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Heterogeneidade espacial de fitoplâncton entre ambientes lóticos a montante e a

jusante do reservatório do Monjolinho, São Carlos, SP

Luciana Reynaud Ferreira a*, Marco Aurélio Bortonia, Luiza Camargo a, Marcos

Sebastiani a, Felipe Antunes de Oliveiraa , Felipe Leite Lourençoa

a Universidade Federal de São Carlos

Centro de Ciências Biológicas e da Saúde

Departamento de Botânica

Rodovia Washington Luís, km 235 - SP-310

São Carlos - São Paulo - Brasil

CEP 13565-905

* lubio86@gmail.com

Palavras-chave: Reservatórios tropicais, eutrofização, fitoplâncton

Título abreviado: Heterogeneidade de fitoplâncton em área de reservatório

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ABSTRACT

The study verifies diversity of phytoplankton in samples collected from two areas,

upstream and downstream a reservoir (Monjolinho Reservoir, campus of Universidade

Federal de São Carlos, SP). Sampling was performed through 20 micrometers

phytoplankton- net. To quantify and identify the phytoplankton taxa, fresh material was

analyzed in an optical microscope. The results of two sampled points compared

presented Jaccard similarity of 0.36. The downstream point presented 8 orders

compared to 14 total orders observed. Spatial heterogeneity observed can be explained

by resuspension of sediments by turbulence, presence of capybara faeces around the

reservoir and by competitive plasticity of algae.

RESUMO

O estudo verifica diversidade em amostras de fitoplâncton coletadas em duas áreas, a

montante e a jusante de reservatório (Reservatório do Monjolinho, campus da

Universidade Federal de São Carlos, SP). A amostragem foi obtida com rede

fitoplanctônica de 20 micrometros. Para quantificar e identificar os taxa de fitoplâncton,

material fresco foi analisado em microscópio óptico. Os resultados comparados entre os

dois pontos amostrados apresentaram similaridade de Jaccard de 0,36. O ponto de coleta

a jusante apresentou 8 ordens em relação às 14 totais observadas. A heterogeneidade

espacial observada pode ser explicada pela ressuspensão do sedimento por turbulência,

presença de fezes de capivaras no entorno do reservatório e pela plasticidade

competitiva das algas.

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INTRODUÇÃO

. Ambientes naturais de águas continentais podem ser classificados em dois

grupos: lênticos e lóticos. Ambientes lênticos são representados por lagoas e lagos, os

quais podem ser classificados como polimíticos ou monomíticos segundo a dinâmica de

mistura dos diferentes estratos da coluna d’água. São considerados ambientes lóticos

aqueles que apresentam um fluxo constante de água. (i.e. rios) (Margalef, 1983).

A construção de reservatórios implica a formação de ambientes intermediários

caracterizados entre lótico e lêntico por apresentarem mecanismos de circulação vertical

e horizontal oriunda do sistema operacional da barragem (Margalef, 1983).

Reservatórios urbanos aumentam a capacidade dos mananciais para

abastecimento de água potável (Fernandes e Lagos, 2003). Além disso, são sistemas-

modelo no estudo dos fenômenos responsáveis pelos padrões de distribuição da

biodiversidade em ambientes lóticos, pois possuem peculiaridades que permitem

entender com rigor experimental o papel individual e interativo dos processos

ecológicos locais (Lopes e Caliman, 2008).

O despejo de efluentes domésticos, industriais, detergentes fosfatados, água

proveniente do uso agrícola (Margalef, 1983) e dejetos oriundos da criação de animais

domésticos nas proximidades dos corpos lênticos enriquecem os corpos d’água com

macronutrientes (sobretudo fósforo, nitrogênio e carbono), o que leva à ocorrência do

processo de eutrofização artificial, fenômeno que ocorre na maioria dos ambientes

aquáticos que sofrem influências antrópicas (Carvalho, 2004). Por outro lado, em

condições naturais, os lagos levam centenas de anos para disponibilizar a carga

inorgânica no processo denominado eutrofização natural (Tundisi & Tundisi, 2008).

O fator chave da eutrofização é o fósforo. Quando ocorrem altas concentrações

de fósforo, o nitrogênio e o carbono passam a ser nutrientes limitantes (Margalef, 1983).

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Durante esse processo, o excesso de macronutrientes na água promove o

crescimento exacerbado de algas, especialmente cianofíceas, diatomáceas e

dinoflagelados. As ordens geralmente constituintes das florações de cianofíceas

incluem Oscillatoriales, Chroococcales (Microcystis aeruginosa) e Nostocales

(Anabaena, Aphanizomenon) (Costa et al., 2009).

Ao entrarem em decomposição, eleva-se a quantidade de microrganismos. O

excesso de cianofíceas (i.e. Microcystis aeruginosa) (Tundisi & Tundisi, 2008) leva à

formação de um filme que impede a entrada de luz na camada limnética, além de causar

toxicidade ao sistema devido à produção de neurotoxinas, hepatotoxinas e

dermatotoxinas (Brandão & Domingos, 2006) as quais causam danos à saúde humana e

animal quando presentes em águas destinadas à recreação e consumo. Além disso, há

queda nos teores de oxigênio dissolvido na água pois este, uma vez produzido pelo

biofilme superficial de algas, é disperso diretamente para a atmosfera. Para áreas

sujeitas a esse processo é necessário monitoramento. Diagnosticada a eutrofização, é

essencial o desenvolvimento de trabalhos de recuperação do ecossistema e tratamento

adequado da água para consumo, ambos processos de elevado custo (Tundisi &

Tundisi, 2008).

O presente estudo foi realizado numa represa de pequeno porte localizada no

campus da Universidade Federal de São Carlos. É um reservatório raso e com

turbulência que leva à ressuspensão do sedimento, disponibilizando nutrientes na coluna

limnética. A coluna d’água enriquecida resulta em numerosas populações de

microrganismos, entre eles as algas, que em excesso formam florações na superfície.

Represas desse porte são frequentemente encontradas em ambientes rurais, como sítios

e fazendas. As características básicas do reservatório são semelhantes às da maioria dos

reservatórios tropicais. Dessa forma, mostra-se imprescindível a obtenção do maior

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número possível de informações sobre esse tipo de ecossistema, para que destes se

possa tirar melhor aproveitamento através de um manejo adequado (Seleghim, 1992).

Ademais, os organismos planctônicos atuam como refinados sensores das

condições ambientais e refletem a dinâmica do ecossistema aquático (Margalef, 1983).

Deve-se dar atenção especial às algas fitoplanctônicas, as quais são a base da cadeia

alimentar dos ambientes aquáticos (Schmidt, 2002). Dessa forma, o presente estudo

buscou averiguar a variação na comunidade fitoplanctônica entre um corpo lótico a

montante da mancha de inundação e outro imediatamente a jusante do reservatório.

METODOLOGIA

Área de estudo

Formado pela barragem do córrego Monjolinho, o reservatório possui 4,96 ha e

está localizado nas coordenadas 47°54’W-22°00’S no campus da Universidade Federal

de São Carlos, município de São Carlos, SP. Apresenta profundidade baixa, sendo a

média 1,70 metros e a máxima 3,00 metros (Correia & Trivinho-Strixino, 2005)

A área de inundação é de 47.157 metros quadrados e o seu volume é de 73.251 metros

cúbicos. O tempo de residência desse sistema varia 2,1 a 22,9 dias de acordo com as

estações do ano. (Cunha-Santino et al., 2002)

O primeiro ponto de coleta apresenta regime lótico. Situa-se a montante da

mancha de inundação, latitude 21°59'9.70"S e longitude 47°52'50.43"O. O segundo

ponto, imediatamente a jusante do reservatório, é localizado pelas coordenadas: latitude

21°59'9.20"S e longitude 47°52'57.10"O e também caracteriza-se como ambiente

lótico. A margem esquerda da represa do Monjolinho é composta por um bosque de

Pinus sp e a margem direita por um gramado. As comportas não obedecem a nenhum

sistema técnico-operacional. Os vertedouros da barragem permanecem sempre abertos.

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(Seleghim, 1992). Considera-se que o ambiente não receba, atualmente, efluentes

químicos ou domésticos. A Figura 1 ilustra a área de estudo.

Coleta

Foram realizadas duas coletas, uma a montante do reservatório e outra a jusante,

com uso de rede fitoplanctônica de 20 micrometros na filtração de 200 L d’água

coletados em cada ponto. O material foi coletado no mês de junho, quando são

verificadas as menores temperaturas médias e os mais baixos índices pluviométricos. As

amostras foram acondicionadas em frascos de vidro e levadas ao laboratório para

análise em microscópio. As algas foram identificadas até o nível de ordem com uso de

chave de identificação (Bicudo e Menezes, 2006) apropriada.

Figura 1. Locais de coleta. Ponto 1 a montante e ponto 2 a jusante. Acessado em 15 de

junho de 2009.

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O coeficiente utilizado no tratamento dos dados foi o Índice de Jaccard. Através

dele estima-se a diversidade em termos de táxons presentes e ausentes no sistema.

Constitui uma medida de similaridade qualitativa, e é considerado o mais antigo e

natural dos índices (Magurran 1988 apud Matos, 1999).

A fórmula é caracterizada por: Cj = c/(a + b – c), onde:

Cj = índice de similaridade

a = número total de espécies presentes no local 1

b = número total de espécies presentes no local 2

c = número de espécies comuns aos locais A e B.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Os resultados obtidos no ponto de coleta 1 são mostrados na Tabela 1, e os

obtidos no ponto 2 na Tabela 2.

Tabela 1. Ordens encontradas no ponto 1, a montante do reservatório.

Divisão Classe Ordem

Cyanophyta Cyanophyceae Chroococales Oscillatoriales

Nostocales

Chlorophyta

Chlorophyceae Volvocales

Heterokontophyta

Chrisophyceae Synurales

Ochromonadales

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Tabela 2. Ordens encontradas no ponto 2, a jusante do reservatório.

A riqueza total no ponto 1 foi de 6 ordens. No ponto 2 foram encontradas 14

ordens. Aplicou-se o Índice de Similaridade de Jaccard, resultando em um grau de

similaridade de 0,36 entre os pontos. O valor encontrado demonstra a ocorrência de

heterogeneidade na comunidade de fitoplâncton na comparação entre o primeiro ponto

de coleta com o segundo. Há alguns anos, foi proibido o despejo de efluentes industriais

de um abatedouro de aves a montante do reservatório, portanto o trabalho se limita à

busca de outros possíveis fatores responsáveis pela eutrofização e típica

heterogeneidade na comunidade fitoplanctônica observada nos resultados.

Divisão Classe Ordem

Cyanophyta Cyanophyceae Chroococales Oscillatoriales

Chlorophyceae

Chaetophorales

Chlorelales Volvocales

Ulvophyceae

Trentepohliales

Chlorophyta

Zygnematophyceae

Desmidiales

Bacillariophyceae

Penales

Heterokontophyta

Chrisophyceae

Synurales

Ochromonadales

Dinophyta Dinophyceae

Gimnodiniales

Peridiniales

Euglenophyta Euglenoidea

Euglenales

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Por ser um ambiente de diminutas dimensões e pouca profundidade, de baixa

retenção hidráulica e constante turbulência, o habitat apresenta instabilidade física, o

que diversifica as condições ambientais e favorece a aparição de várias espécies algais

(Costa et al., 2009).

É verificada a presença regular de um razoável número de capivaras no local.

Estas utilizam corpos d’água como refúgio de predadores e para acasalamento.

Costumam viver, portanto, em regiões às margens de rios e lagos, preferindo forragear

em campos abertos em vez de florestas. Ambientes antrópicos apresentam mais elevada

densidade populacional e biomassa de capivaras que ambientes naturais (Verdade e

Ferraz, 2006). Na época das secas (junho a setembro) e conseqüente escassez de

alimentos, as capivaras se sujeitam a locais de risco para forrageio, com presença

humana e de animais domésticos (Vargas et al., 2007). As capivaras locais percorrem

amplamente os arredores do reservatório deixando seus dejetos às suas margens, o que

acarreta um incremento de matéria orgânica na represa. Conforme citado, o aumento de

dejetos orgânicos ricos em nutrientes favorece a proliferação de algas e outros

microrganismos.

As variáveis hidrodinâmicas de turbulência, tempo de residência da água e

presença de macronutrientes, além dos fatores climáticos, exercem forte pressão de

seleção sobre a comunidade planctônica (Nogueira, 1990). Isso justifica a presença de

alguns grupos de algas predominantes, responsivos às características do ambiente. No

primeiro ponto de coleta verificou-se um predomínio de cianobactérias.

O segundo ponto recebe água diretamente do reservatório. Neste encontrou-se

maior diversidade de algas. A presença de Dinobryon sp, da ordem Ochromonadales,

foi observada em baixa concentração. Estes são organismos bacterívoros que podem

depender mais da quantidade de bactérias ingeridas e da fagotrofia por algas do que da

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produção de fotossintatos para sobrevivência. (Nogueira, 1990). Essa característica pode

contribuir para uma flutuação temporal, já que os indivíduos desse gênero podem vir a

se reproduzir em baixas concentrações de nutrientes. Aumentos ocasionais em número

de Dinobryon sp podem ocorrer pela ressuspensão de cistos presentes no sedimento

(Nogueira, 1990).

As coletas foram feitas no inverno, em meados de junho, época do ano

caracterizada por uma estação seca. Nessa época as condições de circulação da água

permanecem mais estáveis pois este é um período de menor turbulência na represa. Há

sedimentação de materiais particulados, apresentando transparência. A água é enriquecida

com nutrientes e matéria orgânica dissolvida liberada pela comunidade fitoplânctônica. O

aumento da temperatura movimenta a coluna d’água, o que traz à superfície os nutrientes

imobilizados no sedimento. Essa ressuspensão resulta no aumento da atividade

fotossintética das algas (Seleghim, 1992). A partir desse período de quebra da estabilidade é

possível o aparecimento de blooms. No entanto, períodos de condições estáveis propiciam

uma maior diversidade na comunidade fitoplanctônica.

Detectou-se ainda no ponto 2 elevada quantidade de Bacillariophyceae,

características de ambientes turbulentos, rasos e com marcadas modificações climatológicas

anuais (Nogueira, 1990). Encontrou-se também alto número de indivíduos do gênero

Aulacoseira, cujo ciclo de vida está diretamente relacionado à motilidade da coluna

limnética, pois seus filamentos apresentam elevada taxa de afundamento em relação à

densidade. Assim, faz-se necessária ressuspensão do sedimento para os filamentos

alcançarem a zona eufótica. Estas apresentam repouso fisiológico no sedimento de até 3

anos. Houve diminuta quantidade de cianofíceas, que pode ser justificada pela instabilidade

física do sistema (Nogueira & Matsumura- Tundisi, 1996).

Foi encontrada, também, elevada quantidade de Synura, característica de ambientes

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com elevada ação antropogênica (Antunes, 2007).

CONCLUSÕES

A heterogeneidade espacial costuma ser característica apresentada entre

ambientes em desequilíbrio. Tal característica não é esperada de um corpo d’água

pequeno, de fluxo relativamente constante e que não receba aportes artificiais de

macronutrientes. Os presentes resultados podem ser relacionados à presença das

capivaras que utilizam os arredores do reservatório como hábitat, enriquecendo a água

com suas fezes, além da ressuspensão de sedimentos e a plasticidade competitiva das

algas.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Antunes A, Schwingel PR, Burliga ALM & Urban S. 2007. Composição do fitoplâncton

da bacia hidrográfica do rio Camboriú, SC, Brasil, durante o verão de 2005, Brazilian

Journal of Aquatic Science and Technology, 33-43

Azevedo SMFO. 1998. Medicina On line - Revista Virtual de Medicina, Volume 1,

Número 3. http://www.medonline.com.br/med_ed/med3/microcis.htm (Acessado em 27

de junho de 2009)

Bicudo CEM & Menezes M. 2006. Gênero de Algas de Águas Continentais do Brasil.

Editora Rima, 2ª edição

Brandão LH & Domingos P. 2006. Fatores ambientais para a floração de cianobactérias

tóxicas. Saúde e ambiente em revista, Volume 1, Número 2, Unigranrio, 40-50

12

Carvalho SL. 2004. Eutrofização artificial: um problema em rios, lagos e represas.

Correio de Três Lagoas, Três Lagoas, MS, en prensa

Costa IAS, Cunha SRS. Panosso R, Araújo, MFF, Melo, JLS & Eskinazi-Sant’Anna

EM. 2009. Dinâmica de cianobactérias em reservatórios eutróficos do semi-árido do

Rio Grande do Norte. Oecologia Brasiliensis, Volume 13, Número 2

Cunha-Santino MB, Bianchini Jr I & Serrano LEF. 2002. Degradação aeróbia e

anaeróbia de ácido tânico em amostras de água do reservatório do Monjolinho (São

Carlos, SP, Brasil). Brazilian Journal of Biology, Volume 62, Número 4a

Fernandes LF & Lagos PE. 2003. Florações de cianobactérias e eutrofização no

reservatório do Irai, Curitiba, PR. I: Sucessão sasonal do fitoplâncton. IV Seminário do

projeto interdisciplinar sobre eutrofização de águas de abastecimento público na

bacia do Altíssimo Iguaçu, Curitiba, PR

Google Earth 5.0. (Acessado em 15 de junho de 2009)

Lopes PM & Caliman A. 2008. A contribuição de ecossistemas lênticos para o

entendimento da importância de processos regionais e locais sobre padrões geográficos

de biodiversidade. Limnotemas, Volume 6, Sociedade brasileira de limnologia

Margalef R. 1983. Limnologia. Editora Omega, Barcelona, 1100 p

Matos RMB, Silva EMR, Berbara RLL. 1999. Biodiversidade e Índices. Embrapa

Documentos. Número 107, Seropédica, RJ

13

Nogueira MG. 1990. Dinâmica das populações planctônicas e fatores físico-químicos de

um pequeno sistema artificial raso (represa do Monjolinho, São Carlos, SP). Dissertação

apresentada à Escola de Engenharia de São Carlos da Universidade de São Paulo. 244 p

Nogueira MG & Matsumura- Tundisi T. 1996. Limnologia de um sistema artificial raso

(represa do Monjolinho, São Carlos, SP). Dinâmica das populações planctônicas. Acta

Limnológica Brasiliensis, Volume 8

Prado RB & Novo EMLM. 2007. Análise espaço-temporal da relação do estado trófico

do reservatório de Barra Bonita (SP) com o potencial poluidor da bacia hidrográfica.

Revista Sociedade e Natureza, Volume 9, Número 2

Resende SM & Machado MI. 2004. Ocorrências de Cianobactérias em represas e

estações de tratamento de água no abastecimento público da cidade de Uberlândia,

Minas Gerais. 23º Congresso brasileiro de engenharia sanitária e ambiental, Campo

Grande – MS, 2005

Seleghim MHR. 1992. Flutuações nas comunidades planctônicas e bentônicas de um

ecossistema artificial raso (represa do Monjolinho, São Carlos, SP) com ênfase nas

populações de protozoários e bactérias. Dissertação de mestrado apresentada ao

programa de pós-graduação em Ecologia e Recursos Naturais da Universidade Federal

de São Carlos, São Carlos, SP, Brasil. 162 p

14

Silva D. 2005. Dinâmica de populações de Microcystis (Cyanobacteria) em

pesqueiros da Região Metropolitana de São Paulo, SP, Brasil. Dissertação apresentada

ao Instituto de Botânica da Secretaria do Meio Ambiente, 146 p

Teixeira JC & Resende DC. 2007. Importância dos ambientes aquáticos naturais para as

atividades de lazer na região do vale do aço, Minas Gerais. Anais do VIII congresso de

ecologia do Brasil

Tundisi & Tundisi. 2008. Limnologia. Editora Oficina de Textos. São Paulo, SP. 631 p

Tundisi TM & Tundisi, JG. 2002. Lagos e Reservatórios - Qualidade da Água: O

impacto da eutrofização. Rima Artes e Textos, São Carlos

Vargas FC, Vargas SC, Moro MEG, Silva V, Carrer CRO. 2007. Monitoramento

populacional de capivaras (Hydrochaeris hydrochaeris, Linnaeus, 1766) em

Pirassununga, SP, Brasil. Ciência Rural, Volume 37, Número 4, Santa Maria, SP, 1104-

1108

Verdade LM & Ferraz KMPMB. 2006. Capivaras em um habitat antrópico no Sudeste

do Brasil. Brazilian Journal of Biology, Volume 66, Número 1b, São Carlos, SP

Wetzel RG. 2001. Limnology. Lake and River Ecosystems. Editora Academic Press, 3ª

Edição

AGRADECIMENTOS

À Ingritt Caroline Moreira pelo apoio incondicional.