Mixotrofia do fitoplâncton em um gradiente de luz e nutrientes

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Costa, Mariana Rodrigues Amaral da
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/27752
Resumo: Eventos de precipitação e flutuações do nível de água são fatores ambientais que afetam de modo determinante o funcionamento de ecossistemas aquáticos, influenciando a dinâmica fitoplanctônica e seus recursos. O cenário climático futuro prevê um aumento na frequência e intensidade das secas nas regiões semiáridas. Eventos de seca podem levar à redução do nível de água e consequente aumento da disponibilidade de nutrientes, turbidez e condutividade, favorecendo a dominância de cianobactérias. Porém, estudos recentes demonstram que algas mixotróficas possam ser melhores competidoras em condições mais extremas, como eventos de secas prolongadas. Organismos mixotróficos desempenham funções importantes, como produtores e consumidores, e isto é refletido na estrutura da teia trófica. Nesse trabalho avaliamos o efeito do gradiente de precipitação pluviométrico na região semiárida sobre a estrutura da comunidade fitoplanctônica, baseada na abordagem dos traços funcionais. Confirmamos nossa hipótese que em períodos de seca os principais traços funcionais fitoplanctônicos recrutados são algas fixadoras de nitrogênio e com formas filamentosas e/ou coloniais, esses traços são relacionados com dominância de cianobactérias, porém em evento extremo de seca, com volumes hídricos críticos, há um colapso das cianobactérias e a substituição de dominância de algas com potencial mixotrófico. Para confirmar que a redução da disponibilidade de luz, causada pela ressuspensão do sedimento era o principal fator que altera esse padrão de substituição na comunidade fitoplanctônica, realizamos em laboratório experimentos de competição entre uma espécie de cianobactéria (Microcystis aeruginosa) e uma alga mixotrófica (Cryptomonas obovata) manipulando a luz e adição ou não de sedimento, em ambientes com altos níveis de nutrientes. Além disso, realizamos experimentos de grazing para estimar taxas de bacterivoria por algas flageladas mixotróficas (Cryptomonas marsonii e Ochromonas tuberculata) em distintas condições de luz e nutrientes, a fim de propor novas metodologias para facilitar a quantificação dessas taxas. Observamos que as algas mixotróficas obtiveram maiores taxas de crescimento nos tratamentos com adição de sedimento somente quando bactérias estavam presentes e calculamos maiores taxas de grazing via citometria de fluxo do que através da microscopia de epifluorescência e essa relação foi forte e significativa. Além disso, observamos que a técnica de marcação de vacúolos digestivos das algas mixotróficas demonstrou ser uma boa metodologia para estimar mixotrofia. Nosso estudo demonstra a importância das algas mixotróficas em ambientes eutrofizados, como os sistemas do semiárido afetados pela baixa disponibilidade hídrica, e compara metodologias que facilitam a quantificação de taxas de bacterivoria permitindo entender um melhor sobre essa forma mista de nutrição. Portanto, o estudo da mixotrofia implica em melhor compreender seu papel na estrutura e funcionamento das teias tróficas aquáticas.
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Porém, estudos recentes demonstram que algas mixotróficas possam ser melhores competidoras em condições mais extremas, como eventos de secas prolongadas. Organismos mixotróficos desempenham funções importantes, como produtores e consumidores, e isto é refletido na estrutura da teia trófica. Nesse trabalho avaliamos o efeito do gradiente de precipitação pluviométrico na região semiárida sobre a estrutura da comunidade fitoplanctônica, baseada na abordagem dos traços funcionais. Confirmamos nossa hipótese que em períodos de seca os principais traços funcionais fitoplanctônicos recrutados são algas fixadoras de nitrogênio e com formas filamentosas e/ou coloniais, esses traços são relacionados com dominância de cianobactérias, porém em evento extremo de seca, com volumes hídricos críticos, há um colapso das cianobactérias e a substituição de dominância de algas com potencial mixotrófico. Para confirmar que a redução da disponibilidade de luz, causada pela ressuspensão do sedimento era o principal fator que altera esse padrão de substituição na comunidade fitoplanctônica, realizamos em laboratório experimentos de competição entre uma espécie de cianobactéria (Microcystis aeruginosa) e uma alga mixotrófica (Cryptomonas obovata) manipulando a luz e adição ou não de sedimento, em ambientes com altos níveis de nutrientes. Além disso, realizamos experimentos de grazing para estimar taxas de bacterivoria por algas flageladas mixotróficas (Cryptomonas marsonii e Ochromonas tuberculata) em distintas condições de luz e nutrientes, a fim de propor novas metodologias para facilitar a quantificação dessas taxas. Observamos que as algas mixotróficas obtiveram maiores taxas de crescimento nos tratamentos com adição de sedimento somente quando bactérias estavam presentes e calculamos maiores taxas de grazing via citometria de fluxo do que através da microscopia de epifluorescência e essa relação foi forte e significativa. Além disso, observamos que a técnica de marcação de vacúolos digestivos das algas mixotróficas demonstrou ser uma boa metodologia para estimar mixotrofia. Nosso estudo demonstra a importância das algas mixotróficas em ambientes eutrofizados, como os sistemas do semiárido afetados pela baixa disponibilidade hídrica, e compara metodologias que facilitam a quantificação de taxas de bacterivoria permitindo entender um melhor sobre essa forma mista de nutrição. Portanto, o estudo da mixotrofia implica em melhor compreender seu papel na estrutura e funcionamento das teias tróficas aquáticas.Precipitation events and water level fluctuations are environmental factors that affects aquatic ecosystem functioning influencing phytoplankton dynamic and their resources. Nutrient availability and trophic state of arid and semi-arid regions are controlled by quantity and rain periodicity. Future climate scenario predicts an increase in intensity and frequency of droughts in semi-arid regions. Drought leads to water level reduction and consequently increase nutrients concentrations, turbidity, salinity and conductivity, favoring cyanobacteria blooms. However, recent studies shows that mixotrophic algae can be better competitors under more extreme conditions, such as prolonged periods of droughts. Mixotrophic organisms play important role as producers and consumers reflecting in the structure of food webs. In this work, we evaluate the effect of precipitation gradient in semi-arid region on the structure of phytoplankton community based on a trait-based approach. We confirm the hypothesis that in dry period the main phytoplankton traits are related to a high cyanobacteria biomass (nitrogen fixation, filaments, coloniality), however, in extremely drought periods with critical water level, cyanobacteria collapse and shifts the dominance to mixotrophic algae. To confirm that the reduction on light availability caused by sediment resuspension was the main factor on phytoplankton pattern, we performed laboratory experiments with competition between cyanobacteria and a mixotrophic species, manipulating light and sediment addition in systems with high levels of nutrients. Besides this, we also performed grazing experiments to estimate bacterivory by flagellate algae in distinct light and nutrients conditions and propose new methodologies to facilitate ingestion rates quantification. Our study shows the importance of mixotrophic algae in eutrophic environments, such as semi-arid systems affected by hydric deficit, and compare methodologies in order to facilitate bacterivory rates quantification, allowing a better knowledge about this kind of mixed nutrition. Therefore, research about mixotrophy implies in paradigmatic changes in how we understand aquatic food webs nowadays, in particular this is even more critic when it links to shifts in environmental conditions in a changing climatic world.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::ECOLOGIASeca extremaGrazingCianobactériasCryptophyceaeDisponibilidade de luzCitometria de fluxoTraços funcionaisMixotrofia do fitoplâncton em um gradiente de luz e nutrientesinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ECOLOGIAUFRNBrasilinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRNTEXTMixotrofiafitoplânctongradiente_Costa_2019.pdf.txtMixotrofiafitoplânctongradiente_Costa_2019.pdf.txtExtracted texttext/plain150926https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/27752/2/Mixotrofiafitopl%c3%a2nctongradiente_Costa_2019.pdf.txt2e31e5b7bfffb388ee6112cd68417037MD52THUMBNAILMixotrofiafitoplânctongradiente_Costa_2019.pdf.jpgMixotrofiafitoplânctongradiente_Costa_2019.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1743https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/27752/3/Mixotrofiafitopl%c3%a2nctongradiente_Costa_2019.pdf.jpgc64c101ca50cfdc6ccaf51714b07590fMD53ORIGINALMixotrofiafitoplânctongradiente_Costa_2019.pdfapplication/pdf9308778https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/27752/1/Mixotrofiafitopl%c3%a2nctongradiente_Costa_2019.pdf8f83761a8722b15d3a57fa728fcfb9caMD51123456789/277522019-09-22 02:19:19.168oai:https://repositorio.ufrn.br:123456789/27752Repositório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/opendoar:2019-09-22T05:19:19Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false
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