densidades de bactérias heterotróficas, cianobactérias e

DENSIDADES DE BACTÉRIAS HETEROTRÓFICAS, CIANOBACTÉRIAS
E NANOFLAGELADOS HETERÓTROFOS EM ESTUÁRIOS DO LITORAL
DO ESTADO DE SÃO PAULO.
DETERMINATIONS OF HETEROTROPHIC BACTERIA,
CYANOBACTERIA AND HETEROTROPHIC NANOFLAGELLATES IN
ESTUARIES FROM THE COAST OF SÃO PAULO STATE.
Cristina Rocha Pereira, Ana Julia Fernandes Cardoso de Oliveira, Diego Igawa Martinez
Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho” – Campus Experimental do Litoral Paulista – Unidade São
Vicente – Ciências Biológicas – [email protected] – PIBIC/CNPq.
RESUMO
A poluição por esgotos ainda é um sério problema ambiental em áreas estuarinas brasileiras,
podendo afetar comunidades microbianas e ter seus efeitos propagados por toda a teia trófica
pelágica, afetando ciclos biogeoquímicos. O objetivo deste estudo foi comparar dinâmicas
microbianas em estuários que apresentam diferentes níveis de poluição e concentração de
nutrientes. A abordagem envolveu a quantificação das eficiências de crescimento e relações tróficas
entre bactérias heterotróficas, cianobactérias e nanoflagelados heterótrofos, na tentativa de
identificar os efeitos da poluição por esgoto sobre a teia trófica microbiana. Conclui-se que apesar
das dinâmicas microbianas em sistemas estuarinos aparentarem ser muito resilientes, esgotos não
tratados podem ser responsáveis por reduzir a eficiência de crescimento bacteriano e desestabilizar
dinâmicas populacionais.
Palavras-chave: alça microbiana; estuários; poluição por esgoto.
Keywords: microbial food web; estuaries; sewage pollution.
1. INTRODUÇÃO
Os estuários são especialmente importantes devido à sua complexa estruturação física
(MIRANDA et al., 2002) e dinâmicas tróficas muito intrincadas, onde microorganismos são
considerados muito importantes no processamento da matéria orgânica e fluxos de energia
(HOWARTH et al., 1982). Estuários também provêm uma série de bens e serviços ambientais que
são muito importantes para o bem estar humano e manutenção dos ecossistemas. Entretanto, estes
ecossistemas apresentam elevada ocupação humana, o que pode ocasionar impactos negativos ao
ambiente como o despejo de esgoto não tratado, podendo causar mudanças significativas nas
comunidades microbianas as quais podem se propagar por toda a teia trófica, afetando seus fluxos
de energia.
Este estudo teve como objetivo avaliar a dinâmica de parte da cadeia trófica microbiana em
estuários com diferentes níveis de degradação ambiental. Esta avaliação será estimada
extrapolando-se os parâmetros de predação por nanoflagelados heterótrofos obtidos nos estuários de
São Vicente e Itanhaém, em relação aos dados de abundância microbiana obtidos in situ nos
Estuários de Cananéia e Bertioga. A relação entre os quatro estuários permitirá inferir os efeitos de
fatores como a poluição e a elevada concentração de nutrientes (natural ou antropogenicamente
introduzidos), sobre o funcionamento da alça microbiana.
2. MATERIAIS E MÉTODOS
O estudo foi conduzido em quatro regiões estuarinas. O estuário de Cananéia (CA) é
naturalmente eutrófico, enquanto que o de São Vicente (SV) é antropogenicamente eutrófico. Já os
estuários do Rio Itanhaém (IT) e de Bertioga (BE) são classificados como meso-oligotróficos.
Para a avaliação da densidade de microrganismos foram coletadas amostras de água nos
quatro estuários, acondicionadas em frascos estéreis contendo formaldeído 5% (concentração final)
e mantidas sob refrigeração (4º C). As amostras de água destinadas aos parâmetros de predação
foram coletadas em SV e IT e acondicionadas em galões plásticos lavados com Extran® e MilliQ®.
Todas as amostras foram levadas até o laboratório de microbiologia da Universidade Estadual
Paulista (UNESP), Campus do Litoral Paulista para o processamento. As bactérias heterotróficas
(BH) e os nanoflagelados heterotróficos (NANH) foram corados com 4’-6-diamidino-2-fenilindol
(DAPI) e contados sobre luz ultravioleta (PORTER et al., 1980) em microscópio de
epifluorescência. As cianobactérias (CB) foram observadas pela fluorescência de seus pigmentos
fotossintéticos quando excitados pela luz verde (WATERBURY et al., 1987).
Foram realizadas duas incubações, na ausência e na presença depredadores. Durante o período
de incubação foram determinados os valores de oxigênio dissolvido em intervalos de tempo
pré-determinados através do método de Winkler pela titulação de microvolumes. As variações nas
densidades microbianas durante o período de incubação foram utilizadas para a construção de
curvas populacionais, determinando-se as taxas de ingestão e de clearance pelos NANH
(ANDERSEN et al., 1985). As taxas de crescimento e de respiração foram utilizadas no cálculo da
eficiência de crescimento bacteriano (BGE) (DEL GIORGIO et al., 2000). Variações do conteúdo
de matéria orgânica dissolvida (CDOM) foram monitoradas através de determinações fluorimétricas
da sua fração colorida (SMART et al., 1976) utilizando um fluorímetro Turner 10 AU e cubetas de
quartzo.
Os dados relativos aos parâmetros de predação, obtidos nos experimentos realizados a partir
de amostras coletadas em SV e IT serão utilizados para estimar quanto da biomassa bacteriana e de
cianobactérias é removida da coluna de água por nanoheterótrofos (ANDERSEN et al., 1985).
3. RESULTADOS E DISCUSSÕES
A densidade média de CB foi maior em IT (1,77 x 104 células ml-1) do que em SV (1,23 x
104 células ml-1). As densidades de BH em SV (1,16 x 107 células ml-1) foram maiores do que em
IT (4,96 x 106 células ml-1). As densidades médias de NANH foram maiores em SV (1,6 x 10³
células ml-1) do que em IT (9,2 x 10² células ml-1). Somente as médias de NANH mostraram
diferenças estatisticamente significativas entre si (p = 0.03, teste t para amostras independentes).
Na incubação livre de predadores, as bactérias de IT mostraram uma curva de crescimento
típica (Figura 1), alcançando a fase estacionária após 24 horas. No entanto na incubação do SV as
bactérias cresceram durante as primeiras 12 horas e entraram rapidamente em declínio.
Fig. 1:Crescimento bacteriano (círculos abertos) e respiração (quadrados fechados) das amostras do
IT (à esquerda)e do SV (à direita) incubadas em ambiente livre de predadores. As barras verticais
representam o desvio padrão para o crescimento e respiração calculado entre as réplicas. Fonte;
artigo submetido ao periódico Aquatic Microbial Ecology.
Os cálculos da BGE mostraram que, para as bactérias do IT, aproximadamente 26% do
carbono incorporado deve ser utilizado em vias catabólicas e, assim, seria disponibilizado para o
consumo pelos níveis tróficos superiores. No caso das bactérias do SV, a BGE foi de
aproximadamente 12%.
Fig. 2: Variações na densidade de bactérias heterotróficas (linha azul), cianobactérias (linha verde)
e nanoflagelados heterotróficos (linha vermelha) na incubação com presença de predadores do SV
(à esquerda) e do IT(à direita). A área sombreada representa a variação na fluorescência do CDOM
nos frascos incubados, a linha preta pontilhada é a variação da fluorescência do CDOM nos frascos
controle. Fonte: artigo submetido ao periódico Aquatic Microbial Ecology.
Na incubação com a presença de predadores, tanto para SV como para IT as presas (BH e CB)
cresceram durante as primeiras 24 horas. Enquanto que os predadores (NANH) cresceram mais
expressivamente após 24 horas, atingindo a densidade máxima após 120 horas para SV, e 48 horas
para IT.
Ambos estuários mostraram que o crescimento dos predadores foi concomitante à mortalidade
das presas entre 24 e 48 horas e que as cianobactérias foram consumidas primeiramente. As
diferenças marcantes aconteceram após 48 horas (Fig.2). Em SV, logo após o declínio na densidade
de presas, a fluorescência do CDOM apresentou dois picos seguidos por uma estabilização,
enquanto que no IT após 100 horas de incubação variações na fluorescência do CDOM ainda foram
registradas, mostrando mais dois picos após o primeiro que sucedeu o evento de mortalidade das
presas.
Para ambas as amostras as taxas de crescimento das presas foram menores do que as
calculadas para a incubação livre de predadores, entretanto, a diferença entre estas taxas foram
maiores para IT (crescimento, ingestão e clearance). As eficiências brutas de crescimento dos
NANH foram bem similares.
Os dois estuários são diferentes quanto as suas características físicas e hidrológicas
(GIANESELLA, 2008; SERIANI et al.,2008) sendo possível inferir que as diferenças nas variáveis
microbiológicas não são influenciadas somente pela poluição orgânica. Porém houve claras
diferenças nos valores da BGE entre os dois estuários. Os fatores que afetam a regulação da BGE
ainda não são totalmente entendidos, mas o baixo valor encontrado no SV pode estar relacionado
com a qualidade do substrato (DEL GIORGIO et al., 2000), pois a carga orgânica originada do
esgoto é alta, deixando as águas da região freqüentemente impróprias para o contato primário
(CETESB, 2008).
4. CONCLUSÕES
Os resultados preliminares mostram que pode haver uma relação entre esgotos não tratados e
diminuição da eficiência de crescimento bacteriano, assim como a desestabilização das dinâmicas
populacionais bacterianas. Os resultados futuros referentes aos estuários de Cananéia e Bertioga
permitirão inferir se a poluição e/ou elevada concentração de nutrientes interferem na dinâmica da
alça microbiana.
5. REFERÊNCIAS
ANDERSEN, P.; FENCHEL, T. 1985. Bacterivory by microhetrotrophic flagellates in seawater
samples. Limnology and Oceanography, n. 30, p. 198-202.
CETESB. 2008. Relatório de qualidade das águas interiores no Estado de São Paulo.
DEL GIORGIO, P. A.; COLE, J. J. 2000. Bacterial energetic and growth efficiency. In:
KIRCHAMN, D. L. (Ed.) Microbial ecology of the oceans. New York: Ed. Wiley-Liss, p. 289-325.
GIANESELLA, S. M. F.; SALDANHA-CORRÊA, F. M. P.; SOUSA, E. C. P. M.; GASPARRO,
M. R. 2008. Ecological status of the Santos estuary water column. In: Neves, R.; Baretta, J.; Mateus,
M. (eds) Perspectives on integrated coastal zone management in south America. IST Press.
HOWARTH, R. W.; HOBBIE, J. E. 1982. The regulation of decomposition and heterotrophic
microbial activity in salt marsh soils: A review. In: KENNEDY, V. (Ed.) Estuarine comparisons.
New York: Ed. Academic. p. 183-207.
MIRANDA, L. B. ; CASTRO FILHO, B.M. ; KJERFVE, B. 2002 Princípios de Oceanografia Física
de Estuários. 1. ed. São Paulo: Editora da Universidade de São Paulo. v. 1. 414 pp.
PORTER, K. G.; FEIG, Y. S. The use of DAPI for identifying and counting aquatic microflora.
Limnology and Oceanography, 1980. n. 17, p. 943-948.
SERIANI, R.; ABESSA, D. M. S.; ROMANO, P.; PINNA, F. V.; MAGINI, C.; SILVEIRA, F. L. ,
2008. Using bioassays and benthic community to evaluate the sediment quality at the estuary of
Itanhaém river, sp, brazil. O Mundo da Saúde São Paulo, 32, 294-301.
SMART, P. L.; FINLAYSON, B. L.; RYLANDS, W. D.; BALL, C. M., 1976. The relation of
fluorescence to dissolved organic carbon in surface waters. Water Research, 10, 805-811.
WATERBURY, J. B.; WATSON, S. W.; VALOIS, F. W.; FRANKS, D. G., 1987. Biological and
ecological characterization of the marine unicellular cyanobacterium Synechococcus. Canadian
Journal of Fisheries and Aquatic Sciences, 214, 71-120.