distribuição espacial. distribuição geográfica massas d água – apresentam propriedades...
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Distribuição espacial
Distribuição geográfica
Massas d’ água – apresentam propriedades físico-químicas e ecológicas particulares que são mais uniformes na origem e ocupam um horizonte específico de acordo com a densidade.
Barreiras físico-químicas: TemperaturaSalinidadeNutrientesLuzTurbulência
Espécies meso e batipelágicas distribuição mais ampla devido a menor influência de barreiras em águas profundas
Distribuição das espécies depende:
1. Fatores Biológicos
2. Fatores físicos - circulação oceânica:
Tolerância aos fatores físicos – fisiologia Alimentos
Distribuição geográfica
1. Horizontal: Latitude/longitude e costeira/oceânica
Forte gradiente de temperatura N-S
Distribuição associada a um tipo de água particular - espécie indicadora (exs: foraminífera, copépodos e quetognatas
AS GRANDES DIVISÕES DO MEIO MARINHO
PROVÍNCIA NERÍTICA PROVÍNCIA OCEÂNICA
ZONAÇÃO PELÁGICA
LITORALBATIAL
TALUDE
PLANÍCIE ABISSAL
SISTEMA LITORAL
PLATAFORMA CONTINENTAL
Pères, 1945 & Tait, 1985 (adapt)
Distribuição geográficaEspécies Indicadoras
Caracterizam um tipo de água
Determinam o movimento de massas d’ água, mudanças ambientais e previsões de pesca
Carreadas por longas distâncias, são expatriadas através da mistura
Uma boa espécies indicadora deve ser:
1) específico e comum em uma determinada área;
2) fácil de coletar;
3) restritivo em sua capacidade de reprodução
Distribuição geográfica2. Vertical: profundidade
Distribuição geográfica
3) Manchas
• Causadas devido a alimentação, reprodução, comportamento e eventos físico-químico (nutrientes, níveis de turbulência).
• Escalas espacial e temporal da formação e duração de manchas – depende do que as formou
• Importância ecológica e dificuldades de estudo
Variações temporal
Fatores que interferem na variação da biomassa primária
• Mortalidade (principalmente predação), migrações e produção – crescimento somático e reprodutivo
• Taxas de crescimento/produção podem variar de dias (protozoários) a anos (eufausiaceos na Antártica), dependendo dos ciclos de vida
Fatores que interferem na variação da biomassa do zooplâncton (secundária)
O que regula as taxas de produção do zooplâncton?
• Temperatura
• Suprimento alimentar
• Mortalidade
• Variações de temperatura
– Determinante dos processos metabólicos, inclusive crescimento
– Ciclo de vida mais curto em temperaturas mais elevadas
• Variação do suprimento alimentar
– Depende de nutrientes, intensidade luminosa, ventos e ressurgência que por sua vez variam temporalmente em diversas escalas.
– Variação qualitativa do suprimento alimentar.
• Variação da mortalidade
– Geralmente devido ação de predadores
– Controla a biomassa e, consequentemente, a produção total da população
– Também varia nas escala de tempo e espaço
Variações temporais em dias
•Células de rápido crescimento respondem rapidamente ao encontro de manchas alimentares.
•Caso estes organismos não sejam predados, formarão florações de curta duração (dias) e de pequena distribuição espacial.
•Quanto mais rápidas as taxas de crescimento do zooplâncton, mais curtas poderão ser as variações temporais de biomassa e produção.
Variações temporais em dias
• Variações de maré provocando áreas de mistura tendem a aumentar a produção do suprimento alimentar e conseqüentemente do zooplâncton
• Importantes em regiões costeiras com grande amplitudes de maré
Variações temporais em meses
• Variações sazonais
• Padrões– Áreas temperadas do Atlântico Norte– Oceanos tropicais– Áreas Ártica e Antártica
Luz
Lati
tud
e
Produtividade polar
Nutrientes
Produtividade temperada
Produtividade tropical
Inverno Primavera Verão Outono Inverno
Nu
trie
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Lu
z
Suprimento alimentar – produção fitoplanctônica
(Lalli & Parsons 1997 mod.)
Variação temporal de nutrientes em função da termoclina
Inverno Primavera Verão Outono P
ola
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Tem
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ical
J F M A M J J A S O N D
Área do Atlântico Norte
Fitoplânctonzooplâncton
Variação temporal da biomassa planctônica
Fitoplâncton
Zooplâncton
J F M A M J J A S O N D Áreas Ártica e Antártica
J F M A M J J A S O N D Áreas Tropicais
Variação temporal da biomassa planctônica
Variações temporais em meses
• Áreas de ressurgência
Fortemente influenciadas pela intensidade e duração dos ventos trazendo nutrientes para a zona eufótica
Suprimento alimentar
Biomassa e produção do zooplâncton
Por que regiões de ressurgência são mais produtivas?
Cadeias alimentares curtas
Ressurgências contribuem para a maioria da captura pesqueira
Variações temporais em anos
El NiñoNormal
Resultando
Normal El Niño
Alterações climáticas podem alterar os padrões temporais da biomassa e
produção do plâncton
• Mudanças no padrão e intensidade dos ventos:– Mais fracos mantém as termoclinas por mais tempo
ou permanentes e as ressurgências são afetadas– Mais fortes- efeito contrário
• Aumento da temperatura da água constituindo termoclinas mais estáveis
Conseqüências das variações temporais de biomassa e produção do plâncton
• Variações na biomassa e produção do plâncton irão interferir diretamente em seus predadores provocando um efeito em cascata sobre peixes, mamíferos aquáticos e aves.
Importância das teias tróficas pelágicas
Relações tróficas
• Cadeias alimentares arranjos lineares da transferência de energia e matéria através dos níveis tróficos.
• A energia diminui a cada nível trófico, e portanto, existe um limite do número de níveis tróficos na comunidade.
• Biomassa total de cada nível trófico é similar, mas o tamanho dos indivíduos e do ciclo de vida é maior para os indivíduos de topo.
Teias Tróficas
Plantas
Herbívoros
Carnívoro terciário
Carnívoro secundário
Carnívoro primário
Pirâmide de energia
No entanto, algumas vezes as pirâmides de
número ou biomassa podem ser invertidas
Devido as rápidas taxas de reposição
• Cadeia alimentar representa simplificação das teias tróficas.
• Teias tróficas são complexas, já que muitas espécies não se ajustam a um só nível trófico (mixotróficas, onívoras, parasitas e
canibais)
Cadeia simples Teia trófica
Determinantes das cadeias alimentares
• Padrões de cadeia devido ao clima, estação do ano, circulação da água, local, tamanho do fitoplâncton
• ↑ nutrientes → grandes diatomáceas → ↑ filtradores
• ↓ nutrientes → Fito pequeno e bactérias → microzoo → mesozooplâncton
• Elos da cadeia: oceanos → 6; região costeira → 4; ressurgências → 3
• Teias tróficas nas latitudes mais altas e polares são mais simples (Antártica)
Microbial Loop Alça microbiana Azam et al. 1983)
• Alça da cadeia alimentar clássica
• Importante papel de bactérias heterotróficas utilizando material orgânico particulado e dissolvido para converter em biomassa.
• Bactérias são predadas pelo nanoplâncton, microzooplâncton, apendicularia e salpas.
Microbial Loop – Alça microbiana
Cadeias clássica e microbiana presente em todos os sistemas, mas a relevância varia com local, período do ano.
Ex: cadeia clássica em águas frias ou de ressurgência e microbiana em águas mais quentes e oligotróficas.
• Papel chave transferindo energia de produtores primários para níveis tróficos superiores
• Controla a produção do fitoplâncton - predação do zooplâncton ajuda a esclarecer paradoxo de regiões ricas em nutrientes, mas com baixa clorofila
Zooplâncton nas teias alimentares
Recentemente demonstrou-se que o microzooplâncton tem grande importância no controle da produção primária (predação no ritmo da produção do fitoplâncton).
CONTROLES NAS TEIAS TRÓFICAS
Predação
Biomassa zooplâncton
Suprimento alimentar
Bottom-up
Suprimento alimentar
Predação
Biomassa zooplâncton
Predação
Biomassa zooplâncton
Top-down
Suprimento alimentar
Predação
Biomassa zooplâncton
Suprimento alimentar
Métodos de Estudos do PlânctonMétodos de Estudos do Plâncton
Métodos de coleta
Vantagens:Amostras discretas, certeza do volume amostrado
Não destrói organismos frágeis
Pode-se determinar vários parâmetros da água
Desvantagens:Vários organismos são capazes de escapar
Pequeno volume de água coletado
Garrafas
Garrafas de Nansen
Informacão qualitativa.Permite detectar presença de espécies que se encontram em baixa concentração que não se detectam nas contagens.
Identificação in vivo
Redes para coleta de fitoplâncton
Redes de plancton (10 –60 µm):
Redes de zooplâncton
Vantagens:Vários tipos e tamanhos coletando diferentes grupos
Amostra grandes áreas e volumes de água
Desvantagens:Alguns grupos são destruídos
Sofre colmatação
Determinação do volume filtrado não é tão precisa quanto os demais amostradores
(método do microscópio invertido ou método de Utermöhl, 1958)
Sub amostragens2 L- garrafa100 mL fixados20 mL sedimentados
Volume a ser preservado
Mar – 500 a 2000 mLÁguas pouco produtivas – 200 a 1000 mLÁguas muito produtivas – 2 a 10 mL
O método da sedimentação O método da sedimentação
Método Utermöhl, 1958 (câmaras de sedimentação) Volume das câmaras f (tamanho amostra): 5 - 100 ml
Câmaras simples
Câmaras compostas
Como estudar? (Metodologia)
Analisar amostras vivas
Estruturas de locomoçãoColoração
Morfologia
Como estudar? (Metodologia)Aumento adequado
100x
400x
Como estudar? (Microscopia ótica)
Campo claro Campo diferencial DIC
Contraste de fase
20 µm20 µm
Histioneis hippoperoides
Histioneis michellana
Ceratium geniculatum Ceratium geniculatum
Como estudar? (Microscopia Eletrônica)
Varredura (Scanning)
Transmissão
Rhodomonas
N
Ornithocercus magnificus
www-ocean.tamu.edu
flagelado heterotrófico
bactériaheterotrófica cianobactéri
a
diatomácea
Luz azul
cianobactéria
Luz verde
Luz UV - DAPI
O QUE VEMOS?
Microscopia fluorescência
cloroplastos
núcleo
Organismos (foto) autotróficosOrganismos (foto) autotróficos
AZUL ULTRA VIOLETA VERDE
Ciliado fotoautotrófico com cloroplastos de criptofíceas
Dinophysis (fissão binária)
10 µm
Importância do plâncton
Importância do plâncton
Manutenção do equilíbrio ecológico: a qualidade da água e as relações tróficas dos ecossistemas estão relacionadas com a diversidade de microalgas
Clima da Terra: Produção de O2, absorção de CO2
Farmacologia: a variabilidade de espécies com fisiologia distinta garante um estoque de substâncias químicas de importância farmacológica
Importância do plâncton
Importância econômica: aplicações na produção de combustível a partir de biomassa de algas, maioria dos organismos de interesse comercial faz parte do meroplâncton e se alimentam do plâncton em algum estágio de vida, o conhecimento do número de ovos ou larvas permite a estimativa do recrutamento pesqueiro.
Importante na aqüicultura – alimento vivo vantajoso em relação a rações
Fermentação biológica – gás metano
E bioconversão de energia
PRODUÇÃO DE MICROALGAS & SUAS UTILIZAÇÕES
salinidade temperatura
luz pHágua
Requerimentos Físicos Requerimentos Nutritivos
Macronutrientes MicronutrientesE
Metais traçosNO3 PO4 SO4
CULTIVO DE MICROALGASProdução de O2
Tratamento de efluentes domésticos
e/ou recuperação de água
Indústria química e farmacêutica
Alimento para o Homem
AquaculturaMoluscos
Larva de Peixes
Zooplâncton
Larva de crustáceos
Suplemento alimentar para animais
• O zooplâncton é um elo entre a produção primária e consumidores de topo.
• Alterações na produção do zooplâncton poderão então afetar os níveis inferiores (fitoplâncton) e também os superiores (peixes) e até no bentos.
Importância do Zooplâncton