Estrutura e dinâmica do fitoplâncton e fatores direcionadores da dominância de cianobactérias em uma lagoa rasa subropical (Lagoa do Peri, SC)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas. Programa de Pós-Graduação em Ecologia, Florianópolis, 2013.Modificações na estrutura da comunidade fitoplanctônica são indicadores sensíveis de alterações naturais ou antrópicas nos mananciais hídricos. A dinâmica do fitoplâncton em ambientes lênticos é controlada por uma interação complexa entre hidrodinâmica, fatores químicos, disponibilidade de luz e herbivoria. As cianobactérias, grupo de extrema importância no fitoplâncton, apresenta ampla distribuição ecológica e geográfica, diferindo substancialmente em termos de atributos funcionais, sendo difícil determinar as condições gerais que promovem suas florações. Persistem, assim, diversas lacunas do conhecimento sobre a estruturação da comunidade fitoplanctônica sob uma condição de prolongada dominância de cianobactérias. A lagoa do Peri apresenta mistura permanente, exibindo isotermia e homogeneidade dos recursos nutricionais ao longo da coluna d?água. Além disso, a constante circulação limita a penetração luminosa, promovendo seleção competitiva das espécies fitoplanctônicas com menores requerimentos de luz. Apesar de apresentar caráter espacialmente homogêneo, a temperatura da água teve uma grande variação sazonal, sendo reconhecida nas análises como uma das variáveis mais determinantes na estruturação do sistema estudado, gerando alternância entre a predominância de poucas espécies. De maneira geral, a diversidade da lagoa do Peri foi baixa, devido principalmente à dominância por poucas espécies de cianobactérias. Os grupos funcionais (sensu Reynolds) selecionados pelo ambiente foram constituídos predominantemente de cianobactérias adaptadas à baixa luminosidade, intensa mistura e temperaturas elevadas. Os nutrientes se mantiveram em níveis considerados limitantes ao crescimento fitoplanctônico, entretanto, tal condição pode configurar uma possível vantagem para as espécies descritoras da lagoa do Peri. Ainda, a baixa concentração de nutrientes dissolvidos do sistema pode estar associada a uma rápida incorporação deste recurso pelas espécies predominantes, já que apresentam habilidades em otimizar o emprego do mesmo. Além disso, a presença eminente da espécie fixadora de nitrogênio Cylindrospermopsis raciborskii foi observada em alta proporção em toda a série temporal, com elevada densidade de heterocitos. Assim, a fixação de nitrogênio parece estar exercendo papel crucial para o sucesso da espécie. As análises realizadas indicaram que os fatores físicos da água foram os principais condutores da dominância das populações de cianobactérias no sistema. De maneira geral, a estrutura e dinâmica do fitoplâncton da lagoa do Peri demonstraram estar relacionadas à limitação por luz e nutrientes dissolvidos - direcionados pelos padrões de mistura - somados a um amplo gradiente temporal de temperatura, promovendo o sucesso de espécies adaptadas a este cenário. Como seria de esperar, considerando-se a localização subtropical da lagoa, os padrões temporais do fitoplâncton parecem ser menos dependentes da sazonalidade, do que em habitats de clima temperados, e mais estreitamente ligados às variações das condições climáticas locais.Abstract : Changes in phytoplankton community structure are sensitive indicators of natural or anthropic modifications in water sources. The dynamics of phytoplankton is controlled by a complex interplay between hydrodynamics, chemical factors, availability of light and nutrients. Cyanobacteria, a group of extreme importance in phytoplankton displays an extensive ecological and geographical distribution, differing substantially in terms of functional attributes, and it is difficult to determine the conditions that promote their blooms. There are many gaps in knowledge about the structure of the phytoplankton community under prolonged dominance of cyanobacteria condition. Peri lake presents a permanent mixing and homogeneity of nutritional resources throughout the water column. Moreover, permanent mix can limited the irradiance by promoting the competitive selection of phytoplankton species with smaller requirements light. One of the most important variables in structuring the system, promoting alternating between the dominance of few species, water temperature presents a large seasonal variation. In general, the diversity of Peri lagoon was low, mainly due to dominance by a few species of cyanobacteria. The functional groups (sensu Reynolds) selected by the environment consisted predominantly of cyanobacteria adapted to low light, elevated temperatures and intense mixing. Nutrients were below the limiting growth levels, however, this fact can set up a possible advantage for the species descriptors of Peri lagoon. Moreover, the low concentration of dissolved nutrients is probably associated with fast incorporation of this feature by the predominant species, since they have ability to optimize the use thereof. In this context, the eminent presence of nitrogen-fixing species Cylindrospermopsis raciborskii was observed in high proportion in the entire series, with a high density of heterocitos. Nitrogen fixation appears to be crucial role for success of this species. The analyzes indicated that physical factors of the water were the main drivers of the dominance of cyanobacterial populations in the system. In general, the structure and dynamics of phytoplankton at Peri lagoon shown to be related to the limitation by light and dissolved nutrients, promoting the success of species adapted to this scenario. As would expect, considering the location of the subtropical lagoon, the temporal patterns of phytoplankton appear to be less dependent on seasonality than in temperate climate habitats, and more closely linked to changes in the local climate