tratamentos com cinco réplicas cada. Os tratamentos foram montados a fim de expor a cepa de M. aeruginosa à diferentes biomassas das duas espécies de macrófitas aquáticas. Os controles negativos foram realizados utilizando plantas artificiais, com o intuito de verificar se essas plantas causam interferência no crescimento das cianobactérias por meio do sombreamento. Cada experimento teve duração de 15 dias, as amostras foram coletadas para quantificar a biomassa das cianobactérias a cada três dias: 0, 3, 6, 9, 12 e 15° dia de experimento. Foi verificado redução da biomassa de M. aeruginosa cultivada com E. densa e C. demersum, independentemente da biomassa das macrófitas. No entanto, a redução da biomassa da cianobactéria não ocorreu nos tratamentos com a planta artificial. A biomassa de M. aeruginosa foi inibida desde o terceiro dia de experimento com as macrófitas até o final do experimento, atingindo uma biomassa zero a partir do sexto dia. Ao avaliar as taxas de inibição, fica evidente a alta sensibilidade da cianobactéria M. aeruginosa quando cultivada com as macrófitas aquáticas E. densa e C. demersum. As concentrações de nutrientes na água diminuíram significativamente nos tratamentos com macrófitas aquáticas em relação aos tratamentos controle, exceto para o nitrato. Com base nos valores da massa fresca das macrófitas tanto E. densa como C. demersum diminuíram a biomassa final ao final do experimento. As macrófitas aquáticas foram capazes de inibir o crescimento da cianobactéria M. aeruginosa. Nossos resultados mostraram que as macrófitas submersas alteram a disponibilidade de nutrientes na águaVarious factors trigger the occurrence of cyanobacterial blooms in freshwater ecosystems, mainly due to increased nutrient availability, hydrology and climatic regimes, light, grazing pressure, and competitive pressure. There is an antagonistic relationship between phytoplankton and aquatic macrophytes in shallow water bodies. In addition to direct competition for nutrients and light, the allelopathic effects of macrophytes on phytoplankton have garnered attention due to the importance of macrophytes in maintaining water quality. Thus, a possible solution to control cyanobacterial blooms includes the use of submerged aquatic macrophytes as an alternative for biomanipulation, as they are effective in reducing phytoplankton growth. This research was motivated by observations made in reservoirs in Rio Grande do Norte, a semi-arid region of Brazil. In the reservoirs of the Apodi/Mossoró River Basin in RN, a high richness and abundance of macrophyte species, especially submerged macrophytes. In locations with high densities of aquatic macrophytes, there was no eutrophication increase or occurrence of cyanobacterial blooms. In light of the above, this research aimed to assess whether submerged aquatic macrophytes, Egeria densa and Ceratophyllum demersum, limit the growth of the cyanobacterium Microcystis aeruginosa through shading and/or nutrient competition. Eight days before the experiments, young and actively photosynthetic apical branches of E. densa and C. demersum were collected in the Santa Cruz Reservoir, Apodi – RN, for acclimatization. The macrophytes were cultivated in the laboratory in rectangular experimental units with an area of 0.0262 m2 containing 2L of Hoagland & Arnon (1950) nutrient solution. The strain of the cyanobacterium M. aeruginosa (LEA-04), a microcystin producer, was obtained from the available collection at the Laboratory of Aquatic Microbiology (LAMAq) of UFRN and was cultivated in modified Hoagland & Arnon (1950) nutrient solution. Seven treatments with five replicates each were determined. The treatments were designed to expose the M. aeruginosa strain to different biomasses of the two species of aquatic macrophytes. Negative controls were performed using artificial plants to verify if these plants interfere with cyanobacterial growth through shading. Each experiment lasted for 15 days, and samples were collected to quantify cyanobacterial biomass every three days: 0, 3, 6, 9, 12, and 15 days of the experiment. Reduction in the biomass of M. aeruginosa was observed when cultivated with E. densa and C. demersum, regardless of the macrophyte biomass. However, reduction in cyanobacterial biomass did not occur in treatments with artificial plants. The biomass of M. aeruginosa was inhibited from the third day of the experiment with macrophytes until the end of the experiment, reaching zero biomass from the sixth day. When evaluating inhibition rates, the high sensitivity of the cyanobacterium M. aeruginosa when cultivated with the aquatic macrophytes E. densa and C. demersum becomes evident. Nutrient concentrations in the water significantly decreased in treatments with aquatic macrophytes compared to control treatments, except for nitrate. Based on the fresh mass values of both E. densa and C. demersum, the final biomass decreased at the end of the experiment. Submerged aquatic macrophytes were able to inhibit the growth of the cyanobacterium M. aeruginosa. Our results showed that submerged macrophytes alter nutrient availability in the water64 p.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior – CAPESCentro de Ciências Biológicas e da Saúde – CCBSBrasilUFERSAUniversidade Federal Rural do Semi-ÁridoPrograma de Pós-Graduação em Ecologia e ConservaçãoCamargo, Antonio Fernando MonteiroSilva, Gustavo Henrique Gonzaga daCamargo, Antonio Fernando MonteiroPanosso, Renata de FátimaNunes, Laís Samira CorreiaLima, James Lucas da CostaMaia, Paula Dayane Silva2024-10-24T11:16:04Z2024-10-24T11:16:04Z2024-01-05info:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionpdfapplication/pdfhttp://lattes.cnpq.br/9451099815418905MAIA, Paula Dayane Silva. Interações ecológicas entre a cianobactéria Microcystis aeruginosa e duas espécies de macrófitas aquáticas submersas. 2023. 64 f. Dissertação (Mestrado em Ecologia e Conservação) - Universidade Federal Rural do Semi-Árido. Mossoró, 2024.https://repositorio.ufersa.edu.br/handle/prefix/11839Mossoróinfo:eu-repo/semantics/openAccessUFERSAAttribution-ShareAlike 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/br/porreponame:Repositório Digital da Universidade Federal Rural do Semi-Árido (RDU)instname:Universidade Federal Rural do Semi-Árido (UFERSA)instacron:UFERSA2024-10-24T19:16:04Zoai:repositorio.ufersa.edu.br:prefix/11839Repositório Institucionalhttps://repositorio.ufersa.edu.br/PUBhttps://repositorio.ufersa.edu.br/server/oai/requestrepositorio@ufersa.edu.br || admrepositorio@ufersa.edu.bropendoar:2024-10-24T19:16:04Repositório Digital da Universidade Federal Rural do Semi-Árido (RDU) - Universidade Federal Rural do Semi-Árido (UFERSA)false
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Maia, Paula Dayane Silva
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