Zooplankton temporal variation and growth of in the north coast of São Paulo, with emphasis on copepod immature stages

O objetivo desta tese foi o estudo da variabilidade temporal, crescimento e produção do zooplâncton metazoário, com ênfase sobre estágios imaturos de copépodes, na região costeira de Ubatuba (SP, Brasil). Para tal, a comunidade zooplanctônica foi estudada durante as estações de verão e inverno em regime de dias alternados, para os anos de 2009 a 2011, através de coletas realizadas com redes de malha de 20 e 100 m. Índices ecológicos como densidade, diversidade e equitabilidade foram calculados. Os estágios imaturos de copépodes foram submetidos a experimentos de coortes artificiais em quatro classes de tamanho (50-80, 80-100, 100-150 e 150-200 m) para a determinação das taxas de crescimento de 14 táxons em diferentes estágios de desenvolvimento. A biomassa foi estimada através de equações de regressão comprimento-peso para o posterior cálculo da produção secundária. A incidência e possíveis efeitos de um protista alveolado parasita (Ellobiopsis sp.) sobre o crescimento de copépodes hospedeiros, com ênfase sobre a família Paracalanidae, também foi avaliada. A comunidade de copépodes esteve representada por 66 espécies e caracterizada por valores relativamente altos de diversidade e equitabilidade em relação aos demais trabalhos na plataforma interna da região sudeste do país. Os copépodes foram o grupo dominante, sendo que estágios naupliares foram os mais comuns para a rede de 20 m, enquanto que copepoditos juvenis dominaram para a rede de 100 m. A densidade do zooplâncton foi altamente variável, sendo os maiores valores registrados para o inverno de 2011 para a malha de 20 m (33.160 ± 23.136 org. m-3) e os menores para o inverno de 2009 para a malha de 100 m (5.393 ± 2.264 org. m-3). As famílias dominantes de copépodes foram Oithonidae, Oncaeidae, Paracalanidae e Acartiidae, sendo a primeira dominante também em termos de biomassa. Os estágios juvenis dos copépodes representaram uma biomassa entre 1,06 a 3,47 mg C m-3 para o inverno de 2010 e verão de 2009 respectivamente. Taxas de crescimento foram obtidas para sete táxons de Calanoida (0,41 ± 0,21 d-1), cinco de Cyclopoida (0,27 ± 0,17 d-1) e dois de Harpacticoida (0,31 ± 0,16 d-1). Os valores de crescimento foram semelhantes entre as diferentes classes de tamanho e as estações do ano, mas foram substancialmente diferentes entre as ordens, sendo geralmente maiores para os Calanoida. A produção média estimada para os estágios imaturos dos táxons dominantes de copépodes foi igual a 0,45 mg C m-3, valor conservativo por não contemplar as espécies de menor densidade e frequência. O crescimento de copépodes da família Paracalanidae, principalmente Parvocalanus crassirostris, foi afetado pelo protista parasita Ellobiopsis sp., uma vez que as fêmeas adultas infectadas foram significativamente menores do que as normais. Cerca de 5% das fêmeas da espécie estiveram infectadas pelo parasita, que provavelmente afeta o crescimento somático e reprodutivo de P. crassirostris, com efeitos ainda desconhecidos em termos de biomassa e produção. As taxas calculadas de crescimento e a produção são semelhantes às de outros trabalhos em regiões tropicais. A abordagem experimental através de coortes artificiais forneceu os primeiros resultados sobre o crescimento de estágios juvenis de copépodes para uma região subtropical do Atlântico Sul Ocidental e demonstrou que a concentração da clorofila-a não foi um fator limitante. Este é um dos poucos trabalhos a disponibilizar dados de crescimento, biomassa e produção de tais estágios em ecossistemas marinhos tropicais e que padroniza o método de coortes artificiais para obtenção do crescimentoThis thesis aimed to evaluate the temporal variability of the metazoan zooplankton density, growth, and production, with emphasis on copepod immature stages in the coastal area of Ubatuba (São Paulo, Brazil). The zooplankton community was studied during summer and winter from 2009 to 2011, by means of sampling with 20 and 100 m mesh-sized nets. Ecological indexes such as density, diversity and evenness were calculated. Growth rates for 14 taxa of copepod juvenile stages were determined by the artificial cohort method, in four size classes and different developmental stages (50-80, 80-100, 100-150 and 150-200 m). Biomass was estimated by the use of length-weight regressions followed by secondary production estimates. The incidence and possible effects of the alveolate parasite Ellobiopsis sp. on the growth of the copepod hosts was also investigated, with emphasis on the Paracalanidae family. The copepod assemblage was represented by 66 species and displayed relatively high diversity and evenness, in comparison to other studies in the inner shelf of the Brazilian southeastern coast. Copepod was the dominant group; nauplii in the 20 m net, and juvenile copepodids in the 100 m net. The zooplankton density was highly variable: the highest densities occurred during winter 2011 in the 20 m samples (33,160 ± 23,136 org. m-3) and the lowest for the winter 2009 in the 100 m samples (5,393 ± 2,264 org. m-3). The dominant copepod families were Oithonidae, Oncaeidae, Paracalanidae and Acartiidae, the former being the main taxa in terms of biomass as well. Juvenile copepod biomass varied between 1.06 and 3.47 mg C m-3 in the winter 2010 and summer 2009, respectively. Growth rates were recorded for seven Calanoida (0.41 ± 0.21 d-1), five Cyclopoida (0.27 ± 0.17 d-1) and two Harpacticoida (0.31 ± 0.16 d-1) taxa. Growth values were similar between the different size classes, seasons and years, but were substantially different between copepod orders (higher rates for the Calanoida). The mean production for all immature copepod stages was 0.45 mg C m-3, a conservative value, since rare species were not accounted for. The growth of the Paracalanidae copepod Parvocalanus crassirostris, was affected by the parasite protist Ellobiopsis sp., since infected adult females were significantly smaller than normal individuals. About 5% of adult females were infected by the parasite, which probably reduced somatic and reproductive growth of P. crassirostris, with potential consequences for biomass accumulation and, consequently, production. Growth and production rates were similar to those found in other studies carried out in tropical regions. The artificial cohort method has been applied here for the first time on the tropical and subtropical Southwest Atlantic, where clorophyl-a concentration was not considered a limiting factor for growth rates. This is one of the few studies providing data on growth, biomass and production for copepod juvenile stages in tropical marine ecosystems and standardizing the artificial cohort method to measure the growth rate