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

nte

s

Lu

z

Suprimento alimentar – produção fitoplanctônica

(Lalli & Parsons 1997 mod.)

Variação temporal de nutrientes em função da termoclina

Inverno Primavera Verão Outono P

ola

r

Tem

pera

do

T

rop

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