Submitted by Jean Medeiros (jeanletras@uepb.edu.br) on 2016-05-17T12:56:17Z No. of bitstreams: 1 PDF - Maria Rita Nascimento Duarte.pdf: 2708130 bytes, checksum: 83ff7c3f4dd9638f2a12090069b8a8e8 (MD5) / Approved for entry into archive by Secta BC (secta.csu.bc@uepb.edu.br) on 2016-07-21T20:42:27Z (GMT) No. of bitstreams: 1 PDF - Maria Rita Nascimento Duarte.pdf: 2708130 bytes, checksum: 83ff7c3f4dd9638f2a12090069b8a8e8 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-21T20:42:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Maria Rita Nascimento Duarte.pdf: 2708130 bytes, checksum: 83ff7c3f4dd9638f2a12090069b8a8e8 (MD5) Previous issue date: 2016-02-02 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In the Neotropical zone the generalist habit is common among fish populations, especially in semi-arid rivers. In these systems, where the availability of food items varies spatially and temporally, it is expected that a more generalist strategy dominates. However, populations classified as generalist may actually be composed of relatively specialist individuals. This study aims at quantifying the use of food resources and understanding the individual contribution to population niche of Hoplias malabaricus, Geophagus brasiliensis and Prochilodus brevis. Four collections were performed at four sites along the Ipanema (PE) River, in April and July 2007 (wet season) and October 2007 and January 2008 (dry season). Sampling was performed at daylight, using gillnets, manual trawls and cast nets. The specimens collected were fixed in 4% formalin and preserved in 70% ethanol. The diet was quantified using the indirect volumetric method, frequency of occurrence and numeric frequency. Spatial patterns of variation in food items between species were evaluated using the Nonmetric Multidimensional Scaling (NMS). The Multi-Response Permutation Procedure (MRPP) was used to test the significance of differences in diet composition between species, sites and sampling periods. The degree of specialization of each individual was calculated using a proportional similarity index. The amplitude and niche overlap ratios were calculated using the Levins and Bolnick indexes. The graphical analysis of Amundsen was performed in order to correlate the diet composition with the selection of specific prey. The species showed a pattern of distribution and segregation in diet between the sampling sites. The MRPP showed that there were significant differences in the diet composition between species (MRPP, A= 0, 61; p= 0, 00). Geophagus brasiliensis specie showed significant differences between site 1 and site 4 (MRPP, A = 0.14; p = 0.03) and site 2 and site 4 (MRPP, A = 0.16 p = 0, 03), the Prochilodus brevis specie between site 1 and site 3 (MRPP, A = 0.28 p = 0.02) and site 1 and site 4 (MRPP, A = 0.11; p = 0.04). The three species present individual specialization in all sampling sites and in both periods of the hydrological cycle. The species Hoplias malabaricus has a population with most experts individuals, with rest of fish as the dominant item, however, with other individuals in the population consuming a high abundance of specific prey. However Geophagus brasiliensis presented a generalist population, with individuals of the population consuming a variety of items, displaying a relatively high component within phenotype. Prochilodus brevis showed a population with varied feeding strategy, presenting degrees of specialization with the contribution of Cyclotela item and generalization, where food items were consumed by more than half of the population. It was observed that individual specialization is highly correlated with niche overlap, indicating that the smaller the overlap the larger the degree of individual specialization. It is important to emphasize that the greatest degree of individual specialization was observed where there was a greater availability of food resources consumed by the populations. / Na região neotropical o hábito generalista é comum em populações de peixes, especialmente em rios do semiárido. Nesses sistemas onde a distribuição dos itens alimentares varia espacial e temporalmente, espera-se que a estratégia generalista predomine entre as espécies. Este estudo objetiva quantificar a utilização de recursos alimentares e compreender a contribuição individual para o nicho populacional em três espécies de peixes, Hoplias malabaricus, Geophagus brasiliensis e Prochilodus brevis. Foram realizadas coletas em quatro pontos ao longo do rio Ipanema (PE) nos meses de abril e julho de 2007 (período chuvoso) e outubro de 2007 e janeiro de 2008 (período seco). As amostragens foram feitas durante o dia, usando redes de arrasto, espera e tarrafa. Os espécimes coletados foram fixados em formol 4% e preservados em álcool 70%. A dieta foi quantificada usando o método volumétrico indireto, frequência de ocorrência e a frequência numérica. Padrões espaciais de variação de itens alimentares para as espécies foram avaliados por meio Escalonamento Multidimensional Não- Métrico (NMS). O Procedimento de Permutações Múltiplas (MRPP) foi utilizado para testar diferenças na composição da dieta entre as espécies, pontos e períodos de amostragem. O grau de especialização de cada indivíduo foi calculado utilizando um índice de similaridade proporcional. A amplitude e sobreposição de nicho foram calculadas utilizando os índices de Levins e Bolnick. Foi realizada a análise gráfica de Amundsen a fim de relacionar a composição da dieta com a seleção de presas específicas. O MRPP mostrou que houve diferenças significativas na composição da dieta entre as espécies (A = 0,61; p = 0,005). Entre os pontos de coleta a espécie Geophagus brasiliensis apresentou diferenças significativas entre o ponto 1 e ponto 4 (MRPP, A = 0,14 e p = 0,03) e ponto 2 e ponto 4 (MRPP, A = 0,16 e p = 0,03), a espécie Prochilodus brevis entre o ponto 1 e ponto 3 (MRPP, A = 0,28 e p = 0,02) e ponto1 e ponto 4 (MRPP, A = 0,11 e p = 0,04). As três espécies apresentaram especialização individual em todos os pontos de coletas e em ambos os períodos de regime hidrológico. A espécie Hoplias malabaricus apresentou uma população com a maioria dos indivíduos especialistas, apresentando resto de peixe como item dominante, porém, com outros indivíduos da população consumindo uma alta abundância de presas especificas. Geophagus brasiliensis apresentou uma população generalista, com indivíduos da população consumindo uma variedade de itens, exibindo um componente relativamente elevado dentre- fenótipo. Prochilodus. brevis mostrou uma população com estratégia de alimentação variada, apresentando graus de especialização com a contribuição do item alimentar Cyclotela e generalização, onde os itens alimentares tinham sido consumidos por mais da metade da população. Observou-se que a especialização individual está correlacionada com a sobreposição de nicho, indicando que, quanto menor sobreposição maior é o grau de especialização individual. É importante ressaltar que o maior grau de especialização individual foi observado onde houve uma maior riqueza de recursos alimentares consumidos pelas populações.

Innerhalb der letzten zwei Jahrzehnte ist die Entwaldungsrate auf Sumatra, Indonesien stark gestiegen, dies geht einher mit eine Umwandlung von Tieflandwäldern in Ölpalm- (Elaeis guineensis) und Kautschukmonokulturplantagen (Hevea brasiliensis). Es wurde festgestellt, dass Landnutzungsänderungen in landwirtschaftlichen Systemen die Bodennährstoffbestände sowie die Umsatzrate von Bodennährstoffen senkt, dies kann zu einer Abhängigkeit vom Einsetzen von Düngemitteln führen, die nur eine zeitweise Verfügbarkeit von Nährstoffen gewährleistet. Des Weiteren bedroht die Umwandlung von Wald in Monokulturen die hohe Biodiversität, welche in tropischen Wäldern vorherrscht, was wiederum die Funktionsweise des Ökosystems beeinflusst. Der Schwerpunkt dieser Arbeit lag darin, die Auswirkungen der Landnutzungsänderung auf Bodennährstoffhaushalt und Ökosystemdynamiken festzustellen, sowie die Mechanismen die für die Veränderungen verantwortlich sind zu verstehen. Alle Drei Studien waren Teil eines großen interdisziplinären Projekts welches die ökologischen und sozialen Effekte von tropischen Landnutzungsveränderungen untersucht. Die Probenentnahme für jede Studie erfolgte in der Region von Jambi auf Sumatra, Indonesien – ein Gebiet das früher dicht bewaldet war, aber eine starke Entwaldung erfahren hat. Es wurden zwei Landschaften ausgesucht, die sich über ihre vorherrschende Bodentextur und ihren Bodentyp definieren und die Region natürlich repräsentieren: zum einen waren dies lehmige Acrisole und zum anderem tonige Acrisole. In den beiden Bodenlandschaften wurden vier Systeme untersucht: Tieflandregenwald und regenerierter Wald durchsetz mit Kautschukbäumen (hier benannt als „Jungle-rubber“) sowie Monokulturen von Kautschuk (Sein bis 17 Jahre alt) und Ölpalmen (Neun bis 16 Jahre alt). Das Ziel der ersten Studie war zu bewerten, wie sich die Umsatzrate von Stickstoff (N) im Boden in Bezug auf die Umwandlung von Wald in Kautschuk- und Ölpalmplantagen verändert. Die Bruttoumsatzrate von Stickstoff im Boden wurde mit der 15N-Verdünnungsmethode mit in situ Inkubation der Bodenbohrkerne bestimmt. In den Lehm-Acrisolen, in denen die Bodenfruchtbarkeit gering war, waren auch die mikrobielle Biomasse, die Bruttostickstoffmineralisation und die Immobilisierung von Ammonium (NH4+) gering und es wurden keine signifikanten Veränderungen durch die Landnutzung aufgezeigt. Die Ton-Acrisole welche eine höhere Ausgangsfruchtbarkeit, bezogen auf die Referenzflächen, aufwiesen, waren auch einen höheren Anteil an mikrobielle Biomassen sowie durch höhere NH4+-Umwandlungsraten im Vergleich zu den Lehm-Acrisolen gekennzeichnet. In den Ton-Acrisolen hat die Umwandlung von Wald und Jungle-rubber in Kautschuk- und Ölpalmplantagen zu einer Verringerung der Bodenfruchtbarkeit geführt, was wiederum zu einer Reduzierung der mikrobiellen Biomasse und der NH4+-Umwandlungsraten beigetragen hat. Unsere Ergebnisse lassen annehmen, das je höher die Ausgangsbodenfruchtbarkeit und Stickstoffverfügbarkeit im Boden ist, desto höher ist die Reduktionen durch die Landnutzungsänderungen. Das Ziel der zweiten Studie war es, Veränderungen biochemischer Charakteristika des Bodens sowie des Nährstoffbestandes bis 2 m Bodentiefe in den verschiedenen Landnutzungssystemen zu erfassen und die Proportionen der Gesamtvarianz der biochemischer Bodencharakteristika zu bestimmen, die durch die räumlichen Komponenten in unserem experimentellem Design hervorgerufen werden. Der Tongehalb beeinflusst die Bodenfruchtbarkeit und die größeren Nährstoffbestände wurden in den Referenzflächen der Ton-Acrisolen gefunden. Bewirtschaftungspraktiken in den veränderten Landnutzungssystemen übten den größten Einfluss auf Boden-pH, Basensättigung, extrahierbaren Phosphor und austauschbares Natrium aus. Die Mehrheit der biochemischen Bodencharakteristika und der Nährstoffbestände wurden nicht signifikant durch Landnutzungsänderungen verändert. Basierend auf der Varianzkomponentenanalyse der verschachtelten räumlichen Struktur des experimentellen Designs, wurde die Gesamtvarianz von vielen biochemischen Bodencharakteristika durch die Abweichungen zwischen replizierten Plots und nicht durch die unterschiedliche Landnutzung erklärt. Dieses Ergebnis deutet darauf hin, dass wenn man signifikante Effekte von Landnutzungsänderungen auf biochemische Bodencharakteristika feststellen will, die Stichprobenzahl replizierter Plots pro Landnutzungssystem erhöht werden muss. Das Ziel der dritten Studie war es, zwischen direkten Landnutzungseffekten und indirekten „Bottom-up“-Effekten auf ober- und unterirdisch lebende Taxa zu differenzieren. Es wurden allgemeine „Multilevel path“- Modelle (eine Form von Strukturgleichungsmodellen), die eine Berechnung direkter und interaktiver Effekte von Landnutzung mit abiotischen Variablen und „Bottom-up“-Effekten zwischen biotischen Variablen zulassen, auf der Basis von Daten von Pflanzen, Mikroorganismen, Invertebraten der Streuschicht, baumbewohnende Ameisen, Vögeln und Umweltparametern (Boden- und Mikroklimaeigenschaften) entworfen. Die Ergebnisse der „Multilevel path“- Modelle zeigen, dass die Landnutzungsänderungen direkte Effekte auf Pflanzen, unterirdisch lebende Taxa einer niedrigen trophischen Ebene (z.B. Saprobionten und Herbivoren) und baumbewohnende Ameisen haben, fast alle Landnutzungsauswirkungen auf höhere trophische Ebenen von Invertebraten und Vögel waren jedoch „Bottom-up“-kontrolliert. Diese Studie lässt erkennen, dass Landnutzungsveränderungen, direkt und indirekt, ökologische Verschiebungen im großen Rahmen lenken. Die gefundenen Effekte auf höhere trophische Ebenen sind jedoch meistens von den Organismen der darunterliegenden trophischen Ebenen abhängig. Die Stickstoffumsatzraten im Boden und der Umfang der Stickstoffpools, welche in der ersten Studie gemessen wurden, wurden parallel mit Studien zur Stickstoffoxidemission und Stickstoffauswaschung des Bodens durchgeführt, um ein ganzheitliches Bild des Stickstoffhaushaltes in den veränderten Landschaft zu erhalten. Analysen zur Probenoptimierung wurden für die biochemischen Bodencharakteristika der oberen Bodenschicht bis 0,5 m aus der zweiten Studie durchgeführt, um festzustellen was die minimale Anzahl an Replikaten pro Landnutzungstyp ist, um signifikante Unterschiede zwischen den Landnutzungssystemen in unserem experimentellen Design festzustellen. Die Bodenkomponenten die in die „Multilevel path“- Modelle integriert waren, wurden erfasst und direkte Zusammenhänge zwischen diesen Bodeneigenschaften und der Biodiversität des Ökosystems und den Biomassen wurden untersucht, um ein besseres Verständnis davon zu bekommen, welche Rolle Bodennährstoffbeständen für die transformierten Systeme spielen. Insgesamt zeigen die Ergebnisse der drei Studien, dass die Bodennährstoffbestände eine wichtige Komponente des Ökosystems darstellt und Veränderungen der Bodennährstoffbestände durch Landnutzungsänderungen Auswirkungen auf die Biodiversität und die Funktionsweise des Ökosystems haben können.

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L’objectif de ce travail de thèse vise à analyser les effets de quelques pesticides et d’un adjuvant sur des organismes marins, représentatifs de quatre niveaux trophiques, à savoir des micro-algues, un échinoderme, des bivalves et un poisson. L’analyse de la pollu-sensibilité est basée sur l’utilisation de différents bio-essais existants ou adaptés au contexte de cette étude.Les tests de toxicité ont permis d’évaluer la sensibilité de trois espèces phytoplanctoniques (Chaetoceros calcitrans, Isochrysis aff. Galbana et Tetraselmis suecica) vis-à-vis d’un fongicide l’époxiconazole (pur et en formulation commerciale Opus) et de l’adjuvant nonylphénol. D’une manière générale, la croissance de C. calcitrans et I. aff. Galbana s’avère plus sensible à l’action des contaminants étudiés. Ainsi, en utilisant pour C. calcitrans un milieu reproduisant les conditions naturelles du Golfe de Gabès, des valeurs de CE50 de 2 ,31 mg/L et 2,9 μg/l sont obtenues respectivement avec la substance active époxiconazole, et le produit formulé. Ces résultats montrent l’importance des adjuvants dans la toxicité et que les micro-algues peuvent être sensibles aux effets non-cibles d’un fongicide triazole.En outre, l’âge des cellules, les conditions d’éclairement et de composition des milieux de culture induisent des changements de sensibilité au fongicide, suggérant que la densité cellulaire est un paramètre important dans les tests de toxicité.L’analyse de quelques paramètres physiologiques montre que les contaminants utilisés induisent une augmentation du volume cellulaire, des échanges gazeux, de la teneur en pigments et en ATP. Il apparaît ainsi que les toxiques utilisés réduisent la vitesse de croissance, prolongeant le cycle cellulaire, sans affecter la production de nouveaux matériaux, nécessaires à la construction de nouvelles cellules.Par ailleurs, une étude réalisée en microcosmes lors d’un bloom de l’algue toxique Karenia selliformis dans le golfe de Gabès, montre que les différents contaminants chimiques (époxiconazole, chlorpyriphos-éthyl, nonylphénol) produisent des modifications drastiques de la structure des communautés phytoplanctoniques, fonction de la nature et de la concentration du contaminant.La toxicité des différents contaminants a été étudiée sur des animaux marins, aux stades embryo-larvaire (oursin, huître, palourde), métamorphose des larves (palourde) et survie des larves (turbot). Les résultats montrent que les larves du turbot sont les plus sensibles à l’action des contaminants avec des CE50 allant de 2,78 à 492 μg/L selon le toxique et que chez la palourde, la métamorphose est le stade le plus sensible parmi les trois stades de développement étudiés. Les contaminants utilisés produisent des anomalies du développement et des malformations embryonnaires qui peuvent induire une réduction de la production naturelle en agissant i) directement sur le développement embryo-larvaire et ii) indirectement sur la qualité et la biodisponibilité de l’aliment à travers la variation de la biomasse phytoplanctonique. Ces résultats soulignent la nécessité d’appliquer les toxiques à différents organismes marins présentant des organisations différentes pour apprécier pleinement leur impact. / This work aims to study the effects of a few pesticides and one adjuvant on marine organisms, representatives of four trophic levels : micro-algae, echinoderm, bivalves and fish. Analysis of the pollu-sensitivity was based on the utilisation of existing bio-assays or adapted to this study.Phytotoxic assessments were conducted on three phytoplanktonic species (Chaetoceros calcitrans, Isochrysis aff. Galbana et Tetraselmis suecica) using the fungicide epoxiconazole and the adjuvant nonylphenol. Sensitivity to these toxicants of C. calcitrans and I. aff. Galbana was high. Thus, when C. calcitrans was grown in a medium simulating pre-winter conditions in Gabès Gulf, EC50 values were respectively, 2.31 mg/L and 2.9 μg/L for epoxiconazole active ingredient and epoxiconazole-formulated. These results questioned the use of ecotoxicological data obtained solely using active molecules of pesticides rather the complete formulation and show that non-target micro-algae may be affected by a triazole fungicide.Moreover, cell age, light and nutrient composition induced changes in epoxiconazole sensitivity, suggesting that cellular density is an important parameter in toxicity tests.Analysis of a few physiological parameters show that contaminants used in this study induce an increase of pigment content, ATP synthesis, and rates of oxygen exchanges while the cell volume enlarges. Consequently, the toxicants might reduce the growth rate, by a prolongation of the cell cycle without affecting the production of new material for the construction of new cells.Bioassays were conducted using microcosms during a bloom of the toxic algae Karenia selliformis in the Gulf of Gabès. The different toxicants (epoxiconazole, chlorpyrifos-éthyl, nonyphenol) produced drastic changes in the phytoplankton communities, depending on the type and concentration of the contaminant.Phytotoxic assessments were conducted on marine animal models, using different developmental stages: embryo-larval development (sea urchin, oyster, and clam), metamorphosis larvae (clam) and larvae survival (turbot). Results show that turbot larvae are most sensitive to the action of contaminants with EC50 values ranging from 2.78 to 492 μg/L depending on the toxic and that the metamorphosis is the stage the most sensitive of the three stages of development of clam studied.The pollutants produced developmental and embryonic abnormalities that might induce a reduction in the natural production by acting i) directly on the development of the marine organisms and ii) indirectly on the quality and bioavailability of food through the variation of phytoplankton biomass.These results underline the need to study pollutant effects on marine organisms having different organizations to evaluate their full impact.

Anthropogenic lakes constitute a significant part of the Czech countryside water component which has not been given sufficient attention so far. The presented thesis deals with the assessment of variability of physico-chemical properties of water in 30 selected pit lakes in order to identify specific features associated with quarrying of different mineral raw materials, basin morphometry and trophic level of the lakes affecting the quality of accumulated water. In the second part of the thesis the author deals with the comprehensive limnological study of the Hromnické Lake with extreme water chemism resulting from excavation of pyritic shales and focuses on the phenomenon of meromixis especially. The results are based on the evaluation of physical properties of water in the lake vertical profile (temperature, conductivity, dissolved oxygen, pH, transparency and colour) and chemical analyzes of water samples collected from the surface and bottom of the lakes during the four seasons in 2003-07 (determination of Ca, Mg, Na, K, Nammon., NO3 - , SO4 2- , Cl- and alkalinity), including determination of chlorophyll-a. In the case study of the Hromnické Lake conducted in 2010-11, the analysis of hydrological regime of the lake, determination of PO4 3- , TOC, selected metals (Fe, Mn, Al, Zn, Ni, Cu, Co,...