Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Ecologia, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-08-01T18:24:37Z No. of bitstreams: 1 2017_ElisaAraújoCunhaCarvalhoAlvim.pdf: 3783013 bytes, checksum: c6be42b7926f3045f0c8a4ff8d085ae2 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-08-24T18:55:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_ElisaAraújoCunhaCarvalhoAlvim.pdf: 3783013 bytes, checksum: c6be42b7926f3045f0c8a4ff8d085ae2 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-24T18:55:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_ElisaAraújoCunhaCarvalhoAlvim.pdf: 3783013 bytes, checksum: c6be42b7926f3045f0c8a4ff8d085ae2 (MD5) Previous issue date: 2017-08-24 / O objetivo do estudo foi investigar a relação entre concentrações elementares em diferentes compartimentos de lagoas oligotróficas naturais do Cerrado e o papel dos produtores primários no fluxo de nutrientes e interações tróficas ao longo da cadeia alimentar. As lagoas do Henrique, Exército e Bonita pertencem à Bacia hidrográfica do Alto Rio Paraná, e as lagoas Cabocla e Grande pertencem à Bacia hidrográfica do São Francisco. A concentração de carbono e potássio foi maior nas macrófitas, enquanto que a concentração de nitrogênio, fósforo e cálcio foi maior no perifíton. As macrófitas apresentaram maiores valores para a razão molar C:N e C:P, já a razão N:P foi maior no sedimento. As razões molares indicaram limitação por fósforo em todos os compartimentos. As macrófitas podem ser consideradas uma fonte a longo prazo de nutrientes, enquanto o perifíton apresenta uma dinâmica mais lábil. As concentrações dos elementos Al, Pb, Ti, Cr e Fe apresentaram diferença significativa entre as lagoas das duas bacias hidrográficas estudadas, enquanto as concentrações de Mn, Cu e Zn variaram sazonalmente. Esses elementos apresentaram maiores concentrações na bacia do Paraná e as diferenças são mais evidentes entre macrófitas e perifíton. As comunidades de macrófitas apresentam pouca similaridade entre as duas bacias o que pode estar associado às diferenças nas concentrações de elementos-traço. Os valores de δ13C permitiram separar as macrófitas em função de seu hábito de vida. O perifíton predominou como principal fonte de alimento para a fauna associada, com contribuição média de 63%. A macrófita submersa apresentou maior abundância de fauna associada e biomassa de algas quando comparada a macrófita emergente, evidenciando o papel como abrigo e refúgio e contribuindo para a estrutura física do ecossistema. O presente estudo permitiu o aprofundamento do conhecimento acerca do funcionamento biogeoquímico desses ambientes e das relações entre diferentes componentes da cadeia trófica. / The objective of this study was to investigate the concentrations of elements within three compartiments of natural oligotrophic ponds of Cerrado. We also investigated the role of primary producers in the nutrient fluxes and trophic interactions along the food web. The Henrique, Exército and Bonita ponds belong to the Upper Paraná River Basin, and the Cabocla and Grande ponds belong to the São Francisco River Basin. Carbon and potassium concentrations were highest in the aquatic macrophytes, while nitrogen, phosphorus and calcium concentrations were highest in the periphyton. The aquatic macrophytes exhibited the highest values of C:N and C:P molar ratios, while N:P highest values were found in the sediment. The molar ratios indicated that all compartments are limited by phosphorus. Aquatic macrophytes can be considered a more recalcitrant source of nutrients, while the periphyton are more labile. The concentrations of the elements Al, Pb, Ti, Cr and Fe differed significantly between the ponds of the two hydrological basins; while concentrations of Mn, Cu and Zn varied seasonally. These elements showed the highest concentrations in the Paraná River Basin, and differences are more striking for aquatic macrophytes and periphyton. Macrophyte communities have little similarity between the two basins, which may be associated with differences in trace element concentrations. The δ13C values separated the macrophytes according to their life habits. Periphyton predominated as the main food source for the associated fauna, with an average contribution of 63%. Submerged macrophytes exhibited greater abundance of associated fauna and algal biomass when compared to emergent macrophytes. This macrophyte can play a role as a shelter and refuge contributing to the physical structure of the aquatic ecosystem. The present study indicated relevant aspects of biogeochemical functioning of these peculiar environmentsof Cerrado and trophic relations.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biologia Microbiana, 2016. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2016-04-26T12:39:21Z No. of bitstreams: 1 2016_RafaellaSilveiraSousa.pdf: 2788761 bytes, checksum: 8b38afc8167c87aa341be9a9d56591bb (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-04-26T18:02:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_RafaellaSilveiraSousa.pdf: 2788761 bytes, checksum: 8b38afc8167c87aa341be9a9d56591bb (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-26T18:02:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_RafaellaSilveiraSousa.pdf: 2788761 bytes, checksum: 8b38afc8167c87aa341be9a9d56591bb (MD5) / Lagoas naturais rasas e oligotróficas do Cerrado abrigam elevada biodiversidade. No entanto, ainda não existem estudos sobre as comunidades microbianas presentes no sedimento desses ambientes aquáticos. O objetivo deste estudo foi caracterizar a diversidade dos domínios Bacteria e Archaea presentes no sedimento de duas lagoas naturais do Cerrado (Lagoa Bonita na Estação de Águas Emendadas - Planaltina/DF e Lagoa Cabocla no Campo de Instrução de Formosa - Formosa/GO). Água e sedimento (0-5 cm) foram coletados em diferentes estações (transição chuva-seca, seca, transição seca-chuva e chuva) entre maio de 2014 e março de 2015. As características físicas e químicas das amostras de água e sedimento foram avaliadas. O perfil das comunidades bacterianas foi analisado usando PCR/DGGE e a riqueza e diversidade de grupos do domínio Bacteria e Archaea por meio de pirosequenciamento do gene 16S rRNA. A água nas duas lagoas apresentou pH levemente ácido, baixa condutividade elétrica, concentrações de oxigênio dissolvido menores que 7,19 mg/L e temperatura entre 21 e 28ºC. O sedimento apresentou pH ácido, altos teores de matéria orgânica, baixa saturação por bases e elevada acidez potencial. As análises da estrutura da comunidade bacteriana avaliada (Dice/UPGMA) a partir dos perfis de géis DGGE indicaram alta similaridade entre as comunidades das duas lagoas com maior diferenciação em relação às estações. A partir da análise de sequências do gene 16S rRNA, foram identificados o total de 45 filos bacterianos e um grupo de bactérias não classificadas na hierarquia taxonômica inferior. Seis filos (Proteobacteria, Acidobacteria, Chloroflexi, Firmicutes, Planctomycetes e Nitrospirae) foram considerados abundantes, com frequência ≥ 1% em todas as estações, nas duas lagoas. Foram encontrados outros nove filos abundantes (Actinobacteria, Bacteroidetes, OP8, Chlamydiae, Chlorobi, Spirochaetae, TM6, Verrucomicrobia e WD272) e o grupo não classificado (unclassified Bacteria) em pelo menos uma estação nas duas lagoas. Foi observada ainda a presença de quatro filos bacterianos únicos (Caldiserica, KB1, e WS6 e Synergistetes) em menor abundância na Lagoa Bonita, enquanto na Lagoa Cabocla foi recuperado apenas um filo bacteriano único (BHI80-139). Quanto aos grupos pertencentes ao domínio Archaea, foram identificados três filos (Crenarchaeota, Euryarchaeota e Thaumarchaeota) e dois grupos de Archaea não classificadas (uncultured archaeon e unclassified Archaea). Apenas Euryarchaeota e Thaumarchaeota foram considerados abundantes nas duas lagoas e nos diferentes períodos. Relações dos filos de Bacteria e Archaea foram avaliadas em associação com as variáveis da água (temperatura, pH, condutividade elétrica, oxigênio dissolvido e profundidade da coluna d’água), bem como carbono e nitrogênio totais no sedimento, além da razão C:N. O pH da água, a condutividade elétrica e a profundidade foram as variáveis de maior importância relativa sobre a abundância da maioria dos filos testados. A riqueza de bactérias foi maior na Lagoa Cabocla, enquanto a riqueza e a diversidade de arqueias foram maiores na Lagoa Bonita. Nas duas lagoas, a sazonalidade influenciou a riqueza de arqueias e teve efeito sobre diversidade de bactérias, que foram maiores na estação seca em relação ao período de transição chuva-seca. A presença de microrganismos aeróbios e anaeróbios encontrados no sedimento destas lagoas pode ser um indicativo da ocorrência de interações entre o sedimento e corpo d’água gerando micro sítios heterogêneos para o estabelecimento de grupos com uma ecologia tão diferenciada. Os resultados deste estudo compreendem um conjunto de informações básicas e inéditas a respeito dos ambientes aquáticos prístinos no Cerrado contribuindo na ampliação dos conhecimentos sobre a diversidade e ecologia dos organismos que são importantes componentes das funções ecossistêmicas. Essa informação pode contribuir para a avaliação e planejamento de estratégias de conservação dos ecossistemas aquáticos no Cerrado. _______________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Natural shallow and oligotrophic lakes of Cerrado harbor high biodiversity. However, there are no studies about the microbial communities present in the sediment of these aquatic environments. The objective of this work was to characterize the diversity of the Bacteria and Archaea domains in the sediment of two natural lakes of Cerrado (Lagoa Bonita located in Estação de Águas Emendadas – Planaltina/DF and Lagoa Cabocla located in Campo de Instrução de Formosa – Formosa/GO). Water and sediment (0-5 cm) samples were collected from different seasons (transition rainy-dry, dry, transition dry-rainy and rainy season) between May 2014 and March 2015. Physical and chemical characteristics of water and sediment samples were evaluated. Bacterial communities profile was analyzed using PCR/DGGE and the richness and diversity of Bacteria and Archaea domains by pyrosequencing of the 16S rRNA gene. The water in the both lakes showed lightly acidic pH, low electrical conductivity, dissolved oxygen concentrations less than 7.19 mg/L and temperature between 21 and 28ºC. The sediment showed acid pH, high organic matter content, low base saturation and high potential acidity. The analysis of the structure of the evaluated bacterial community (Dice/UPGMA) from profiles of DGGE gels showed high similarity between the communities of the two lakes with greater differentiation in relation to the seasons. From the sequence analyses of 16S rRNA gene, were identified a total of 45 phyla and a group of bacteria not classified in the lower taxonomic hierarchy. Six phyla (Proteobacteria, Acidobacteria, Chloroflexi, Firmicutes, Planctomycetes and Nitrospirae) were considered abundant, with frequency ≥ 1% in all seasons, in the two lakes. Nine abundant phyla (Actinobacteria, Bacteroidetes, OP8, Chlamydiae, Chlorobi, Spirochaetae, TM6, Verrucomicrobia and WD272) and the bacterial group not classified (Unclassified Bacteria) were found in the two lakes at least in one season. We observed the presence of four single bacterial phyla (Caldiserica, KB1, e WS6 and Synergistetes) in lower abundance in the Lagoa Bonita, while in Lagoa Cabocla only one single bacterial phyla (BHI80-139) was recovered. Regarding the groups belonging to the Archaea domain, were identified three phyla (Crenarchaeota, Euryarchaeota and Thaumarchaeota) and two archaeal groups not classified (uncultured archaeon and Unclassified Archaea). Only Euryarchaeota and Thaumarchaeota were considered abundant in the two lakes and in different periods. Relationship of the Bacteria and Archaea phyla were evaluated in combination with water variables (temperature, pH, electrical conductivity, dissolved oxygen and depth of water column) as well as carbon and total nitrogen in the sediment, besides the C:N ratio. The water pH, the electrical conductivity and the depth were the variables of greater relative importance on the abundance of most phyla tested. The bacterial richness was greater in the Lagoa Cabocla, while the archaeal richness and diversity were greater in the Lagoa Bonita. In the two lakes, the seasonality influenced the archaeal richness and had effect on the diversity of Bacteria, which was higher in the dry season compared to transition rain-dry period. The presence of aerobic and anaerobic microorganisms found in the sediment of these lakes, may be indicative the occurrence of interactions between sediment and water body generating heterogeneous microsites for the establishment of groups with such a differentiated ecology. The results of this study include a set of basic and novel information about pristine aquatic environments in the Cerrado, contributing to the expansion of knowledge about the diversity and ecology of the organisms that are important components of ecosystem functions. This information can contribute to the evaluation and planning of conservation strategies for aquatic environments in the Cerrado.

Tendo como base o escasso conhecimento dos efeitos causados por eucaliptos sobre a biota aquática e o intenso plantio em áreas de entorno de inúmeros lagos no Vale do rio Doce, o presente estudo avaliou a extração, identificação e os efeitos tóxicos dos compostos naturais presentes nas folhas de Eucalyptus grandis e E. urophylla das áreas de entorno das lagoas Palmeirinha e Ferruginha, respectivamente, através de destilação por arraste a vapor de água, cromatografia gasosa de alta resolução (CGC), análise por infravermelho e testes ecotoxicológicos com as águas de decomposição das folhas (laboratório), com os óleos essenciais, extratos hidroalcólicos e aquosos das folhas da serapilheira, 30 e 60 dias após contato com as lagoas. Nos testes de toxicidade foram utilizados organismos zooplanctônicos (Daphnia similis, Daphnia laevis e Ceriodaphnia silvestrii) e bentônicos (Chironomus xanthus). As folhas de E. grandis apresentaram maior rendimento de óleo essencial que as de E. urophylla, tendo sido identificado maior número de substâncias nas folhas de E. urophylla. No caso dos extratos o E. grandis apresentou maior rendimento dos extratos hexânicos, tanto na primeira como na segunda etapa de extração enquanto o E. urophylla apresentou maior rendimento de extrato etanólico. Verificou-se como principais compostos nos extratos de E. urophylla esteróides e triterpenos. Os resultados dos testes de toxicidade aguda realizados com a água de decomposição das duas espécies de eucaliptos mostraram efeito tóxico a Daphnia similis, D. laevis e C.silvestrii e Chironomus xanthus o qual, entretanto, diminuiu com o aumento do tempo de decomposição. Os óleos essenciais apresentaram efeito tóxico em todos os testes realizados com cladóceros (folhas da serapilheira, 30 e 60 dias), assim como os extratos hidroalcoólicos (menos polares) a Chironomus xanthus e aquosos (mais polares) à D. similis e D. laevis verificou-se, portanto, no presente estudo, que os compostos naturais presentes nas folhas de E. grandis e E. urophylla podem afetar a biota aquática, sendo importante o monitoramento de ambientes aquáticos circundados por monoculturas de Eucalyptus spp. / Based on the scarce knowledge of the effect caused by eucalyptus on aquatic biota and the intense plantation in the surroundings of innumerable lakes in the Valley of Rio Doce, the present study evaluated extraction, identification and toxic effect of natural compounds found in leaves of Eucalyptus grandis and E. urophylla nearby Palmeirinha and Ferruginha lagoons, respectively, through vapor dragging distillation, high resolution gas chromatography (HRGC), Infrared spectroscopy (IR) and ecotoxicological tests with leaves decomposition water (laboratory), essential oils, hydroalcoholic and aqueous extracts of litter leaves, and after 30 and 60 days in contact with the lagoons. For the toxicity tests, zooplanktonic (Daphnia similis, Daphnia laevis and Ceriodaphnia silvestrii) and benthic (Chironomus xanthus) organisms were used. The leaves of E. grandis showed higher outcome of essential oils compared to E. urophylla, being identified a higher number of substances in E. urophylla leaves. In the case of extracts, E. grandis showed higher outcome of hexanic extracts in the first and second steps of extractions, while E. urophylla presented higher outcome of ethanolic extracts. The main compounds found in E. urophylla extracts were steroids and triterpenes, and in E. grandis were saponins, steroids and triterpenes. The results of the acute ecotoxicological tests carried out with decomposition water of both eucalyptus species showed toxic effect to Daphnia similis, D. laevis, C. silvestrii and Chironomus xanthus, which, however, decreased with decomposition time. The essential oils, showed toxic effect in all tests performed with cladocerans (litter leaves, 30 and 60 days), as well as the hydroalcoholic extracts to Chironomus xanthus and aqueous to D. similis and D. laevis. Thus, it was verified, in the present study, that the natural compounds found in E. grandis and E urophylla leaves can affect the aquatic biota, being important the monitoring of aquatic environments surrounded by Eucalyptus monocultures.

Tendo como base o escasso conhecimento dos efeitos causados por eucaliptos sobre a biota aquática e o intenso plantio em áreas de entorno de inúmeros lagos no Vale do rio Doce, o presente estudo avaliou a extração, identificação e os efeitos tóxicos dos compostos naturais presentes nas folhas de Eucalyptus grandis e E. urophylla das áreas de entorno das lagoas Palmeirinha e Ferruginha, respectivamente, através de destilação por arraste a vapor de água, cromatografia gasosa de alta resolução (CGC), análise por infravermelho e testes ecotoxicológicos com as águas de decomposição das folhas (laboratório), com os óleos essenciais, extratos hidroalcólicos e aquosos das folhas da serapilheira, 30 e 60 dias após contato com as lagoas. Nos testes de toxicidade foram utilizados organismos zooplanctônicos (Daphnia similis, Daphnia laevis e Ceriodaphnia silvestrii) e bentônicos (Chironomus xanthus). As folhas de E. grandis apresentaram maior rendimento de óleo essencial que as de E. urophylla, tendo sido identificado maior número de substâncias nas folhas de E. urophylla. No caso dos extratos o E. grandis apresentou maior rendimento dos extratos hexânicos, tanto na primeira como na segunda etapa de extração enquanto o E. urophylla apresentou maior rendimento de extrato etanólico. Verificou-se como principais compostos nos extratos de E. urophylla esteróides e triterpenos. Os resultados dos testes de toxicidade aguda realizados com a água de decomposição das duas espécies de eucaliptos mostraram efeito tóxico a Daphnia similis, D. laevis e C.silvestrii e Chironomus xanthus o qual, entretanto, diminuiu com o aumento do tempo de decomposição. Os óleos essenciais apresentaram efeito tóxico em todos os testes realizados com cladóceros (folhas da serapilheira, 30 e 60 dias), assim como os extratos hidroalcoólicos (menos polares) a Chironomus xanthus e aquosos (mais polares) à D. similis e D. laevis verificou-se, portanto, no presente estudo, que os compostos naturais presentes nas folhas de E. grandis e E. urophylla podem afetar a biota aquática, sendo importante o monitoramento de ambientes aquáticos circundados por monoculturas de Eucalyptus spp. / Based on the scarce knowledge of the effect caused by eucalyptus on aquatic biota and the intense plantation in the surroundings of innumerable lakes in the Valley of Rio Doce, the present study evaluated extraction, identification and toxic effect of natural compounds found in leaves of Eucalyptus grandis and E. urophylla nearby Palmeirinha and Ferruginha lagoons, respectively, through vapor dragging distillation, high resolution gas chromatography (HRGC), Infrared spectroscopy (IR) and ecotoxicological tests with leaves decomposition water (laboratory), essential oils, hydroalcoholic and aqueous extracts of litter leaves, and after 30 and 60 days in contact with the lagoons. For the toxicity tests, zooplanktonic (Daphnia similis, Daphnia laevis and Ceriodaphnia silvestrii) and benthic (Chironomus xanthus) organisms were used. The leaves of E. grandis showed higher outcome of essential oils compared to E. urophylla, being identified a higher number of substances in E. urophylla leaves. In the case of extracts, E. grandis showed higher outcome of hexanic extracts in the first and second steps of extractions, while E. urophylla presented higher outcome of ethanolic extracts. The main compounds found in E. urophylla extracts were steroids and triterpenes, and in E. grandis were saponins, steroids and triterpenes. The results of the acute ecotoxicological tests carried out with decomposition water of both eucalyptus species showed toxic effect to Daphnia similis, D. laevis, C. silvestrii and Chironomus xanthus, which, however, decreased with decomposition time. The essential oils, showed toxic effect in all tests performed with cladocerans (litter leaves, 30 and 60 days), as well as the hydroalcoholic extracts to Chironomus xanthus and aqueous to D. similis and D. laevis. Thus, it was verified, in the present study, that the natural compounds found in E. grandis and E urophylla leaves can affect the aquatic biota, being important the monitoring of aquatic environments surrounded by Eucalyptus monocultures.