Post on 22-Aug-2020
Ecologia y ecofisiologia
de las cianobactérias
Profa.Sandra M. F. O.Azevedo
IBCCF - UFRJ
CIANOBACTÉRIAS
Organismos procariontes fotossintéticos
Organização celular e bioquímica semelhante às
bactérias Gram negativas
Responsáveis pelo início do acúmulo de
oxigênio na atmosfera terrestre
Origem no período Pré-Cambriano – 3.500
milhões de anos
Era Proteozóica (2.500 a 570Ma) Era das
Cianobactérias (Schopf e Walter, 1982)
08:13 2
Estromatólitos formados por cianobactérias
Schizothrix
Whiton & Potts, 2000
The geochemical record of atmospheric oxygen as it relates to nitrogen
fixation and the evolution of heterocystous cyanobacteria.
Tomitani A et al. PNAS 2006;103:5442-5447
©2006 by National Academy of Sciences
OCORRÊNCIA E HABITAT
Ampla distribuição : rios, mares, lagos, represas
ambientes extremos como:
1. fontes termais ( >700 C)
2. fissuras de rochas de deserto
3. ambientes hipersalinos
Preferência por águas neutro-alcalinas
Planctônicas ou Bentônicas
Podem fazer associações simbióticas com
fungos (liquens) ou plantas superiores
6 08:13
Cianobactérias em
fontes termais:
a- b c “ Hunter´s Hot
Springs” – Oregon.
74o – 54oC
•Synechococcus
•Oscillatoria
d-e-f “Yellowstone
National Park”.
92o - 50oC
• Synechococcus Whiton & Potts, 2000
OCORRÊNCIA E HABITAT
Cianobactérias em
rochas de desertos:
• a – b : deserto de
Negev
• f : deserto de Sonoran
México.
Whiton & Potts, 2000
Variações morfológicas:
Colônias
nanoplanctônicas
5 - 20µm
Aphanocapsa delicatissima
Whiton & Potts, 2000
Unicelulares
picoplanctônicas
< 5µm
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Maioria possui
múltiplas copias
do genoma
Trichodesmium
thiebautii
Lyngbya sp.
Anabaena sp.
Whiton & Potts, 2000
Células vegetativas:
diâmetro de 0,4µm a 40µm
Volume pode variar
3x 105
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Diferentes estratégias das cianobactérias:
• Formadores de florações de superfície:
• Microcystis, Anabaena, Aphanizomenon
• Águas com pouca ou nenhuma turbulência,
• Células capazes de formar aerótopos e regular sua
taxa de flutuação,
• Alta taxa de fotossíntese na superfície
Anabaena sp
Microcystis aeruginosa
2. Homogeneamente dispersas na coluna d´água
•Planktothrix ( Oscillatoria) agardhii, Limnothrix (Oscillatoria) redekei,
Synechocystis ( ?)
•Espécies sensíveis a altas intensidades luminosas,
•Não formadoras de colônias,
•Células ou filamentos bastante pequenos – pouca habilidade para
regular a flutuação.
Planktothrix (Oscillatoria)
agardhii
3. Ecoestrategistas para baixas intensidades luminosas:
• Planktothrix ( Oscillatoria) rubescens,
Cylindrospermopsis
• Populações na zona intermediaria da estratificação
térmica (metalimnio),
• São inibidas por altas intensidades luminosas,
• A maioria cresce em intensidades luminosas de
1 – 5% da radiação de superfície.
Aspecto de floração de
Planktothrix rubescens
Cylindrospermopsis
Chorus & Bartram, 1999
Espécies fixadoras de nitrogênio:
• Anabaena, Aphanizomenon, Cylindrospermopsis,
Nodularia, Nostoc
• Vantagem em ambientes com baixa disponibilidade
de nitrogênio inorgânico dissolvido,
• Precisam de alta disponibilidade de energia – baixa
intensidade luminosa por ser limitante,
• Podem formar aerótopos e colônias e manter-se na
superfície da coluna d´água.
CONDIÇÕES IDEAIS PARA A OCORRÊNCIA
DE FLORAÇÕES DE CIANOBACTÉRIAS
Vento fraco;
Temperatura da água entre 15-300 C;
pH entre 6-9;
Abundância de nutrientes (N e P).
FATORES
Fontes Pontuais
Fontes
Difusas
Seca
Controle
Fluxo e Vazão
Fontes externas
aos rios
PRINCIPAIS CAUSAS E EFEITOS
DAS FLORAÇÕES DE CIANOBACTÉRIAS
CIANOBACTÉRIAS
CAUSAS
Nutrientes (P e N:P)
Luz
( Baixa Turbidez)
Temperatura
Falta de Turbulência
Longo Tempo de
Retenção
Inoculação
Biológicas
(ex:Predação)
Químicas (ex:pH alto)
EFEITOS
Toxinas
Desoxigenação
Estética
Água de
abastecimento
Ambiente
Humanos
Animais
Domésticos
Vida Selvagem
Comunidade
aquática
(incluindo peixes)
Espumas
Odor
Gosto e Odor
Carga Orgânica
Afeta o tratamento
Química da água
Usos Múltiplos dos Recursos Hídricos
• abastecimento,
• irrigação,
• industria,
• navegação,
• recreação,
• aqüicultura
Eutrofização
Decréscimo da
qualidade da água
Aumento do Processo de Eutrofização
Aumento da ocorrência de
florações de
cianobactérias
Eutrofização e ocorrências de florações de
algas nocivas:
Foto SABESP
Represa Bilings,
Foto Ciência Hoje, 1980
Florações de
cianobactérias em
reservatórios de
abastecimento
público:
Florações de
cianobactérias em
lagoas costeiras:
Jornal O Globo 11/11/04
Floração de Microcystis Atingindo a Zona Costeira - RJ
Reservatório de Tabocas PE : 97-98-99
Efeitos da Seca – “El Ninho” Região Nordeste
Espécies de cianobactérias usualmente
encontradas em florações brasileiras
Cylindrospermopsis
raciborskii
Anabaena sp
Microcystis aeruginosa
Ocorrência de Florações de Cianobactérias
O que falta saber:
Como prever a ocorrência
Função fisiológica e ecológica das cianotoxinas
Distribuição dos genes de síntese das toxinas
entre as espécies
Regulação do conteúdo de cianotoxinas por
cada linhagem