RESUMOS – MICROBIOLOGIA MARINHA 2012

Blooms de microalgas em meios de água doce

O que são:

Os blooms ou florações de algas são fenómenos que podem ocorrer em sistemas aquáticos. No Glossário de Ecologia (1987) este fenómeno é descrito como “floração de algas, o crescimento explosivo, auto limitante, de curta duração, de microorganismos de uma ou poucas espécies, frequentemente, produzindo uma coloração visível nos corpos de águas naturais", no entanto nem todos os blooms produzem coloração nas águas.

Como ocorrem:

Os blooms de microalgas ocorrem naturalmente e dependem de determinados parâmetros presentes no habitat tais como, abundância excessiva de nutrientes e águas calmas e bem iluminadas de forma a permitir a fotossíntese, no entanto podem ser consequência de atividade antropogénica. Esta atividade pode provocar ou acelerar as florações de algas através da fertilização das águas com nutrientes, indireta ou diretamente (exemplos: fertilizantes, águas residuais, etc).

Principais microorganismos que os constituem:

As microalgas, organismos fotossintéticos, apresentam uma grande diversidade biológica, as clorofíceas, também conhecidas como algas verdes, representam a maior parte do plâncton de água doce. As cianobactérias, também conhecidas como algas azuis, são seres procariotas fotossintéticos que apresentam uma grande capacidade adaptativa podendo viver e reproduzirem-se em ambientes diferentes e extremos, sendo que o seu crescimento é mais favorável em ambientes de água doce.

Consequências:

Os blooms promovem o processo de envelhecimento natural dos lagos, podendo também aumentar a produção primária em alguns destes sistemas, no entanto nem todos os blooms são benéficos para o sistema em que ocorrem. O excesso de microalgas ou cianobactérias pode levar a condições de anóxia devido ao decréscimo de oxigénio, provocando a morte de diversos seres vivos.

Podem ainda ocorrer blooms tóxicos, químicos tóxicos são libertados das algas para a água, sendo prejudiciais para vários organismos, tal como o Homem.

Miguel Martins, nº36985; Cátia Nunes, nº38953; Silvério Torres, nº 40937

Bibliografia http://journal.ufsc.br/index.php/insula/article/viewFile/22299/20259 http://pt.wikipedia.org/wiki/Microalga http://www.brasilescola.com/biologia/algas-azuis.htm http://www.infoescola.com/biologia/divisao-cyanophyta-cianoficeas/ http://www.apagina.pt/?aba=7&cat=177&doc=12910&mid=2 http://www.waterencyclopedia.com/A-Bi/Algal-Blooms-in-Fresh-Water.html#b http://www.dep.state.fl.us/labs/biology/hab/index.htm http://eatdrinkbetter.com/2010/09/24/algal-blooms-in-freshwater-and-marine-systems/ http://www.whitehouse.gov/sites/default/files/microsites/ostp/frshh2o0708.pdf http://www.sciencedaily.com/articles/a/algal_bloom.htm http://epi.publichealth.nc.gov/oee/bluegreen.html http://www.water.nsw.gov.au/Water-Management/Water-quality/Algal-information/What-causes-algal-blooms/What-causes-algal-blooms/default.aspx http://www.ehow.com/info_8038251_algae-blooms-freshwater-tanks.html

Fonte Hidrotermal – Lucky Strike

Localização O Campo Hidrotermal Lucky Strike é um denso conjunto de fontes hidrotermais situado na posição geográfica 37º 18,5' N, 32º 16,5' W, a cerca de 1700 m de profundidade sobre a Dorsal Médio-Atlântica, a cerca de 180 milhas náuticas a sudoeste da ilha do Faial, nos Açores. Características Físico-Químicas O campo caracteriza-se pela presença de fontes hidrotermais por onde saem fluidos – água muito quente sobressaturada com sais e metais em solução, nomeadamente sulfuretos de Fe, Cu e Zn, dando uma coloração escura ao plume que sai, daí a designação de Black smoker. Este plume que é ejetado, é devido a um forte gradiente de densidade (ca. 0.3) entre a água em circulação e a água fria do mar. Ao circular através destas fissuras, a água do mar aquece até cerca de 350 °C e o seu pH baixa de 8.5 até 2-3 devido a lixiviação do magnésio, dando origem a uma complexa série de reações químicas de lixiviação e dissolução.

O sulfato (SO4

2-), quando aquecido, reage com a água formando sulfureto de hidrogénio (H2S).

Organismos O ambiente de quimismo e temperatura extremos permite o aparecimento de densas populações de mexilhões poliquetas e camarões pertencentes a espécies particularmente adaptadas para consumir as bactérias quimiossintéticas. A produção primária é assegurada por bactérias quimiossintéticas, que obtêm a energia necessária para a fixação do CO2 a partir da oxidação dos sulfuretos. Estas bactérias desempenham, neste ecossistema, um papel primordial. Invertebrados, como os mexilhões e outros bivalves, usam-nas como fonte alimentar, enquanto outras espécies estabelecem com estas bactérias relações de simbiose.

O mexilhão Athymodiolus Azoricus e a poliqueta comensal Branchipolynoe Seepensis predominam nestes locais. Projetos científicos Os exopolissacarídeos microbianos isolados de hidrotermais profundas mostram propriedades interessantes e estão atualmente em avaliação para usos terapêuticos, principalmente em áreas de regeneração de tecidos e de ossos que podem vir a beneficiar o tratamento de doenças ósseas. Estes poderão também ser usados na produção de produtos cosméticos e dermatológicos.

Filipa Vargues – n. 41709, Danny Brito – n. 40301, Jorge R. Lopes – n. 38329

Atividade microbiológica em sedimentos de sapal

Os sapais são zonas húmidas que se desenvolvem em ambientes tidais de águas calmas, onde uma variedade de plantas eurihalinas colonizam o sedimento e cujas raízes contribuem para a retenção de substratos mais finos. Das espécies vegetais características destes ambientes as pertencentes ao género Spartina são as mais abundantes, e são responsáveis pela criação de um sistema de rizomas por baixo da camada superficial do sedimento que é crucial na manutenção da estrutura do mesmo. Esta formação compacta entre sedimento e rizoma atua como um filtro natural na retenção de nutrientes, metais e agentes poluentes.

São zonas altamente produtivas, possuindo uma teia trófica complexa, o que conduz a alta atividade biológica com grandes níveis de oxidação de carbono orgânico nos primeiros centímetros da coluna sedimentar graças à intensa atividade microbiológica em consonância com o tapete vegetal.

Assim, numa camada relativamente pequena de sedimento, graças à grande deposição de matéria orgânica quer dissolvida, quer particulada, assim como à deposição de metais, cria-se uma série de camadas horizontais onde as condições mais redutoras se encontram nas camadas mais profundas do sedimento. Diferentes tipos de bactérias recorrem a diferentes vias metabólicas, numa sucessão vertical que oxida a matéria orgânica através de processos com menor rendimento energético conforme nos deslocamos em profundidade. Desde a superfície do sedimento na camada óxica com bactérias aeróbias obrigatórias, passando pelas bactérias

nitrificantes, e posteriormente pelas bactérias desnitrificantes, redutoras de sulfato, fósforo, ferro e metanogénicas, todas assumem um papel ativo nos principais ciclos biogeoquímicos.

Estudos indicam que sapais sujeitos a atividade antropogénica apresentam maior biomassa em termos microbiológicos devido ao input de mais nutrientes e detritos.

Os sapais são o exemplo perfeito de um local, onde são os microrganismos que constroem e moldam todo o ecossistema. Eles constituem importantes modelos para a investigação microbiológica e biogeoquímica básica por serem de fácil acesso, apresentarem populações de microrganismos muito diversas, de grandes dimensões e funcionalmente distintas e significativos gradientes químicos e microbianos.

No nosso país existem cerca de 49 zonas húmidas com estas características, que perfazem uma área de aproximadamente 66 000 ha. Tendo em conta o seu papel em termos de produtividade e bioremediação é importante o seu reconhecimento, proteção e recuperação.

Ana Cláudia Vilaça nº29158, Catarina Moreira nº41933, Nádia Ferreira nº42786

Microalgas e Produção de Biocombustível

Características, importância e aplicações das microalgas

As microalgas são microorganismos unicelulares com clorofila a e outros pigmentos fotossintéticos e são capazes de realizar fotossíntese oxigénica. Estes organismos têm dois tipos de estrutura celular, estrutura celular procariótica que é o caso das cianobactérias, e uma estrutura celular eucariótica como por exemplo as divisões chlorophyta e rhodophyta. As classes mais abundantes nos oceanos são a Bacillariophyceae (diatomáceas) e a Dinophyceae (dinoflagelados). Utilizam como principal fonte de carbono o CO2 e que é usado em processos de fixação. As microalgas são muito importantes uma vez que são a base das cadeias alimentares marinhas, sendo assim os principais produtores primários das mesmas.

As microalgas podem ser utilizadas com vários fins, como por exemplo a produção de biocombustível, e a produção de biomassa para uso na elaboração alimentar, obtenção de compostos naturais com valor comercial e fertilizantes agrícolas.

Vantagens da utilização de microalgas Algumas das vantagens da utilização das microalgas são, que estas têm uma grande eficiência energética, têm uma grande taxa de crescimento relativamente às plantas superiores, uma vez que numa pequena área se pode cultivar uma grande quantidade das mesmas, enquanto que para as plantas superiores é necessária uma área maior para uma menor quantidade de plantas, é possível utilizar terrenos que são impróprios para agricultura para o seu cultivo, e a obtenção de matéria-prima pode ser realizada durante todo o ano, sendo que a sua produção não tem um ciclo sazonal. Biocombustível O biocombustível é combustível de origem biológica, ou seja, não fóssil, sendo uma fonte de energia renovável. É um produto biodegradável, que exige menores desenvolvimentos tecnológicos e menos investimentos em infraestruturas actuais para a sua produção e aumenta o rendimento e a duração dos motores. Das algas ao biocombustível A partir da biomassa das microalgas produzem-se e extraem-se óleos e podemos produzir biocombustível, devido a uma série de processos envolvidos. Através da biomassa das microalgas extrai-se um óleo que através de um processo chamado transesterificação vai produzir o

biodiesel. Através da gasificação da biomassa vai-se formar um gás de síntese que através da metanação vai produzir o metano, através da fermentação produz o etanol, através da síntese catalítica produz o metanol e a partir deste composto podem-se produzir outros tais como o etileno, o ácido acético, o formaldeído, etc. Através do gás de síntese podem-se produzir ainda gasolina, querosene, diesel, nafta e cera. Através da combustão da biomassa, gaseificação ou pirólise pode-se produzir eletricidade, através da biofotólise pode-se produzir hidrogénio e através da fermentação pode-se produzir etanol. Alguns tipos de biocombustível

Existem vários tipos de biocombustíveis produzidos a partir de microalgas, tais como o biodiesel, o bioetanol, o biogás, o biometanol, o bioéter dimetilico e o biohidrogénio. Estes produtos são produzidos essencialmente a partir de biomassa e/ou fração biodegradável de resíduos e são produzidos com a finalidade de serem posteriormente utilizados como biocombustível.

Ana Luísa Santos Nº43256 & Luís Curralo Nº 42568

Fixação do azoto no mar vs. ambientes dulçaquícolas

O fitoplâncton usa a luz solar para crescer- é o equivalente oceânico das plantas terrestres. Mas, não pode ser visto a olho nu. Apesar disto ainda têm o desafio de ter que encontrar nutrientes- o azoto é o mais importante.

A atmosfera é composta em grande parte pelo azoto em forma de N2, que é difícil de usar- é preferível ter N03 (nitrato) ou NH4 (amónia). A esta passagem de N2 para NH4 (a forma mais preferida) chama-se fixação do azoto.

Duas importantes diferenças entre os ambientes marinhos e dulçaquícolas são: os factores físicos (ex.: turbulência) e biogeoquímicos (ex.: concentração de minerais).

A enzima nitrogenase fixa o azoto. Se há muito N03 ou NH4, é suprimida a sua formação. Geralmente, os oceanos são mais pobres, portanto a fixação de azoto poderá ocorrer mais frequentemente nestes ambientes.

Outros factos a ter em conta:

Há um rácio óptimo de Azoto para Fósforo, de 16:1 moles. Quando é usada uma mole de Fósforo, o Azoto é usado em 16 moles. Se o Fósforo aumenta (por exemplo devido á eutrofização, em qualquer ambiente), pode haver com o decorrer do tempo uma falta de Azoto fixado, pelo que as cianobactérias podem atingir um bloom, visto que têm a vantagem sobre outros organismos que não conseguem fixar o este gás.

Onde ocorrerá a fixação de azoto mais eficientemente?

Há certas "ferramentas" que ajudam na fixação do azoto, que são o Molibdénio (MO) e o Ferro (FE), mais disponíveis em geral em ambientes dulçaquícolas. A falta destes MO e FE pode limitar a fixação de azoto- logo, é mais eficiente nos ambientes dulçaquícolas.

Os factores físicos também são importantes

Turbulência

A nitrogenase é sensível ao oxigénio. Portanto, a fixação do azoto ocorre em compartimentos fechados, dentro da célula. Ambientes calmos ajudam a formar estas zonas anóxicas. Outro benefício de ambientes calmos é que mais luz penetra, e estas microalgas podem ter elevados requisitos de luz. Os rios por vezes podem ser turbulentos, no entanto, as cianobactérias em

ambientes dulçaquícolas são, relativamente, mais resistentes a estas condições do que as que habitam ambientes salobros.

O que ainda há por desvendar:

Os factores ecológicos são ainda pouco compreendidos e estudados. Por exemplo, peixes que predam bactérias que podem causar competição às bactérias fixadoras de N2.

Também ainda não se relacionaram bem os factores físicos e biogeoquímicos. Por exemplo, se há muito oxigénio, isto pode inibir a nitrogenase, mas e se há muita luz ao mesmo tempo, o que será mais importante?

Bibliografia :

http://www.aslo.org/lo/toc/vol_33/issue_4pt2/0688.pdf - artigo talvez mais informativo http://www.soes.soton.ac.uk/staff/tt/nf/structure/intro.htm http://www.tu.org/conservation/eastern-conservation/brook-trout/education/nutrients-in-aquatic-systems

Oscar Divic nº 426113, Joanna Gonçalves nº 42348, Filipe Silva nº 41971

Fixação de azoto no mar Vs. Ambientes dulciaquicolas O Azoto é o quinto elemento mais abundante no nosso planeta, este encontra-se na atmosfera na forma molecular de N2. O azoto é passível de se encontrar em quatro formas distintas, das quais três em forma dissolvida (molecular, orgânica e inorgânica) e em forma particulada.

A fixação de azoto é um processo biológico ou não biológico que tem como função manter as várias formas azotadas em diferentes ambientes. Estes processos biológicos são realizados por animais e plantas, enquanto, os processos não biológicos dão-se por causas antropogénicas.

A fixação de azoto no mar é feita predominantemente por organismo fixadores de azoto molecular, como é o caso das cianobactérias, que fixam o azoto molecular proveniente da atmosfera. Estas cianobactérias são muito importantes em ambientes afastados da costa onde a disponibilidade de nutrientes, principalmente Azoto é muito baixa. A fixação de Azoto no mar não se dá apenas através de organismos fixadores, mas também se dá por in put de água doce proveniente de rios, e águas de escorrência ricas em várias formas azotadas. Nos ambientes marinhos o ciclo do Azoto é também muito controlado por reações redox, tais como a amonificação, desnitrificação, nitrificação e remineralização.

A fixação de azoto nos ambientes dulciaquicolas é maioritariamente não biológica, podendo dizer-se que esta fixação é feita em dois passos. O primeiro passo é a introdução de várias formas azotadas, tais como fertilizantes agrícolas, produtos resultantes da queima de combustíveis fósseis, fossas sépticas, entre outras formas azotadas, nos solos. O segundo passo é a lixiviação destas formas azotadas para os lençóis de água subterrânea e rios, isto é, estes nutrientes azotados encontrados na forma sólida no sedimento vão ser dissolvidos e arrastados pela água até às grandes massas de água. Este processo de lixiviação é a principal forma de fixar o Azoto nos ambientes dulciaquicolas. Posteriormente estas formas azotadas fixadas nos ambientes dulciaquicolas vão ser transportadas para o mar onde também se vão fixar.

Conclui-se deste modo que o Azoto é um elemento muito importante para a vida nos meios aquáticos, mas o seu excesso é muito prejudicial á vida, podendo causar acidificação dos solos, eutrofização dos meios aquáticos, destruição da camada de ozono, entre outros problemas ambientais. Apesar do Azoto ser muito importante e ao mesmo tempo muito prejudicial, a sua quantidade é extremamente difícil de ser calculada, pois as suas fontes são amplamente difusas.

Ana Ferreira nº38976 & Daniel Matias nº40612

Importância das Archaea no mar

Archea é um domínio de seres vivos bastante próximo dos eucaria, porém autores

afirmavam que os arqueas era o domínio mais antigo. O que se vem provar o contrário. Estudos

de Carl Woese (1970), com base na genética, vêm a demonstrar que o domínio dos seres vivos

mais antigo são as bactérias, as quais se seguem as arqueobacterias, dados baseados na datação

de lípidos exclusivos dos arquea. Este grupo de organismos evoluiu a partir de uma bacteria,

adquirindo algumas características dos eucariotas. Manifestam características como a

estruturação diferente de algumas moléculas (elementos integrantes tanto da membrana

plasmática quanto da parede celular, propondo como exemplo os ácidos nucleicos - RNA

ribossómico -, processos de transcrição do DNA e da síntese proteica).

Trata-se de organismos procariotas, geralmente quimiotróficos, adaptados a ambientes

inóspitos (extermófilos), zonas de condições ambientais extremas e de reduzidas formas de vida,

com elevada taxa de salinidade, ambientes ricos em metano e gás sulfúrico, elevada temperatura

ou pH. A maioria não apresenta parede celular, mas o flagelo está presente, apesar da sua

composição e desenvolvimento diferir em relação ao dos outros tipos de bactérias.

Os arqueas são adaptados a locais como fontes hidrotermais, lagos ou mares muito

salinas, pântanos, entre outros. Porém, mesmo frente à resistência evolutiva, também podem

habitar locais amenos, como por exemplo, o aparelho digestivo de certos animais.

Para que se possa estudar este grupo de bactérias, é preciso conhecê-las mais

detalhadamente. Para isso, o reino Archaea foi dividido em quatro filos: Korarchaeota,

Crenarchaeota, Euryarchaeota e Nanoarchaeota. As próprias Arqueobactérias foram classificadas

de acordo com o seu metabolismo (metanogénicas), temperatura (termófilas) e salinidade no

meio (halófitas). Em relação às metanogénicas, são bactérias anaerobicas que utilizam o

hidrogénio como co-factor de reações. Estas utilizam elementos químicos hidrogénicos para a

produção de metano a partir de gás carbonico. As termófilas, são capazes de sobreviver a

temperaturas altíssimas (atingindo cerca de 100ºC) e acidez muito baixa, representado o

ambiente aquático junto à crosta oceânica ou até dentro de fendas vulcânicas. Realizam a

quimiossíntese e sintetizam a matéria orgânica para obter energia, através de ácidos sulfídricos.

Finalizando, as halófitas, são arqueobactérias primitivas que vivem em locais com elevadas

concentrações salinas, em que o meio, neste caso, ambiente aquático, é extremamente

hipertônico, tomando como exemplo o Mar Morto. Este tipo tem ainda a têm a capacidade de

produzir energia a partir da luz, através de uma estrutura celular – bacteriorrodopsina. No

entanto, existem também as espécies mais profundas que vivem em fumarolas e são responsáveis

pela vida daqueles habitats, podendo ser comparadas às plantas, como base da vida e,

geralmente, são metalogénicas.

Estes organismos procariotas desempenham um importante papel no ciclo de carbono

oceânico, pois são bactérias cujo crescimento no oceano escuro é extremamente activo. Este

papel é possível graças à capacidade dos Archaea para se encarregarem do carbono inorgânico

existente, que é usado como determinante para a produção de células deste mesmo grupo. A

comparação dessa produção deve-se principalmente à incorporação de leucina.

A omnipresença dos Archaea, é proveniente de uma reação, designada reação em cadeia

da polimerase, e visa revelar a existência de seres procariotas em amostras de água ou do solo, a

partir somente de ácidos nucleicos, presentes nestes mesmos organismos. O processo de deteção

e identificação de organismos que não podem ser cultivados no laboratório é, na maior parte das

vezes, muito difícil de se realizar.

Para os microbiologistas este grupo é, além de grande, muito diverso fazendo com que a

sua distribuição seja considerável, ampla e insigne na natureza, especialmente em habitats não

tão supremos, como é o caso dos solos e dos oceanos.

Sofia Silva nº 42557 & Maria Branco nº 42824

Microparasitas Marinhos

Os parasitas habitam no hospedeiro sem prejudicar as suas funções vitais. Alguns levam à morte do organismo, e neste caso, o parasita morre com o hospedeiro (beneficio unilateral). Podem-se classificar em relação: ao tamanho - microparasitas (protozoários, bactérias, fungos e vírus) e macroparasitas (vermes intestinais, piolhos, carrapatos….); à localização - ectoparasitas (externos) e endoparasitas (internos); à necessidade do parasitismo - obrigatórios e facultativos; ao tempo de permanência no hospedeiro - temporários (só para alimentação), provisórios (apenas uma fase ciclo de vida), permanentes (toda a vida); ao grau - hemiparasitas, holoparasitas (seiva elaborada) e hiperparasitas (parasitas de parasitas – bacteriófagos, vírus que parasitam bactérias); à sua evolução - monogenéticos (passam toda a vida no mesmo hospedeiro) e digenéticos (evoluem no hospedeiro intermediário e adultos no hospedeiro definitivo). Estas relações ajudam a controlar o tamanho das populações, o equilíbrio ecológico e eliminam os organismos fracos e doentes.

Existem vários tipos de Hospedeiros: hospedeiro definitivo, ser vivo que é imprescindível para o parasita, principalmente na sua fase adulta; hospedeiro intermediário, hospedeiro igualmente imprescindível no ciclo de vida do parasita, uma ou todas as fases larvais ou juvenis; e hospedeiro paratênico, serve de refúgio temporário e de veículo para aceder ao hospedeiro definitivo. O parasita não evolui e não é imprescindível para completar o ciclo vital, geralmente aumenta as possibilidades de sobrevivência e transmissão.

Os microparasitas marinhos são vírus, bactérias, fungos e protozoários, que podem causar doença, o que representa a forma extrema de parasitismo. Factores ambientais como radiação, luz solar, temperatura, humidade, ph, vento, água e substrato podem influenciar o desenvolvimento e prevalência dos parasitas. A transmissão dá-se através da infecção directa das brânquias a partir de esporos presentes na água ou ingestão de carcaças infectadas. Os microparasitas infectantes da fauna aquática, principalmente os que ocorrem em espécies com interesse económico (sardinha, amêijoa, ostra, polvo) têm constituído o objecto de estudo. Estes microparasitas acumulam ou libertam toxinas que exercem efeitos tóxicos quando os hospedeiros infectados são consumidos. As principais espécies de microparasitas que afectam o peixe comercial pertencem à família Myxosporea e são: Myxobollus unicapsulatus; Henneguya sp e Kudoa spp.

O impacto socioeconómico, sanitário e ecológico dos parasitas é verificado através da redução do tamanho do animal com a diminuição da conversão alimentar, “castração” parasitária e consequente diminuição dos “stocks” pesqueiros e diminuição de vendas. Os parasitas de peixes possuem uma distribuição mundial, afectando todas as espécies, de águas tropicais e polares, em qualquer que seja o habitat do hospedeiro e o nicho ecológico. A realização de estudos que caracterizem o perfil parasitológico dessas espécies de peixe é extremamente importante, a fim de veneficiar e controlar a disseminação de parasitas que geram desequilíbrio nos ecossistemas.

Rafaela Vicente nº38937 & Rita Barros nº40092

IMPACTE E BIODEGRADAÇÃO DE DERRAMES DE CRUDE NO MAR

I. INTRODUÇÃO Sendo o petróleo uma das principais fontes de energia do planeta, foi necessária a

formação de uma complexa rede de extracção e distribuição de petróleo. Como tal, os acidentes e outros factores antropogénicos começaram a ser mais frequentes. Estes causam diversos tipos de impactos ao meio ambiente, especificamente ao meio marinho.

II. CRUDE O petróleo extraído dos poços designa-se por crude e é composto por uma mistura de

hidrocarbonetos e por uma parte não hidrocarbonetada. A sua composição varia consoante o poço de onde foi extraído. Antes de poder ser utilizado, o crude precisa de ser refinado e a refinação consiste numa destilação fraccionada, que origina vários produtos, como a gasolina ou o fuel óleo.

O crude e os compostos resultantes da refinação são transportados essencialmente por mar, em navios construídos para esse efeito, os petroleiros.

III. DERRAMES

Os derrames consistem numa enorme mancha de crude que cobre uma determinada superfície aquática. Estes podem ocorrer durante as fases de exploração, produção, refinação e distribuição.

Na fase de distribuição ocorrem sobretudo devido a acidentes com petroleiros e lavagens de tanques, mas também podem ser descargas feitas por refinarias e outra indústrias.

Os derrames de óleo no mar são fontes de constante preocupação. As chamadas "marés negras" resultam em verdadeiras catástrofes ambientais, com incalculáveis danos ao meio ambiente e a todos os seres, e alguns desses danos podem ser irreparáveis.

Actividades off-shore também representam grandes riscos de poluição por derrames nas fases de perfuração e produção.

IV. IMPACTOS

Os impactos ambientais dependem de vários factores, como: Propriedades do óleo; Sensilibidade da área; Condições climáticas; Áreas afectadas:

Costeiras – maior impacto Profundas – menor impacto

a. IMPACTOS NOS ECOSSISTEMAS Os impactos nos ecossistemas podem provocar a alteração do pH, a diminuição do oxigénio

dissolvido, bem como a redução do alimento disponível. De um modo geral, os ecossistemas são sempre afectados, em maior ou menor grau,

conforme a gravidade e as consequências, sendo que estas atingem sempre maior relevância em ecossistemas fragilizados, ou quando as medidas de combate do derrame se revelam insuficientes.

b. IMPACTOS NA VIDA MARINHA Os derrames de crude podem causar diversos tipos de impactos ao meio ambiente, e mais

especificamente ao ambiente marinho, destruindo habitats de espécies e causando declínio nas suas populações. Podem atingir um grande leque de espécies, tais como aves, peixes, mamíferos, mexilhões e outros moluscos.

Pode dar-se a contaminação física ou química das espécies, morte por asfixia, perda da função termorreguladora, assim como perturbações na locomoção e diminuição da assimilação de nutrientes.

V. PROCESSOS DE REMOÇÃO NATURAIS

Existe uma série de transformações devido a processos mecânicos, químicos e biológicos de modo a provocar a desintegração e decomposição do crude, sendo que o vento e a ondulação tendem a quebrar a sua continuidade, alterando significativamente as suas propriedades, e consequentemente, o seu comportamento e toxicidade.

A remoção é influenciada pelas condições climáticas e oceânicas, assim como por outros processos como evaporação, dissolução, entre outros, e depende do tipo de óleo derramado.

a. EVAPORAÇÃO Quando o óleo é derramado, os componentes que possuem ponto de ebulição, são

rapidamente volatilizados, reduzindo o volume e a massa da mancha que permanece na água.

b. DISPERSÃO Quando o mar está agitado, a mancha é quebrada produzindo gotas de óleo de diversos

tamanhos. c. EMULSIFICAÇÃO Processo em que o óleo tende a absorver a água, formando emulsões de água no óleo,

favorecido pelas condições de mar moderadas. d. DISSOLUÇÃO A dissolução é o processo através do qual os hidrocarbonetos solúveis se fragmentam em

partículas pequenas, misturando-se com a água e originando uma massa líquida homogénea. e. SEDIMENTAÇÃO Quando o petróleo adere a partículas em suspensão ou matéria orgânica presentes na

coluna de água, sedimenta.

f. DEGRADAÇÃO A degradação do petróleo pode ocorrer como resultado da luz solar - oxidação fotoquímica, ou através de acção biológica - biodegradação.

A biodegradação dá-se devido à capacidade de certos microrganismos utilizarem hidrocarbonetos como fonte de carbono. Esta utilização é dependente da natureza química dos compostos existentes na mistura do petróleo e das condições ambientais, tais como disponibilidade de oxigénio e nutrientes (azoto e fosforo) e temperatura.

Figura 1 – Processo de Remoção Naturais

É considerado um mecanismo primário devido à utilização de microrganismos como bactérias e fungos, presentes no meio.

Os géneros mais importantes de bactérias, tanto de ambiente terrestre como marinho são: Achromobacter, Acinetobacter, Alcaligenes, Arthrobacter, Bacillus, Flavobacterium, Nocardia e Pseudomonas ssp. Quanto aos fungos, os géneros Aureobasidium, Candida, Rhodotorula e Sporobolomyces ssp. são os mais comuns do ambiente marinho e Trichoderma e Mortierella ssp, os mais comuns do meio terrestre.

A utilização dos hidrocarbonetos pelas bactérias constitui um processo em que esses compostos são lentamente oxidados por reações padronizadas e catalisados por enzimas.

Os microrganismos alimentam-se, também, de micronutrientes como enxofre, ferro, magnésio, cálcio e sódio.

VI. PROCESSOS DE REMOÇÃO ANTROPOGÉNICOS

a. DISPERSANTES QUÍMICOS/DETERGENTES Grupo de produtos químicos que são pulverizados nas manchas de óleo e aceleram o

processo de dispersão natural. Pode ser feita através de navio, avião ou helicóptero.

b. QUEIMA IN-SITU Processo de combustão da mancha de óleo no mar, próximo ou mesmo no local do

derrame. Esta técnica pode ser vista como uma forma simples de remover quantidades significativas de óleo da superfície.

c. ABSORVENTES Utiliza-se para limpeza ou remoção de óleo em terra ou água. Existe na forma granulada

ou envolvidos em tecidos porosos formando "rolos" ou "almofadas", sendo aplicados diretamente sobre o óleo.

d. REMOÇÃO MANUAL É utilizado em ambientes rochosos, praias e principalmente em locais restritos como

junções de rochas, fendas e poças de maré. O óleo é retirado manualmente através de utensílios como pás, baldes, latas, carrinhos de

mão, etc. não causando nenhum dano adicional ao ambiente afectado pelo derrame.

e. BIORREMEDIAÇÃO A biorremediação é o termo utilizado para descrever um número de processos que

podem acelerar a biodegradação natural. Esta divide-se em bio-estimulação que consiste na aplicação de nutrientes, optimizando os níveis de carbono, azoto e fósforo, com o objetivo de acelerar a taxa de degradação pelas comunidades de micróbios; e a bio-ampliação, por sua vez, é a adição de microrganismos capazes de degradar o óleo.

f. BARREIRAS DE CONTENÇÃO E SKIMMERS As barreiras de contenção possuem a finalidade de conter derrames de petróleo e

derivados, concentrando, bloqueando ou direccionando a mancha de óleo para locais menos vulneráveis ou mais favoráveis á sua recolha. Os "skimmers", são dispositivos de sucção que flutuam e retiram o óleo da superfície da água.

VII. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS http://www.greenpeace.org.br Dispersantes químicos – Disponível em http://www.offshore-environment.com http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAa-4AB/bacterias-oxidantes-hidrocarbonetos http://www.prh27.log.furg.br/site/wp-content/files_mf/1306433385DouglasBento.pdf http://campus.fct.unl.pt/afr/ipa_9899/grupo0011_natureza/mnegras.htm

CATARINA GONÇALVES Nº 41872 & LEILA PEREIRA Nº 41995

Importância das Cianobactérias no Oceano

As cianobactérias são organismos procariotas e podem viver em diversos ambientes e condições

extremas, existem sob a forma de picofitoplâncton e na forma filamentosa.

Realizam fotossíntese oxigénica (possuem clorofila a) e são bem adaptadas a ambientes com

recursos reduzidos. Têm a capacidade de alterar a composição pigmentar (em resposta a

diferentes radiações) e de regular a flutuabilidade das células. Estas são algumas das

características que permitem o sucesso das cianobactérias.

No oceano são extremamente importantes pois devido às características anteriormente descritas

são os principais produtores primários. Simultaneamente produzem oxigénio, que permitiu o

desenvolvimento de organismos aeróbios, e fixam N2 (que é inerte a outros organismos) em

formas de azoto inorgânico que é assimilável por estes.

O aparecimento das cianobactérias permitiu a explosão e diversidade de vida que hoje existe.

Ana Luísa Martins nº 41934, Cristiana Antunes nº 41432, Marlene Duarte nº 43005

Microrganismos Extremófilos das Fissuras Hidrotermais

As fissuras hidrotermais são fendas na superfície terrestre produzidas quando as placas tectónicas se movimentam entre si. São destas fissuras que surgem nascentes ou fontes quentes e tóxicas, resultantes da circulação de água pelas rochas da crosta oceânica. Em Portugal existem alguns exemplos de fissuras hidrotermais, atualmente alvos de estudo. São elas Lucky Strike, Rainbow e Saldanha, todas situadas ao largo dos Açores. As fontes hidrotermais podem ser divididas em três grupos:

Chaminés Negras: Com temperaturas acima dos 350 °C e constituídas essencialmente por compostos ferrosos e sulfurosos;

Chaminés brancas: Com temperaturas entre os 100 e os 350 °C e constituídas essencialmente por bário, cálcio e silício.

Chaminés Cinzentas: Com temperaturas abaixo dos 100 °C Estes ambientes caracterizam-se por se encontrarem a elevadas profundidades, temperaturas extremas, altas pressões, valores de pH muito baixos e por serem ricas em compostos minerais e em organismos que não dependem da luz para sobreviverem, como as bactérias quimioautotróficas. Apesar de todas estas características extremas, a biomassa das fissuras hidrotermais pode ser 500 a 1000 vezes maior do que os locais ao seu redor. Devido a estas condições extremas, os organismos que habitam nestes locais são designados por organismos extremófilos, ou seja, organismos que têm capacidade de proliferar em ambientes inóspitos, que são letais à maior parte dos seres vivos. As bactérias quimioautotróficas, a cima referidas, são extremamente importantes nestes ambientes, uma vez que utilizam outras fontes de energia, que não a luz, para fixar matéria

orgânica. Através da quimiossíntese, produzem compostos orgânicos e obtém energia a partir da oxidação dos compostos minerais (sulfureto de hidrogénio, e outras substâncias redutoras) libertados pelas chaminés. Os microrganismos quimiossintetisantes das fissuras hidrotermais são a base da rede alimentar destes ambientes e para além disto, formam também relações simbióticas com inúmeros animais, vivendo dentro dos tecidos e servindo como suplemento alimentar aos mesmos.

Esquema 1 - Quimiossíntese bacteriológica em comunidades hidrotermais Como podemos ver no esquema supra indicado, as bactérias sulfurosas reduzem o sulfureto de hidrogénio a sulfato, e desta reação elas obtêm energia, o que lhes vai permitir produzir matéria orgânica particulada (MOP), através do dióxido de carbono (). Esta mesma MOP é também libertada pelos organismos heterotróficos e consumida pelos mesmos. Estes por sua vez também se alimentam de bactérias sulfurosas e libertam Os microrganismos extremófilos das fissuras hidrotermais, podem dividir-se em dois grandes grupos:

Eubactérias

Arquioaebactérias Dentro dos Eubactéria podemos encontrar os que reduzem sulfato (Thioreductor, Nautilia), os que oxidam sulfato (Sulfurimonas, Sulfurovum), os que reduzem nitrato (Nitratiruptor), os que oxidam hidrogénio (Caminibacter, Hydrogenimonas), e ainda os que oxidam ferro (Mariprofundus ferrooxydans). No grupo dos Arqueobactéria podemos encontrar os que produzem metano (Methanococcus, Methanopyrus), os que reduzem sulfato (Archaeoglobus) e ainda os que podem ser autotróficos facultativos ou heterotróficos (Pyrococcus, Thermococcus, Desulfurococcus). Em suma, podemos afirmar que os microrganismos extremófilos das fissuras hidrotermais têm uma enorme importância, quer para os ambientes onde vivem quer para o ser humano sendo actualmente utilizados para estudar as fissuras hidrotermais, como fonte de biocatalizadores industriais, produtos farmacêuticos e bioquímicos e ainda antibióticos.

Branco, A., nº 43129, Camarão, B., nº 41904, Galego, S., nº 41563

Exemplos de endossimbiose com microrganismos marinhas

Bactérias & Metano

Metano:

O metano é um composto químico com fórmula molecular CH4, é um dos principais gases causadores do efeito de estufa, 25 vezes mais importante que o CO2. O seu aumento tem sido significativo ao longo dos anos.

Existe quantidades consideráveis de carbono orgânico e particulado em águas marinhas. Todo esse carbono é continuamente reciclado dentro da cadeia planctónica (fitoplâncton, zooplâncton) e também envolvendo o nécton que o devolve ao compartimento inorgânico através respiração.

Ciclo do Metano:

O gás metano na natureza provém da degradação de material orgânico por bactérias em meios anaeróbicos, tais como sedimentos aquáticos, trato gastrointestinal de alguns animais e nos esgotos. Resulta ainda da queima de biomassas. Vários fatores químicos e biológicos influenciam a produção de metano em variados locais, destacando-se a temperatura, o pH e a disponibilidade de alimento.

Fullana, Javier nº 45313,

Nates, Amparo nº 46021

Rodrigo, Eva nº 44227

Ciclo redox do carbono:

No Ciclo redox do carbono as setas amarelas indicam as oxidações e as setas vermelhas indicam as reduções. Em condições anóxicas, além dos homoacetogênicos e metanogénicos, determinadas bactérias redutoras de sulfato e redutoras de nitrato também são autotróficas. Os metanogénicos produzem metano, enquanto os metanotróficos o consomem.

O carbono fixado fotossinteticamente é eventualmente degradado pelos microrganismos e resulta em dois principais estados de oxidação: metano (CH4) e dióxido de carbono (CO2). Esses dois produtos gasosos são formados a partir de atividades das metanogénicas (CH4). Em habitats anóxicos o CH4 é produzido tanto pela redução do CO2 utilizando H2, como a partir de determinados compostos orgânicos como por exemplo o acetato. O metano produzido em habitats anóxicos é altamente insolúvel, sendo, portanto, facilmente transportado aos ambientes óxidos, onde é oxidado a C2 pelas metanotróficas. Assim, todo carbono orgânico eventualmente retorna à forma de CO2, a partir do qual o metabolismo autotrófico reinicia o ciclo do carbono. O equilíbrio entre as porções oxidativas e redutivas do ciclo do carbono é crítico, os produtos do metabolismo de alguns organismos correspondem aos substratos de outros.

Bactérias Metanogénicas:

O metano tem como fonte geradora processos naturais ou antrópicos. Este também é produzido em ambientes anóxicos (ex.: solos submersos), pelas bactérias metanogénicas durante a digestão anaeróbia da matéria orgânica.

Forma: Bastonetes, cocos, micrococos;

Mobilidade: Imóveis;

Gram negativas;

Esporulantes;

Respiração: Anaeróbias obrigatórias;

Bactérias Metanotróficas:

O Metano é eliminado no solo pela oxidação biológica que ocorre na zona aeróbia dos solos não submersos pela ação das bactérias metanotróficas.

O metano é consumido pelas bactérias metanotróficas que o convertem em água, dióxido de carbono e biomassa:

CH4 + 2O2 ⇒ CO2 + 2H2 O

As bactérias metanotróficas constituem um grupo único de microrganismos, fisiologicamente distinto pela sua habilidade em usar o metano como única fonte de carbono e energia.

Podem ser encontradas em ambientes como: solos, sedimentos, aterros, águas subterrâneas, oceanos, Antártica, entre outros.

Todas as bactérias metanotróficas necessitam de O2 como reagente inicial na oxidação do metano, por isso, todas elas são aeróbias obrigatórias.

Gram negativas;

Curiosidades:

Um grupo de cientistas descobriu na Nova Zelândia, numa zona de baixa atividade vulcânica e ambientes extremamente ácidos (pH entre 2,0 – 2,5) uma nova espécie de bactérias que cresce num ambiente de condições extremas e que tem a capacidade de utilizar o gás metano no seu metabolismo.

A capacidade desta bactéria de consumir metano tem desenvolvido vários estudos no sentido de remediar o impacto que este gás tem na atmosfera, o que ajuda combater as mudanças climáticas que vêm ocorrendo no nosso planeta.

Ana Paula Antunes nº 43193 & Cátia Correia nº 42989

‘Blooms’ de micro-algas tóxicas na zona costeira

Blooms de micro algas tóxicas – O que são?

Os blooms de micro algas tóxicos caracterizam-se por um súbito aumento de populações de microalgas sempre que se proporcionem as condições adequadas para o seu crescimento. Numa situação em que haja excesso de nutrientes e uma temperatura favorável, estes organismos podem multiplicar-se rapidamente formando o que se costuma designar por bloom. Esta fenómeno pode ocorrer por fenómenos naturais, como no caso de um afloramento costeiro intenso, mas pode também dever-se a uma situação de poluição causada pela descarga em excesso de nutrientes na água, ocorrendo neste caso o fenómeno de eutrofização. Nos florescimentos naturais, a florescência do fitoplâncton termina quando os nutrientes se esgotam ou a temperatura se afasta dos níveis ótimos.

São acontecimentos que ocorrem a nível mundial, sendo comuns em algumas áreas onde ocorrem sazonalmente. Estes surtos têm consequências ao nível da saúde humana, nos recursos e ecossistemas marinhos. As cianobactérias – responsáveis pelos episódios de HAB’s mais tóxicos – os dinoflagelados e as diatomáceas são os principais grupos associados a estas mudanças bruscas e passageiras no ecossistema. Dentro destes, um pequeno número de especies produz potentes neurotoxinas que podem ser transferidas ao longo da rede trófica onde podem afectar ou mesmo

destruir formas de vida como zooplankton, marisco, peixes, aves e até mesmo humanos que se alimentam destes quer directa quer indirectamente. As biotoxinas, produzidas pelo fitoplancton geralmente durante os blooms toxicos, são das mais potentes toxinas conhecidas no mundo e são extremamente perigosas. Os efeitos destas espécies de fitoplâncton causadoras de HAB´s variam dramaticamente, enquanto algumas espécies são toxicas apenas em concentrações altas, outras conseguem ser prejudiciais mesmo a baixas concentrações (apenas algumas células por litro)

Tendo em conta os efeitos que causam, as intoxicações costumam classificar-se em: PSP (paralytic shellfish poisoning), quando provocam paralisia, como ocorre com os

blooms de dinoflagelados Gymnodinium catenatum; DSP (diarrhetic shellfish poisoning) quando provocam intoxicações diarreicas, como

acontece nos blooms de espécies do género Dinophysis tais como D. acuta e D.acuminata; ASP (amnesic shellfish poisoning) provocam amnesia, este sintoma está geralmente

associado a intoxicações por blooms de diatomáceas como as da espécie Pseudonitzschia australis;

NSP (Neurotoxic Shellfish Poisoning), são intoxicações caracterizadas pelo aparecimento de sintomas como vómitos, náuseas e problemas neurológicos que influenciam a fala fazendo com que as palavras sejam arrastadas. A espécie Karenia brevis causa este tipo de sintomas.

Causas e Impacto nas Zonas Costeiras Um dos grandes problemas das regiões costeiras, a nível global, é o aumento da frequência das HAB’s. Por todo o mundo, os ambientes costeiros têm vindo a sofrer uma variedade de problemas ambientais provocados pela elevada concentração destas microalgas, tais como: perda da qualidade de uso de águas de recreio costeira, morte de mamíferos marinhos, marés vermelhas (alteração da cor da água do mar), mortalidade de peixes e surtos de intoxicações por marisco. Os recursos antropogénicos de nutrientes, que incluem fertilizantes, combustão de combustíveis fósseis, descargas de lixo humano e as consequências da produção animal, favorecem os meios para o aumento da concentração de fitoplâncton. Aumento da frequência de blooms com a eutrofização Embora existam dinoflagelados que, aparentemente, não são influenciados pelo aumento de nutrientes nas zonas costeiras, existem blooms de outras micro algas que são estimuladas pela eutrofização proveniente dos resíduos domésticos, industriais e agrícolas. O aumento da frequência de blooms é causado pela drenagem das águas dos rios para as zonas costeiras. Estas águas podem ser ricas em azoto e fósforo (se a sua fonte for em solos agrícolas onde foram utilizados fertilizantes, estimulando assim o aumento dos blooms das diatomáceas), ácidos húmicos e fúlvicos (se a sua fonte for em zonas florestais estimulando assim o aumento de blooms de dinoflagelados).

Os escoamentos agrícolas ricos em fósforo também influenciam o aumento dos blooms de cianobactérias. Infelizmente, devido à complexidade de espécies individuais e pelo facto de que espécies idênticas poderem ter comportamentos diferentes de região para região, ou pelas condições ambientais, permanecem mais questões que respostas. A pesquisa em torno dos HAB´s é focada na fisiologia e comportamento de cada espécie causadora de blooms toxicos e as suas toxinas, as causa dos HAB´s e o aperfeiçoamento de técnicas e métodos de previsão e deteção de blooms de microalgas tóxicos.

Alexandra Pires nº 38947, João Duarte nº 41473, Simão Santos nº 41777

Microbiologia do gelo

O ambiente mais extremo onde existe vida é o gelo, que pode variar em temperatura desde os 0º C e os – 35º C, também existem grandes variações de salinidade e intensidade luminosa. Os organismos existentes no gelo vão desde os vírus aos invertebrados e estes podem sobreviver e proliferar em condições extremas de temperatura, salinidade e luz. Estes seres vivos também têm capacidade de transitar da água em estado líquido para uma matriz semi-sólida como o gelo. Os mecanismos que permitem esta adaptabilidade e a capacidade rápida de resposta às mudanças de luz, Ph, salinidade, temperatura, concentração de nutrientes e fluxos de gases, ainda não são bem compreendidos. Vírus Os vírus ocorrem em maior abundância onde existe maior quantidade de bactérias activas, o número de vírus diminui com a idade do gelo, ou pela imunidade desenvolvida pelas bactérias ou por se encontrarem em fase lítica. Bactérias heterotróficas As bactérias heterotróficas são o grupo mais abundante. Algumas comunidades são mais ativas no gelo do que na coluna de água isto pode dever-se às altas concentrações de comunidades biológicas em espaços reduzidos e às altas concentrações de MOD (matéria orgânica dissolvida). A MOD é degradada por exo enzimas e pode acumular-se se as bactérias não forem capazes de utilizar o substrato disponível, por limitação de outros nutrientes ou baixa afinidade devido à baixa temperatura. As bactérias conseguem produzir proteínas anti - congelantes tal como as diatomáceas. Eucariotas Os protistas eucariotas encontrados no gelo podem ser dinoflagelados, crisófitas, ciliados, foraminíferos, cocolitoforideos e clorofitas entre outros, mas as diatomáceas são as mais abundantes e mais estudadas mas não em todos os nichos. Estas dominam nas camadas inferiores enquanto que os flagelados são uma grande parte da biomassa nas camadas superiores. As diatomáceas dão a cor acastanhada à interface água-gelo devido aos seus pigmentos. Diferentes espécies de diatomáceas toleram diferentes temperaturas e salinidade, o que faz com que exista a separação de zonas habitadas por cada espécie, esta separação não se deve ao tamanho como pensado anteriormente. As micro-algas dominam a produção primária np gelo. A congelação é evitada devido à grande concentração de sais no citoplasma, o que impede a formação de cristais de gelo dentro das células. Para além de evitar a congelação, o transporte de nutrientes e gases têm que ser garantidos a baixas temperaturas, por isso a maior fluidez da membrana é uma das mais importantes aclimatações verificada nos microorganismos do gelo. Bibliografia Eddie, B., Juhl, A., Krembs, C., Baysinger, C., Neuer, S. (2010). Effct of environmental variables on eukaryotic microbial community struture of land-fast Artic sea ice. Environmental microbiology, 12(3), 797-809.

Hollibaugh, J.T., Lovejoy, C., Murray, A. E. (2007). Microbiology in Polar Oceans. Oceonography, 20 (2), 140-145.

Mock, T., Thomas, D. N. (2005). Recent advances in sea-ice microbiology. Environmental Microbiology, 7(5), 605-619.

Adriana Gonçalves nº41831, Daniela Rosa nº41775, Tânia Martins nº43088