Academic literature on the topic 'Cianobactérias planctônicas'

Submitted by Marlene Santos (marlene.bc.ufg@gmail.com) on 2018-06-28T21:45:15Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Elaine Jacob da Silva Carmo - 2014.pdf: 2742268 bytes, checksum: fd6fe95f8bb324db0eecf821189064ec (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5)
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Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás - FAPEG
Ribeirão Leite is considered as one of the main sources of public water supply for the city of Goiânia and its metropolitan region. The soil in the watershed is principally used for agro-pastoral activities that may favor the supply of nutrients such as phosphorus and nitrogen for the water reservoir and consequently for the formation of blooms of microalgae and cyanobacteria. No floristic studies of cyanobacteria have been carried out for this reservoir, which is recently formed, however there has been pre-dominance of potentially toxic planktonic cyanobacteria during the filling of this reservoir, which reflects the limnological conditions of the Ribeirão Leite basin. The present study aims to identify and characterize the morphospecies of cyanobacteria and evaluate structure and dynamics of populations. The sample period comprised the date from January 2010 to January 2011, which was filling stage, with the collection of phytoplankton and limnologicals carried out twice a week until the first half of May 2010, and from this date, it was repeated weekly. Physicochemical and also qualitative and quantitative analyzes of phytoplankton were performed in water analysis laboratory of Saneago. Specimens of cyanobacteria were analyzed with microscopy “Zeiss Axiostar plus”, and micro-photographed with image capture system “Axiocam ERc5s” and also with imaging system “Axiovision”. The initial phase of filling of the reservoir demonstrated the greatest efficiency on rainy period of the year, nevertheless, the intermediate phase, which was on dry period, showed lower efficiency. The blooms were observed as characteristics of rainy periods of the year. In the first period, there was the dominance of Geitlerinema amphibium and Cylindrospermopsis raciborskii and in the second period, Aphanocapsa delicatissima was observed as dominant. It was monitored that during the filling phase, there was predominance of filamentous cyanobacteria and in the final phase, dominance was of the colonial organisms. The PCA indicated that the explanatory variables of the system were turbidity, total phosphorus and Secchi disk depth extinction coefficient (axis 1 to 31.7%). In Canonical Correspondence Analysis (CCA), sampling units were influenced on the 1º axis by the dominance of G. amphibium at the stage of filling, when the turbidity was high and Secchi depth (axis 1 to 14.8%, p <0.05; environment correlation of species 0.806) was lower. The Detrended Correspondence Analysis confirmed the distribution of taxa among different climatic periods. For the state of Goiás, 28 taxa were mentioned for the first time
Cianobactérias planctônicas do reservatório do Ribeirão João Leite (Goiás) durante a fase de enchimento: florística e floração. O Ribeirão João Leite é um dos principais mananciais de abastecimento público de água para a Cidade de Goiânia e região metropolitana. O solo da bacia hidrográfica é utilizado principalmente para atividades agropastoris, podendo favorecer o aporte de nutrientes como fósforo e nitrogênio para a água do reservatório e consequentemente a formação de florações de microalgas e cianobactérias. Não há estudos florísticos de cianobactérias para este reservatório, que é recém-formado, contudo houve predomínio de cianobactérias planctônicas potencialmente tóxicas, durante sua fase de enchimento, refletindo as condições limnológicas da bacia do Ribeirão João Leite. O presente estudo objetivou identificar e caracterizar as morfoespécies de cianobactérias e avaliar a estrutura e dinâmica de populações. O período amostral compreendeu janeiro de 2010 a janeiro de 2011, com coletas fitoplanctônicas e limnológicas realizadas duas vezes por semana até a primeira quinzena de maio de 2010 e a partir desta data, semanalmente. Foram realizadas análises físicas e químicas e quali-quantitativas do fitoplâncton no laboratório de análise de água da Saneago. Os espécimes de cianobactérias foram analisados em microscópio Zeiss Axiostar plus, e microfotografados com sistema de captura de imagem Axiocam ERc5s e sistema de imagem Axiovision. A fase inicial de enchimento do reservatório apresentou maior riqueza (período chuvoso) e a fase intermediária (período de seca), a menor riqueza. As florações foram características dos períodos chuvosos. No primeiro período ocorreu a dominância de Geitlerinema amphibium e Cylindrospermopsis raciborskii e no segundo período Aphanocapsa delicatissima. Notou-se que durante a fase de enchimento ocorreu predomínio de cianobactérias filamentosas e na fase final predomínio de organismos coloniais. A PCA indicou que as variáveis explicativas do sistema foram turbidez, fósforo total, profundidade de extinção do disco Secchi (eixo 1 – 31,7%). Na Análise de Correspondência Canônica (CCA) as unidades amostrais foram influenciadas no 1º eixo pela dominância de G. amphibium na fase de enchimento, quando a turbidez foi elevada e a profundidade de extinção do disco Secchi menor (eixo 1 – 14,8%; p<0,005; correlação espécie ambiente 0,806). A Análise de Correspondência Destendenciada confirmou a distribuição de táxons distintos dentre os períodos climáticos. Para o estado de Goiás foram citados 28 táxons pela primeira vez.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
A pesquisa teve o objetivo de averiguar a presença de toxicidade nas cianobactérias planctônicas no deságue da Lagoa de estabilização no igarapé Grande, em Boa Vista, por meio de bioensaio em camundongos de linhagem Swiss albino. O corpo hídrico em estudo está localizado na área urbana de Boa Vista, recebe influência resultante da descarga final dos esgotos domésticos dos moradores próximos e de efluentes do sistema de tratamento de esgotos sanitários da cidade, apresentando florações em alguns trechos. Pesquisas anteriores constataram a presença de florações de cianobactéria planctônica nesse ambiente. No entanto, havia a ausência de estudos sobre a toxicidade das florações de cianobactéria planctônicas existentes no igarapé Grande. A área escolhida foi georeferenciada e denominada como: E1 (montante do deságue da ETE), situada no igarapé grarde; E2 (desague/calha); E3 (jusante do deságue). Foram realizadas três coletas amostrais no período seco e três no período das chuvas. No momento da coleta, foram feitas medidas do pH e temperatura da água. Em seguida, foram realizadas as análises das concentrações de clorofila-a, nitrogênio amoniacal, fósforo total, turbidez e estimativa de densidade celular. Foi observado a presença de cianobactérias da espécie Planktothrix agardhii (Gomont) Anagnostidis et Komárek durante todos os meses de coletas, nos períodos sazonais (seco e chuvoso) e confirmou-se que a Estação de Tratamento de Esgoto Sanitário do município de Boa Vista ETE/BV - é a fonte de entrada dessa espécie de cianobactéria no igarapé Grande. Foi observada a distribuição dos organismos na superfície da água afetando a qualidade físico-química do igarapé Grande. Também o teste estatístico possibilitou a identificação da amônia (NH3) como a variável de maior contribuição para a toxicidade nas estações. Além disso, o resultado foi ratificado pelos testes quimiométricos PCA; FA. O teste (DL50 -24 horas), realizado por meio de bioensaio em camundongos no período seco, do material algáceo da estação E3, apresentou a toxicidade em doses acima de 2.500 mg kg mL- (p.c), com a maior mortalidade de 75% dos indivíduos do grupo que recebeu as concentrações de 100 mg mL-. Os resultados da estação de coleta E2, mostram mortalidade de 25% dos indivíduos na concentração de extrato de 50 mg mL-, 25% de indivíduos e 100 mg mL- dos individuo e 75% de indivíduos com a concentração de 150 mg mL- das amostras coletadas durante o período das chuvas.
The study aimed to access the presence of toxic planktonic cyanobacteria by mouse bioassay in the outflow of the stabilization pond and in the Igarapé Grande, Boa Vista, RR. The waterbodies under study are located in the urban area of Boa Vista, and are influenced by the final discharge of the domestic sewage from nearby residents and effluents of the sewage treatment plant from the city. Previous research has established the presence of cyanobacterial blooms in this environment. However, there was a lack of studies on the toxicity of the cyanobacteria that bloom in the stabilization pond system and adjacent Igarapé Grande. The study area was geo-referenced and named as E1 (upstream of the sewage treatment plant outflow), located in the Igarapé Grande, E2 (outflow/gutter), and E3 (downstream of the outflow), also in the Igarapé Grande. It was performed three sample collections during the dry season and three during the rainy season. At the time of the samplings measurements of pH and water temperature were carried out. It was also collected samples for the estimation of chlorophyll-a, ammonia nitrogen, total phosphorus, turbidity and cell density evaluation. We observed the presence of the cyanobacteria of the genus Planktothrix agardhii during all the sampled months in both seasons (dry and rainy), confirming the city sewage treatment plant as the main source of entry of this species in the Igarapé Grande. It was also confirmed that the distribution of the organisms on the water surface affects the physico-chemical quality of the Igarapé Grande. Statistical analysis enabled the identification of ammonia as the parameter of greatest contribution to the toxicity in the sampled locations. In addition, confirmation was obtained by the chemometric tests PCA, FA, HCA and PLS. The mouse bioassay tests (LD50 - 24h) showed toxicity at doses above 2,500 mg.Kg-1 b.w. and at concentrations of cell extract over 50 mg mL-. The higher mortality occurred in 75% of individuals in the group that received concentrations of 100 mg mL- of the material collected at E3 during the dry season. The results of E2 sampling station showed mortality of 25% of individuals at extract concentration of 50 mg mL-; 25% of individuals at 100 mg mL- and 75% of individuals at concentration of 150 mg mL- from the samples collected during the rainy season.

O processo de eutrofização das águas, principalmente pelo aporte de fósforo e nitrogênio, favorece a ocorrência de florações de cianobactérias. Uma consequência desses eventos é a produção e emissão dos metabólitos 2-metilisoborneol (MIB) e trans-1,10-dimetil-trans-9-decalol (geosmina). Estes compostos são álcoois terciários que podem ser detectados em baixas concentrações pelos consumidores, 5 a 10 ng/l, deixando a água com “cheiro e gosto de terra e mofo”. MIB e geosmina, particularmente na forma dissolvida (extracelular), mostram-se recalcitrantes aos métodos convencionais de tratamento de água. As metodologias atualmente empregadas na remoção desses metabólitos apresentam-se pouco eficientes e de elevado custo operacional, incentivando as pesquisas relacionadas às alternativas de tratamento. O presente estudo foi realizado em duas etapas, onde a primeira buscou avaliar a remoção de MIB e geosmina por adsorção em carvão ativado granular e a segunda, a degradação dos metabólitos por atividade microbiológica. Primeiramente, os carvões ativados granulares foram caracterizados através do número de iodo e área superficial BET. Em seguida, foi determinado o tempo de equilíbrio de adsorção para cada carvão e por último, foi avaliada a capacidade adsortiva através das Isotermas de Freundlich. O estudo sobre a oxidação biológica dos compostos causadores de gosto e odor consistiu no isolamento, identificação e testes de biodegradação de bactérias que utilizam MIB e geosmina como única fonte de carbono para o seu metabolismo. No que se refere à capacidade de adsorção, foi observado que os carvões de madeira e casca de coco apresentaram os melhores desempenhos na remoção de MIB e geosmina, respectivamente. Esses carvões removeram os compostos abaixo do limite de detecção olfativa (10 ng/l), com doses de 50 mg/l e tempo de contato de duas horas. Essa caracterização mostrou-se de fundamental importância na escolha do carvão mais adequado para aplicação no tratamento de água. Uma vez que pouco se conhece a respeito da comunidade bacteriana, presente em águas naturais, ao que se sabe, este trabalho é o primeiro registro da capacidade individual de bactérias Gram positivas e negativas degradarem os compostos causadores de gosto e odor, na mesma solução teste. A remoção de cerca de 90 e 96% de MIB e geosmina ao longo de 48 e 120 horas de experimento, respectivamente, demonstrou que essas bactérias podem ser utilizadas em estratégias de purificação biológica da água. A identificação molecular dos isolados bacterianos, obtidos no Lago Guaíba, registrou quatro novos gêneros capazes de degradar MIB e geosmina: Burkholderia sp, Caulobacter sp, Klebsiella sp e Leucobacter sp. Além desses, um isolado foi classificado como Arthrobacter sp, outro como Sphingomonadaceae e três como Enterobacteriaceae. O sucesso no isolamento, manutenção de culturas puras, identificação e determinação da capacidade desses microrganismos degradarem MIB e geosmina da água sugere um potencial de utilização dessas bactérias em processos de filtração biológica, que utilizam carvão ativado granular. Esse conhecimento pode ser usado como uma nova ferramenta para a remoção de substâncias que causam gosto e odor, sendo essencial para garantir uma água de qualidade para o consumo humano.
Water eutrophication process, by phosphorous and nitrogen levels, allows cyanobacteria blooms which promotes, among other effects, the generation and release of the metabolites 2-methylisoborneol (MIB) and trans-1,10-dimethyl-trans-9- decalol (geosmin). These compounds are tertiary alcohols that may lend earthymusty tastes and odors to water, characteristics detected by consumers when the metabolites are present at concentrations as low as 5 to 10 ng/l. When present in water, mainly in the dissolved form (extracellular), MIB and geosmin are difficult to be removed by conventional treatment methods. The methodologies currently employed to remove these metabolites lack efficiency and increase operational costs, arousing the interest in research to develop alternative water treatment approaches. The present study was conducted in two steps. The first step evaluated the removal of MIB and geosmin by adsorption using different types of granular activated carbon, while the second step assessed the degradation of the metabolites by microbiological activity. Firstly, granular activated carbon was analyzed for iodine number and BET surface area. Next, adsorption equilibrium time was measured for each carbon type. Then, adsorption capacity was evaluated using the Freundlich isotherm. Biological oxidation of compounds causing taste and odor included isolation, identification and biodegradation tests using bacteria that employ MIB and geosmin as the only carbon sources. Regarding adsorption capacity, wood and coconut shell carbon performed better in MIB and geosmin removal, respectively, affording removal to levels below the odor threshold concentration (10 ng/l), using 50 mg/l solutions of each carbon and exposure times of 2 h. This characterization proves the importance of choosing the most appropriate carbon to employ in water treatment. Since little is known on the bacterial community thriving in natural waters, as far as we know this is the first study to record the capacity of Gram-positive and Gramnegative bacteria to individually degrade compounds that cause taste and odor in water, in the same test solution. The removal of 90 and 96% of MIB and geosmin within 48 and 120 h of exposure, respectively, shows that these bacteria may be used in water purification strategies. The molecular identification of the bacterial isolates obtained in Lake Guaíba revealed four new genera capable to degrade MIB and geosmin: Burkholderia sp., Caulobacter sp., Klebsiella sp., and Leucobacter sp. Apart from these isolates, one Arthrobacter sp., one Sphingomonadaceae and three Enterobacteriaceae isolates were also identified. The successful isolation, maintenance of pure cultures, identification and determination of these microorganisms’ capacities to degrade MIB and geosmin in water suggests that these bacteria may be used in biological filtration processes that utilize granular activated carbon. This knowledge may be used as a new tool to remove substances that lend taste and odor to water, and is an essential aspect to guarantee quality water for human consumption.

O mexilhão dourado (Limnoperna fortunei) iniciou um processo de invasão dos ecossistemas aquáticos sul americanos após ser trazido da Ásia. Além de ser uma agressiva espécie invasora, é também um efetivo engenheiro de ecossistema, alterando tanto sua estrutura quanto a função e causando grandes impactos ecológicos e econômicos. As semelhanças existentes com o mexilhão zebra (Dreissena polymorpha), uma espécie invasora na Europa e América do Norte, fazem dos seus impactos comparáveis. Resultados obtidos em experimentos de campo e laboratório com o mexilhão zebra indicam que esta espécie exerce considerável efeito sobre a estrutura da comunidade planctônica ao filtrar grandes volumes de água, inclusive na presença de cianobactérias tóxicas. Em função da escassez de informações sobre L. fortunei, este estudo teve como objetivo avaliar a dieta e a seletividade alimentar do mexilhão dourado sobre a comunidade planctônica natural, assim como o comportamento alimentar e a sobrevivência deste bivalve na presença de cianobactéria tóxica. A primeira hipótese deste trabalho foi a de que L. fortunei utilizaria tanto fitoplâncton quanto zooplâncton como alimento e que selecionaria estes organismos baseado no tamanho e forma das partículas, de maneira que as menores e com menos projeções seriam preferidas. A segunda hipótese foi a de que o extrato bruto de uma cepa tóxica de Microcystis aeruginosa afetaria negativamente o comportamento alimentar e a sobrevivência do L. fortunei. Os resultados mostraram que o mexilhão dourado foi capaz de se alimentar tanto de fito quanto zooplâncton e que teve seletividade positiva para organismos de pequeno a moderado tamanho e limitada capacidade de escape, independente de possuir espinhos, pelo menos na escala observada. Isto indica que o tamanho e o movimento foram mais importantes do que a forma para a seletividade alimentar do mexilhão, e que a estrutura da comunidade planctônica pode sofrer alterações devido a esta pressão de predação diferenciada. No segundo experimento, os resultados demonstraram que a toxina exerceu pouco ou nenhum efeito sobre a filtração de L. fortunei, mesmo estando dissolvida na água, e que outros componentes da cianobactéria, além das microcistinas, podem exercer efeitos negativos. Além disso, a sobrevivência do mexilhão dourado na presença de cianobactérias tóxicas mostra o potencial deste bivalve como vetor de transferência de cianotoxinas para níveis tróficos superiores.
The golden mussel (Limnoperna fortunei) has invaded aquatic ecosystems in South America following it introduction from Asia. Besides being an aggressive invasive species, it is also a very effective ecosystem engineer, altering both ecosystem structure and function and causing great ecological and economic impacts. The similarities between golden mussel and zebra mussel (Dreissena polymorpha), an invasive species in Europe and North America, make their impacts comparable. Data resulting from experimental laboratory and field tests with zebra mussel indicate that this species has a strong impact on planktonic community structure by filtering large volumes of water, even in the presence of cyanobacteria toxins. Because of the scarcity of information on the L. fortunei, the aim of this study was to evaluate the diet and possible feeding selectivity of golden mussel on the natural planktonic community, as well as the feeding behavior and survival of this bivalve in the presence of toxic cyanobacteria. The first hypothesis of this study was that L. fortunei graze both on phytoplankton and zooplankton by selective filtering based on the size and shape of the particles, where the smaller and spineless types were preferred. The second hypothesis was that the crude extract of a toxic strain of the cyanobacteria Microcystis aeruginosa negatively affect feeding and survival of L. fortunei. The results showed that golden mussel fed both on phyto and zooplankton and had positive food selectivity for organisms with low to moderate size and limited escape ability, independent of spines, considering the observed scale. It indicates that the size and movement were more important than the shape for the golden mussel particle selection, and the plankton community structure would be changed due to this differential predation pressure. In the second experiment, the results have demonstrated that the toxin had no or little effect on filtration activity of L. fortunei, even when it’s dissolved in water, and other compounds of the cyanobacteria besides the microcystins may exercise negative effects. In addition, the survival of golden mussel in the presence of toxic cyanobacteria shows the potential of this invasive bivalve as a vector for the transference of cyanotoxins to higher trophic levels.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-02-11T16:24:22Z No. of bitstreams: 1 rafaelrodriguesdepaiva.pdf: 1188955 bytes, checksum: b04f0f61a4d3103570287581b800ce0b (MD5)
Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-02-26T12:03:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 rafaelrodriguesdepaiva.pdf: 1188955 bytes, checksum: b04f0f61a4d3103570287581b800ce0b (MD5)
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CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
Florações de cianobactérias podem causar efeitos negativos na qualidade da água e em comunidades biológicas. Dentre estas comunidades, copépodos calanóides possuem uma grande importância, sendo o grupo planctônico dominante em muitos ambientes de água doce. Apesar da importância destes copépodos para a dinâmica planctônica nestes sistemas, estudos sobre a interação entre estes animais e cianobactérias são ainda escassos. No presente estudo, os efeitos da cianobactéria invasiva e tóxica Cylindrospermopsis raciborskii (Woloszyńska) Seenayya et Subba Raju (1972) no copépodo calanóide tropical Notodiaptomus iheringi (Wright 1935) foram avaliados. Alimentação (taxas de remoção e seleção alimentar), sobrevivência (curvas de Kaplan-Meier, probabilidades de sobrevivência e Hazard ratio) e reprodução (% fêmeas com ovos e produção de ovos) deste copépodo foram estudadas usando dietas monoespecíficas e mistas de C. raciborskii e algas nutritivas (Chlamydomonas chlorastera ou Cryptomonas obovata). O aumento na proporção de C. raciborskii (> 50%) esteve relacionado a baixas taxas de alimentação, embora nenhuma diferença entre as taxas de remoção na cianobactéria e na alga nutritiva dentro de cada tratamento tenha sido encontrada. Efeitos negativos (25 ou 75% de C. raciborskii) ou neutros (50% de C. raciborskiii) na sobrevivência foram detectados nos tratamentos. Por outro lado, a reprodução em N. iheringi foi afetada pela presença de C. raciborskii, independente da proporção desta cianobactéria. Características da espécie C. raciborskii tais como toxicidade (e.g. saxitoxinas) e baixos valores nutricionais (e.g. ausência de PUFA) juntamente com não aclimatação prévia em N. iheringi à C. raciborskii podem explicar os diferentes resultados encontrados. Em geral, copépodos N. iheringi podem se alimentar e sobreviver em dietas com C. raciborskii. Porém, dietas de C. raciborskii não suportam a reprodução destes animais. Este é o primeiro estudo que avalia o efeito de C. raciborskii na sobrevivência e reprodução de copépodos calanóides. Os resultados deste trabalho podem contribuir para o entendimento do comportamento alimentar assim como a dinâmica populacional de copépodos calanóides na presença da cianobactéria C. raciborskii.
Cyanobacterial blooms can cause negative impacts on water quality and biological communities. Among these biological communities, calanoid copepods have a great importance, being the dominant planktonic group in many freshwater systems. Despite the importance of calanoid copepods to plankton dynamics in freshwater systems, studies on the interaction between these animals and cyanobacteria are still scarce. Here the effects of the invasive and toxic cyanobacterium Cylindrospermopsis raciborskii (Woloszyńska) Seenayya et Subba Raju (1972) on the tropical calanoid copepod Notodiaptomus iheringi (Wright 1935) were evaluated. Feeding (clearance rates and selective feeding), survival (Kaplan-Meier curves, survival probabilities and hazard ratios) and reproduction (% females with eggs and egg production) of this copepod were studied using single and mixed diets of C. raciborskii and nutritious algae (Chlamydomonas chlorastera or Cryptomonas obovata). The increase on C. raciborskii proportion (> 50%) was related to lower feeding rates although no differences between the clearance rates on the cyanobacterium and nutritious algae within each treatment were found. Negative (25 or 75% of C. raciborskii) or neutral (50% of C. raciborskiii) effects on survival were detected throughout the treatments. On the other hand, the reproduction in N. iheringi was strongly affected by the presence of C. raciborskii, independently of the proportion of this cyanobacterium. Features of the species C. raciborskii such as toxicity (e.g. saxitoxins) and low nutritional values (e.g. absence of PUFA) along with non-previous acclimation in N. iheringi to C. raciborskii might explain the different outcomes found in the present study. Overall, N. iheringi copepods can feed and survive in diets with C. raciborskii. However, C. raciborskii diets cannot support reproduction of these animals. This is the first study that evaluates the effects of C. raciborskii on survival and reproduction of calanoid copepods. The outcomes found in this work might contribute to the understanding of the feeding interactions as well as the population dynamics of calanoid copepods in the presence of the cyanobacterium C. raciborskii.