Fitoplâncton no lago Guaíba: variação espacial e temporal da comunidade e sua relação com variáveis limnológicas e coliformes fecais

Abstract

O fitoplâncton é uma comunidade composta por organismos fotossistetizantes que possuem ecologia bem conhecida e apresentam respostas rápidas às alterações ambientais, através da composição, riqueza, diversidade e abundância da comunidade. Já os coliformes fecais, bactérias heterotróficas termotolerantes, fornecem a melhor indicação da contaminação fecal na água. A interação entre esses organismos era desconhecida e não tinha sido ainda abordada no Lago Guaíba, o principal sistema hídrico, que banha a cidade e região metropolitana de Porto Alegre. Este estudo teve como objetivo principal conhecer os atributos da comunidade fitoplanctônica, sua variação espacial e temporal, relacionando com as variáveis físicas, químicas e de contaminação microbiológica da água em diferentes escalas temporais e espaciais. Nesta pesquisa, as amostragens de fitoplâncton foram realizadas na subsuperfície da água, mensalmente em seis pontos, três situados na margem esquerda e três no canal de navegação do Lago Guaíba, considerando a variação das concentrações de Escherichia coli, entre janeiro/2021 e abril/2022, totalizando 90 amostras. Medidas e análises das variáveis físicas e químicas (temperatura, transparência, profundidade, turbidez, condutividade, pH, oxigênio dissolvido, saturação de oxigênio, demanda bioquímica de oxigênio, nitrogênio amoniacal, nitrito, nitrato e fósforo total da água) e concentração de E. coli também foram obtidas. O Capítulo 1 apresenta o estudo realizado no Lago Guaíba, um lago raso costeiro aberto, com influxo fluvial e canal sublacustrino situado a leste do Estado do Rio Grande do Sul, Brasil, e o objetivo geral foi conhecer os atributos da comunidade fitoplanctônica e sua variação espacial e temporal no Lago Guaíba, relacionando com as variáveis físicas, químicas com enfoque na relação entre fitoplâncton e Escherichia coli. Os resultados demonstraram que a comunidade fitoplanctônica esteve distribuída em 13 classes taxonômicas e 108 gêneros. As classes Bacillariophyceae, Chlorophyceae, Chrysophyceae e Chlamydophyceae e, os gêneros Bicosoeca, Nitzschia, Chlamydomonas, Desmodesmus e Pteromonas foram os mais representativos em número de espécies. A densidade fitoplanctônica apresentou variação sazonal, com tendência ao decréscimo (18 a 63 ind.mL-1 ) nas estações de inverno e início da primavera e aumento expressivo no verão (3.329 a 8.751 ind.mL-1 ). Contudo, a diferença espacial entre os pontos, não foi significativa. A riqueza de espécies variou entre o valor mínimo de três espécies e valor máximo de 60 espécies, apresentando diferença significativa entre os pontos e períodos de amostragem (p < 0,05). Os maiores valores registrados de riqueza ocorreram nos pontos situados na margem esquerda, em comparação com os pontos situados no canal de navegação. Com relação às estações do ano, a riqueza foi maior no verão com decréscimo no inverno e outono. A diversidade específica (H’) também apresentou diferença significativa entre os pontos e entre as estações de verão e inverno (p < 0,05). A equitabilidade (J) não apresentou diferença significativa entre os pontos, somente entre estações do ano, com valores médios superiores no outono e inverno. A concentração de Escherichia coli (NMP/100 mL) apresentou variação espacial significativa, com as maiores concentrações registradas nos pontos localizados na margem do lago, com pico máximo de 73.000 NMP/100 mL (julho/2021). A variação da densidade fitoplanctônica no lago esteve influenciada pela temperatura e transparência da água, enquanto as concentrações de E. coli estiveram associadas aos valores mais altos de condutividade, amônia, demanda bioquímica de oxigênio e fósforo total. A correlação entre densidade, diversidade e dominância do fitoplâncton com E. coli foi significativa somente em alguns pontos no Lago Guaíba. A regressão linear confirmou em um determinado ponto de margem, quando houve menor densidade de fitoplâncton ocorreu maior concentração de E. coli, enquanto em um ponto do canal, a maior densidade de fito esteve acompanhada pela menor concentração de E. coli. A riqueza e a diversidade também não foram afetadas pelas maiores concentrações de E. coli, o que pode demonstrar a ausência de competição entre os organismos, podendo haver uma relação de mutualismo. A análise de espécies indicadoras (INDVAL) indicou a ocorrência de nove espécies de fitoplâncton em altas concentrações de Escherichia coli, quais sejam, Aphanocapsa delicatissima, Desmodesmus armatus var. bicaudatus, Merismopedia tenuissima, Micractinium pusillum, Monoraphidium contortun, Mucidosphaerium pulchellum, Nitzschia palea, Pteromonas tenuis e Stephanocyclus meneghinianus, com possibilidade de serem indicadoras de contaminação fecal. O Capítulo 2 apresenta o estudo de Spermatozopsis exsultans, que apresentou elevada densidade (8.751 ind.mL-1 ) no Lago Guaíba, relacionando com algumas variáveis abióticas, até então não exploradas. Spermatozopsis exsultans está distribuída no plâncton de água doce em diferentes países, mas raramente é mencionada em águas brasileiras. O objetivo principal deste estudo, foi mostrar a morfologia e preferência ecológica da espécie, em dois distintos ambientes em sistema subtropical. Para isso, foram utilizados base de dados de estudos diferentes. Os dados obtidos no Lago Guaíba e aos dados do Rio Ibirapuitã, principal sistema hídrico da Área de Preservação Ambiental do Ibirapuitã (APA), localizada na região sudoeste do Estado do Rio Grande do Sul. Amostragem de fitoplâncton foi realizada mensalmente em seis estações no Lago Guaíba (janeiro de 2021 a abril de 2022) e, em seis estações ao longo do curso superior, meio e inferior do Rio Ibirapuitã, no outono e primavera de 2011 e outono de 2012. Os resultados demonstraram que a espécie teve aumento da densidade nas estações de verão, estando correlacionada, positivamente, com temperatura e transparência da água para o Lago Guaíba e, condutividade elétrica para o Rio Ibirapuitã. Trata-se de uma microalga diminuta, cerca de 10 µm de comprimento, curvada espiralada com plastídeo parietal sem pirenoide, com quatro flagelos de tamanho igual. Spermatozopsis exsultans evidenciou ser uma espécie que preferiu águas quentes, ricas em nutrientes e alta luminosidade em sistema subtropical.