Estudo ecol?gico de Metania spinata (Porifera) na Lagoa Verde, Minas Gerais, Brasil, e an?lise isot?pica de oxig?nio em esp?culas, visando interpreta??o paleoambiental.

Programa de P?s-Gradua??o em Evolu??o Crustal e Recursos Naturais. Departamento de Geologia. Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.Esponjas de ?gua doce (Porifera, Demospongiae) s?o produtoras de estruturas de bios?lica denominadas esp?culas, com extraordin?rio valor taxon?mico, e que podem apresentar-se em mais de uma categoria, conforme a esp?cie, tendo reconhecida utiliza??o como marcadores ambientais. As popula??es dessas esponjas vivem em condi??es ambientais espec?ficas e mudan?as nestes ambientes provocam respostas que se traduzem na produ??o das diferentes categorias de esp?culas. As esp?culas s?o depositadas e preservam-se no sedimento de ambiente l?mnico ap?s a morte da esponja. Quando h? grandes concentra??es de esp?culas no sedimento, estes constituem espongilitos. Os dep?sitos de espongilitos no noroeste de Minas Gerais (Brasil) s?o extensos, ocorrendo em aproximadamente 80 lagoas circulares ou semicirculares, e ocupam uma ?rea de cerca de 45 Km2. Os espongilitos representam recurso mineral importante na ind?stria cer?mica. O processo de forma??o dos espongilitos dessa regi?o ocorre h? pelo menos 28 mil anos, havendo ainda hoje popula??es de esponjas que continuamente contribuem para os dep?sitos de esp?culas. Para compreender a forma??o dos dep?sitos, ? necess?rio estudar o ciclo de vida dos organismos que os formam. O conhecimento ecol?gico relacionado ?s esponjas, bem como a caracteriza??o das diferentes esp?culas e a sua rela??o com o ambiente em que se formaram, trazem informa??es fundamentais sobre as condi??es paleoambientais de deposi??o dos sedimentos formadores de espongilitos. Tais informa??es podem indicar se havia disponibilidade constante de ?gua, ou se ocorriam eventos de estiagem. Bios?licas de diatom?ceas e fit?litos t?m sido intensamente estudadas atrav?s de t?cnicas de an?lises de is?topos de oxig?nio, que mostram uma rela??o termodependente com o valor de sua composi??o isot?pica menos o valor da composi??o isot?pica da ?gua em que se formou. Estas t?cnicas permitem determinar as condi??es t?rmicas durante a forma??o dos dep?sitos no passado atrav?s das bios?licas sedimentadas. Neste sentido, testar a t?cnica de an?lise de is?topos de oxig?nio em s?lica biog?nica de esponjas visa ? sua valida??o como marcadora da paleotemperatura se o fracionamento isot?pico em esp?culas ocorre em equil?brio com a ?gua da sua forma??o. A Lagoa Verde, no noroeste de Minas Gerais onde a esp?cie Metania spinata (Carter, 1881) ocorre atualmente em abund?ncia, foi selecionada para este trabalho, sendo esta esp?cie a que mais contribuiu para a forma??o dos dep?sitos de espongilitos. Tanto os estudos ecol?gicos da esponja nesta regi?o, como as t?cnicas de is?topos de oxig?nio, tiveram por objetivo contribuir para a interpreta??o paleoambiental durante a forma??o dos espongilitos. O estudo ecol?gico de M. spinata, que produz quatro categorias de esp?culas ao longo do seu ciclo biol?gico (megascleras alfa e beta, microscleras e gemoscleras) determinou a ?poca de eclos?o das g?mulas, o desenvolvimento dos esp?cimes, a forma??o das g?mulas e a morte sazonal das esponjas. ? partir de um dado momento do ciclo de vida, as esponjas amostradas apresentaram uma sequencia temporal de s?ntese de diferentes categorias de esp?culas, relacionadas com a precipita??o de chuvas, concentra??o de sil?cio, n?vel d??gua da lagoa, temperatura d??gua e balan?o entre a entrada e sa?da de ?gua no sistema calculada de forma indireta (precipita??o ? evapotranspira??o). As diferentes fun??es de cada esp?cula colaboram com as paleointerpreta??es onde h? sedimentos com diferentes composi??es espiculares. Os testes de an?lise isot?pica de oxig?nio nas esp?culas das esponjas apresentaram resultado inverso (+0,3?/?C) aos estabelecidos para diatom?ceas e fit?litos (-0,2 a - 0,4?/?C). O resultado sugere um fracionamento cin?tico, de causa biol?gica. Entretanto, a rela??o entre a composi??o isot?pica das esp?culas com a composi??o isot?pica da ?gua do momento da amostragem ? diretamente proporcional e incita aten??o (R2=0,8, p<0,01). Novos testes se fazem necess?rios para compreender se ap?s a morte da esponja e consequente dep?sito das esp?culas, estas podem sofrer altera??es isot?picas com o meio, ou se a assinatura isot?pica das esp?culas ? proporcionalmente fiel ? composi??o isot?pica da ?gua enquanto houver atividade fisiol?gica da esponja e, portanto, dependente da a??o de enzimas espec?ficas da s?ntese (silicate?na) e remodelamento (silicase) da bios?lica.Freshwater sponges (Porifera, Demospongiae) are producers of biosilica structures called spicules, with extraordinary taxonomic value and can be presented in more than one category, depending on the species, having recognized use as environmental markers. Populations of sponges live in specific environmental conditions and changes in these environments provoke responses that result in the production of various categories of spicules. The spicules are deposited and preserved in the limnological sediment after the death of the sponge. Sediments with high concentrations of spicules form the spongilite deposits. Spongilite deposits in northwestern Minas Gerais (Brazil) are extensive, occurring in approximately 80 ponds circular or semicircular, and occupy an area of about 45 km2. The spongilite represent important mineral resource in the ceramic industry. The process of formation of spongilitein in this region occurs for at least 28,000 years and even now populations of sponges continually contribute to the deposits of spicules. To understand the formation of the spongillite deposits, it is necessary to study the life cycle of the sponges. The ecological knowledge related to sponges, as well as the characterization of different spicules and their relationship with the environment in which they were formed, bring fundamental information about the paleoenvironmental conditions of deposition of sediments that form the spongilite. Such information may indicate whether there was constant availability of water, or drought events occurred. Diatoms and phytoliths biosilicas have been intensively studied by techniques of analysis of oxygen isotopes, which show a thermal dependent relation to the value of their isotopic composition less the value of the isotopic composition of the water in which they were formed. These techniques allow to determine the thermal conditions during the formation of deposits in the past through the sedimented biosilicas. Analysis of oxygen isotopes technique in biogenic silica of sponges aims to validate paleothermal marker when the isotopic fractionation in spicules occurs in equilibrium with the water in which they are formed. The Green Lagoon in northwest of Minas Gerais where Metania spinata (Carter, 1881) species currently occurs in abundance, was selected for this work. The Metania spinata species contributed most to the spongilite deposits. Both ecological studies of sponge in this region as the techniques of oxygen isotopes, aimed to contribute to paleoenvironmental interpretation of spongillite deposits. The ecological study of M. spinata, which produces four spicules categories throughout its life cycle (megascleras alpha and beta, and microscleras gemoscleras) determined the time of hatching of gemmules, the development of the specimens, the formation of gemmules and death seasonal sponges. From a given point in the life cycle, the sponges sampled showed a temporal sequence of synthesis of different categories of spicules, related to precipitation, the concentration of silicon, water level, water temperature and balance between the input and water outlet in the system calculated indirectly (precipitation - evapotranspiration). The different functions of each spicules collaborate with paleointerpretations where there are sediments with different spicular compositions. Isotopic analysis of oxygen in the spicules of sponges showed an opposite result (+ 0.3 ?/?C) to those for diatoms and phytoliths (-0.2 to -0.4 ?/?C). The result suggests a kinetic fractionation of biological cause. However, the ratio between the isotopic composition of spicules with the isotopic composition of water of simultaneous sampling is directly proportional and calls attention (R2 = 0.8, p