Transcript Distribuição_cadeia-método_importância

Distribuição espacial
Distribuição geográfica
Massas d’ água – apresentam propriedades físicoquímicas e ecológicas particulares que são mais
uniformes na origem e ocupam um horizonte específico
de acordo com a densidade.
Barreiras físico-químicas:
Temperatura
Salinidade
Nutrientes
Luz
Turbulência
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
PLATAFORMA CONTINENTAL
TALUDE
LITORAL
BATIAL
PLANÍCIE ABISSAL
SISTEMA LITORAL
Pères, 1945 & Tait, 1985 (adapt)
Distribuição geográfica
Espécies 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 geográfica
2. 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
Fatores que interferem na variação da biomassa
do zooplâncton (secundária)
• 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
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
Nutrientes
Suprimento
alimentar –
produção
fitoplanctônica
Produtividade polar
Produtividade temperada
Luz
(Lalli & Parsons 1997 mod.)
Produtividade tropical
Inverno Primavera Verão
Outono
Inverno
Variação temporal de nutrientes
em função da termoclina
Polar
Temperado
Tropical
Inverno
Primavera
Verão
Outono
Variação temporal da biomassa planctônica
Fitoplâncton
zooplâncton
Área do Atlântico Norte
J F M A M J J A S O N D
Variação temporal da biomassa planctônica
Fitoplâncton
Zooplâncton
J F M A M J J A S O N D
J F M A M J J A S O N D
Áreas Ártica e
Antártica
Áreas Tropicais
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
Normal
El Niño
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
Teias 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.
Carnívoro terciário
Carnívoro secundário
Carnívoro primário
Herbívoros
Plantas
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.
Zooplâncton nas teias alimentares
•
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
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
Bottom-up
Predação
Biomassa zooplâncton
Suprimento alimentar
Predação
Biomassa zooplâncton
Suprimento alimentar
Top-down
Predação
Biomassa zooplâncton
Suprimento alimentar
Predação
Biomassa zooplâncton
Suprimento alimentar
Métodos de Estudos do Plâncton
Métodos de coleta
Vantagens:
Amostras discretas, certeza do
volume amostrado
Não destrói organismos frágeis
Garrafas
Pode-se determinar vários
parâmetros da água
Desvantagens:
Garrafas de
Nansen
Vários organismos são capazes de
escapar
Pequeno volume de água coletado
Redes para coleta de
fitoplâncton
Informacão qualitativa.
Permite detectar presença de espécies
que se encontram em baixa concentração
que não se detectam nas contagens.
Identificação in vivo
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
O método da sedimentação
(método do microscópio invertido ou método de Utermöhl, 1958)
Sub amostragens
2 L- garrafa
100 mL fixados
20 mL sedimentados
Volume a ser preservado
Mar – 500 a 2000 mL
Águas pouco produtivas – 200 a 1000 mL
Águas muito produtivas – 2 a 10 mL
Câmaras simples
Método Utermöhl, 1958
(câmaras de sedimentação)
Volume das câmaras f (tamanho amostra):
5 - 100 ml
Câmaras compostas
Como estudar? (Metodologia)
Analisar amostras vivas
Estruturas de locomoção
Coloração
Morfologia
Como estudar? (Metodologia)
Aumento adequado
100x
400x
Como estudar? (Microscopia ótica)
Campo claro
Contraste de fase
Campo diferencial DIC
20 µm
Histioneis hippoperoides
Ceratium geniculatum
Histioneis michellana
Ceratium geniculatum
Como estudar? (Microscopia Eletrônica)
Varredura (Scanning)
Transmissão
N
www-ocean.tamu.edu
Ornithocercus magnificus
Rhodomonas
Microscopia fluorescência
bactéria
heterotrófica
diatomácea
cianobactéria
flagelado
heterotrófico
Luz azul
Luz UV - DAPI
O QUE VEMOS?
cianobactéria
Luz verde
Organismos (foto) autotróficos
Dinophysis
(fissão binária)
cloroplastos
Ciliado
fotoautotrófico com
cloroplastos de
criptofíceas
núcleo
10 µm
AZUL
ULTRA VIOLETA
VERDE
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
PRODUÇÃO DE MICROALGAS & SUAS UTILIZAÇÕES
salinidade
luz
Macronutrientes
temperatura
água
pH
NO3
SO4
Requerimentos Nutritivos
Requerimentos Físicos
Alimento para o
Homem
PO4
Micronutrientes
E
Metais traços
Produção de O2
CULTIVO DE MICROALGAS
Tratamento de efluentes
domésticos
e/ou recuperação de água
Fermentação biológica – gás
metano
E bioconversão de energia
Indústria química e
farmacêutica
Moluscos
Larva de Peixes
Suplemento alimentar
para animais
Aquacultura
Zooplâncton
Larva de crustáceos
Importância do Zooplâncton
• 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.