Dentre os répteis que ocorrem na Amazônia, os quelônios se destacam pela sua diversidade e importância econômica. Podocnemis expansa, conhecida popularmente como tartaruga-da-amazônia, é considerada o maior quelônio de água doce da América do Sul e tem sido explorada intensamente, por séculos, por inúmeras comunidades indígenas e ribeirinhas. O presente estudo teve como objetivo ampliar os conhecimentos acerca da ecologia populacional e da biologia reprodutiva de P. expansa no rio Javaés, Estado do Tocantins, no entorno do Parque Nacional do Araguaia (Ilha do Bananal). No primeiro capítulo desta dissertação foram investigados alguns aspectos da ecologia populacional. Os trabalhos em campo foram realizados entre os anos de 2004 e 2009 e os animais foram capturados pelos métodos de mergulho e arrasto de rede. Com os resultados obtidos, foi observado que a estrutura etária (baseada no comprimento da carapaça) dos indivíduos apresentou um padrão unimodal para os machos e um padrão não definido para as fêmeas. A população estudada era constituída basicamente por fêmeas jovens e machos adultos, apresentando uma razão sexual desviada para as fêmeas de 1:1,4 (:). A abundância relativa variou entre 0,4 e 8,6 animais/hora, dependendo do método de captura empregado, e a maioria dos animais (73,7%) encontrava-se concentrada em apenas um ponto específico do rio. No segundo capítulo, foram estudadas as relações alométricas entre o tamanho corpóreo da fêmea, seus rastros, as variáveis da ninhada e a forma dos ninhos em ambiente natural. O trabalho de campo foi realizado em uma praia de desova da área estudada, entre os meses de setembro e dezembro de 2008. Os resultados mostraram que o tamanho corpóreo da fêmea de P. expansa pode ser estimado em função do seu rastro, que fêmeas maiores deixam rastros maiores na areia, além de produzirem mais ovos (tamanho da ninhada) e com maior massa (massa da ninhada) do que fêmeas menores e que as variáveis largura da carapaça e massa da fêmea podem ser consideradas como confiáveis para estabelecer relações nos estudos de alometria com P. expansa. / Among the reptiles found in the Amazon, the turtles stand out because of its diversity and economic importance. Podocnemis expansa, popularly known as Amazon river turtle, is considered the largest freshwater turtle in South America and has been heavily exploited for centuries by many indigenous and riverine communities. This study aimed to expand the knowledge about the population ecology and the reproductive biology of P. expansa in the Javaés River, Tocantins State, around the Parque Nacional do Araguaia (Iha do Bananal). In the first chapter of this dissertation some aspects of population ecology were investigated. Fieldwork was carried out between 2004 and 2009, and the animals were captured by diving and trawling net. The age structure (based on carapace length) of the animals showed a unimodal pattern for males and not a standard defined for females. The population consisted mainly of young females and adult males, with a sex ratio of 1:1.4 (:), biased to females. The relative abundance varied between 0.4 and 8.6 animals per hour depending on the method of capture employed, and most animals (73.7%) was concentrated in a single specific point of the river. In the second chapter, the allometric relationships between female body size, their tracks, the clutch variables and nest form in natural environment were investigated. Fieldwork was carried out on a nest beach of the study area, between September and December 2008. Results indicated that P. expansa female body size can be estimated based on her track. Larger females leave larger foot tracks in the sand and produce more eggs (clutch size) with greater mass (clutch mass) than smaller females. Female carapace width and female body mass can be regarded as reliable to establish relationships in studies of allometry with P. expansa.

Os ecossistemas aquáticos têm sido afetados pelo uso intensivo de agrotóxicos e pela introdução de espécies exóticas. Para melhor avaliar os efeitos diretos e indiretos dessas atividades sobre as comunidades aquáticas, é essencial a utilização de experimentos em escala mais próxima a real. O objetivo desta pesquisa foi analisar os efeitos do agrotóxico Vertimec® 18 CE, cujo princípio ativo é a abamectina, sobre a comunidade planctônica através de um experimento em mesocosmos com duração de 20 dias. Para reproduzir relações biológicas mais complexas e analisar o impacto da introdução de uma espécie exótica sobre o plâncton, inseriram-se girinos de Lithobates catesbeianus em alguns tratamentos. Foram consideradas duas concentrações do agrotóxico (2 μL L-1 em dose múltipla e 8 μL L-1 em dose única) na ausência e presença de girinos, além de dois tratamentos não contaminados (controle com e sem girinos). Variáveis físicas, químicas e biológicas (clorofila a, aspectos qualitativos e quantitativos do fitoplâncton e do zooplâncton) da água e do sedimento foram monitoradas. A partir dos resultados obtidos, verificou-se que os girinos causaram um aumento na concentração de nutrientes na água e uma diminuição do oxigênio dissolvido e da densidade planctônica. Nos tratamentos contaminados, como um efeito indireto do incremento da concentração de nutrientes e da mortalidade das espécies de Cladocera e Copepoda, a densidade do fitoplâncton e de algumas espécies tolerantes de Rotifera aumentou. No tratamento com a concentração mais elevada do agrotóxico, registrou-se a morte de todos os girinos, proporcionando um aumento na concentração de nutrientes na água e na densidade de algumas espécies fitoplanctônicas, que alcançaram uma densidade total de 96.919 ind mL-1. Estes resultados indicam que a inserção dos girinos e a adição do agrotóxico causaram efeitos diretos e indiretos sobre a comunidade planctônica e a qualidade da água. Conclui-se que os mesocosmos podem contribuir para a compreensão de tais efeitos e oferecer subsídios ao manejo de ecossistemas de água doce impactados por atividades antrópicas. / Aquatic ecosystems have been impacted due to the intensive use of pesticides and the introduction of exotic species. It is essential to use more realistic experiments for assessing direct and indirect effects of these activities on aquatic communities. This thesis aimed to analyze the effects of the pesticide Vertimec® 18 EC, whose active ingredient is abamectin, on plankton community through a mesocosm experiment during 20 days. Tadpoles of the species Lithobates catesbeianus were introduced in some treatments to simulate complex biological relationships and to evaluate the impact of the introduction of such exotic species on plankton. Different treatments were analyzed, including one case of no contamination (control) and two cases of contamination: 2 μL L-1 (multiple dose) and 8 μL L-1 (single dose). Such conditions were considered both with absence and presence of tadpoles. Physical, chemical and biological (chlorophyll a, qualitative and quantitative aspects of phytoplankton and zooplankton) variables of water and sediment were also monitored. The tadpoles caused an increase in the concentration of nutrients and a decrease of dissolved oxygen concentration and plankton density. In the contaminated treatments, as an indirect effect of the nutrient increase and the mortality of species of Cladocera and Copepoda, the density of phytoplankton and some tolerant species of rotifers increased. In the treatment with the highest concentration of the pesticide, all the tadpoles died. As a result of the death of the tadpoles, there was nutrient enrichment in the water, with an associated increase in the density of some phytoplankton species, reaching a total density of 96,919 ind mL-1. These results suggested that direct and indirect effects occurred on plankton community and water quality through the addition of the contaminant and the tadpoles. We conclude that the mesocosms might contribute to the understanding of these effects and provide subsidies for management of freshwater ecosystems impacted by human activities.

O pesticida Vertimec® 18CE é amplamente utilizado no controle de pestes na agricultura como inseticida, nematicida e acaricida. Embora aplicado sobre plantações agrícolas, ele pode atingir os sistemas aquáticos via escoamento superficial e afetar muitas espécies não-alvo. Um experimento simulando o escoamento sobre um campo contaminado consistiu em duas áreas separadas por uma distância de 6,0 metros, uma não-contaminada servindo como controle, e o outra contaminada com 0,125 L/\'M POT.2\' de Vertimec por meio de um pulverizador manual. As amostras do lixiviado oriundo do escoamento foram coletadas na parte inferior das áreas experimentais em declive. Uma fração das amostras foi utilizada para análises físicas e químicas e para realização de testes de toxicidade aguda em laboratório, e o restante da amostra foi inoculado em 12 câmaras cilíndricas, imersas em um tanque preenchido com a água da represa do Lobo, localizado em um mesocosmo construído em área próxima. Além da realização de um ensaio crônico in situ, também investigamos os efeitos de amostras ambientais oriundas dos mesocosmos a parir de ensaios agudos e crônicos realizados em laboratório com diferentes espécies de invertebrados aquáticos. Três espécies de invertebrados foram utilizadas como organismos teste neste estudo: Chironomus sancticaroli (Insecta Diptera), Hydra viridissima (Cnidaria, Hydridae) e Girardia tigrina (Plathyelminthes, Turbellaria). Os valores de LC50 96h para o pesticida Vertimec® 18EC foram: 0,14 mL/L (2,52 mg/L de abamectina) para H. viridissima, 0,28 mL/L (494,0 ug/L de abamectina) para G. tigrina e 0,54 \'10 POT.-5\' mL/L (97,0 ng/L de abamectina) para C. sancticaroli. Estes resultados indicam que C. sancticaroli tem uma sensitividade muito mais elevada a este pesticida do que as outras espécies testadas. No experimento em mesocosmos foi observado que no tratamento onde foi inoculado o lixiviado oriundo da área contaminada, o comprimento e a largura do corpo e da cápsula cefálica das larvas sobreviventes foram menores quando comparadas a dos indivíduos que foram expostos aos controles, evidenciando que a exposição crônica ao Vertimec via lixiviado oriundo da área contaminada afetou o crescimento das larvas de C. sancticaroli. Além disso, algumas larvas no mesocosmo contaminado (via runoff) tiveram deformidades no mento (4,2%). As análises referentes à comunidade de macroinvertebrados bentônicos total nos mesocosmos ao final do experimento mostraram que no tratamento com aplicação direta do Vertimec houve 100% de mortalidade de C. sancticaroli e um decréscimo de quase 80% na riqueza de táxons e na densidade total da comunidade bentônica quando comparada com a comunidade no controle. Nenhum táxon pertencente à Classe Insecta foi registrado no tratamento contaminado diretamente pelo contaminante utilizado corroborando a elevada toxicidade deste inseticida. Considerando todos os resultados, podemos concluir que o Vertimec® 18EC é altamente tóxico à comunidade de macroinvertebrados bentônicos e que os ecossistemas aquáticos contaminados com o escoamento superficial de áreas agrícolas com aplicação deste pesticida serão adversamente afetados. / The pesticide Vertimec® 18EC is largely used to control pests in agriculture acting as insecticide, nematicide and acaricide. Although applied in agricultural lands it can reach the aquatic systems via surface runoff and affect many non-target species. A field experiment simulating the runoff over a field plot contaminated which consisted of two 6 m apart agricultural plots, one non-contaminated, acting as control, and the other contaminated with 0.125 L/\'M POT.2\' of Vertimec using a backpack sprayer. Runoff samples were collected downstream the plots. One fraction was used for physical and chemical analysis and laboratory acute toxicity tests and the remaining sample was inoculated in 12 cylindrical chambers, immersed in a water tank filled with Lobo Reservoir water, in a nearby constructed mesocosm. Three species of freshwater invertebrates were used as test-organisms in this study: Chironomus sancticaroli (Insecta, Diptera), Hydra viridissima (Cnidaria, Hydridae) and Girardia tigrina (Plathyelminthes, Turbellaria). The values of LC50 96 h for Vertimec® 18EC were: 0.14 mL/L (2.52 mg/L of abamectin) for H. viridissima, 0.028 mL/L (494 ug/L of abamectin) for G. tigrina and 0.54 \'10 POT.-5\' mL/L (97 ng/L of abamectin) para C. sancticaroli. These results indicate that C. sancticaroli has a much higher sensitivity to this pesticide than the other species tested. In the experiments in mesocosms it was found that in the highest concentration tested, the length and width of the body and cephalic capsules of the larvae in the contaminated runoff were smaller than those of the larvae from both, the control and non-contaminated runoff, evidencing that the chronic exposure to the Vertimec contaminated runoff affected adversely the growth of C. sancticaroli larvae. In addition some larvae in the contaminated mesocosm had mentum deformities (4.2%). The analyses of the whole community in the mesocosms at the end of the experiment showed that in the treatment with direct application of Vertimec, there were 100% mortality of all C. sancticaroli inoculated larvae, and almost 80% decrease in the richness of taxa and in the total density of benthic organisms when compared with the community in the control. No taxa belonging to the Class Insecta were recorded in the contaminated treatment corroborating the strong toxicity of this insecticide. From all results obtained we conclude that Vertimec® 18EC is highly toxic to benthic macro-invertebrates community and that aquatic ecosystems contaminated by agricultural runoff with this pesticide will be adversely affected.

Orientador: Marcos Gomes Nogueira / Banca: Evaldo Luiz Gaeta Espindola / Banca: Ricardo Motta Pinto Coelho / Resumo: Em muitos reservatórios brasileiros há uma significativa variação diária da vazão turbinada acoplada a variação na demanda no consumo de energia elétrica. O objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos da variação da vazão nas usinas hidroelétricas de Capivara e Taquaruçu sobre as variáveis limnológicas nas regiões adjacentes à jusante. Os reservatórios de Capivara e Taquaruçu são o nono e décimo em uma série de onze reservatórios construídos em cascata no rio Paranapanema (Sudeste do Brasil) para geração de energia elétrica. Apesar de presentes em um mesmo rio, os reservatórios apresentam grandes diferenças de trofia, tempo de residência da água, altura da tomada d'agua para as rurbinas e processos de estratificação e circulação da água. Capivara e um reservatório profundo, com alto tempo de residência da água, meso-eutrófico, tomada d'agua para as turbinas próximas ao hipolímnio, com a vazão variando de 500 até 1400 m3 s-1 durante um ciclo de 24 horas. Taquaruçu é menos profundo, baixo tempo de residência da água, considerado oligo-mesotrófico, tomada d'agua para as turbinas a 7 m da superfície e com a vazão variando de 500 ate 2000 m3 s-1 em um mesmo dia. No verão e inverno, obteve-se dados limnológicos em pefis da coluna d'agua na zona de barragem dos dois reservatórios a montante (Capivara e Taquaruçu), e a cada 04 horas, a jusante desses locais, completando um ciclo nictemeral para cada período. Diferenças significativas foram verificadas devido a variação da vazão, principalmente para turbidez, nutrientes totais e sólidos em suspensão (orgânicos e inorgânicos). As características dos reservatórios de montante, como estratificação térmica e altura da tomada d'agua para as turbinas foram determinantes para as condições limnológicas encontradas a jusante. Em Capivara, foi verificada estratificação térmica durante... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In order to attend daily peaks of energy consumption the amount of water passing through turbines of hydroelectric plants can significantly vary (up to 3 folds) along a 24 hour period. The aim of this study was to evaluate the limnological effects of hourly variation of hydroelectric discharge on river stretches downstream the dams of Capivara and Taquaruyu Reservoirs. These are the ninth and tenth, respectively, of a cascade of eleven reservoirs built up in the Paranapanema River (Southeast Brazil) for hydroelectric production. Despite being in the same river, the studied reservoirs have conspicuous differences in terms of trophy, water retention time, thermal stratification regime and spillways positions. Capivara is a deeper, high retention and meso-eutrophic system with a hypolimnial discharge (32 m) from 500 to 1400 m3 s-1. Releases from Taquaruçu, a relatively shallow, low retention and oligo-mesotrophic reservoir, vary between 500 and 2000 m3 s-1 and are more superficial (7 m). In two periods of the year, winter and summer, profiles of limnological measurements were obtained in the lacustrine (near dam) zones of the reservoirs as well as in the river downstream stretches, but in this case at every 4 hour completing a nictemeral cycle. The results demonstrated that the reservoirs operational schemes - discharge variation, promoted significant differences in the river conditions below the dam, especially in velocity, turbidity, nutrients and suspended (organic and inorganic) solids. It was also observed that the reservoir characteristics, such as depth, thermal stratification and outlet structure are determinant for the below dam lirnnological and water quality conditions. In case of Capivara, for instance, the low oxygen concentration(<5.0 mg L-1) from bottom layer (hypolimnial release) was transferred to the river downstream stretches during summer / Mestre

Orientador: Gilbero José Garcia / Banca: Paulina Setti Riedel / Banca: Décio Semensatto Junior / Obra em 2 volumes, sendo o volume 2: Mapeamento de sensibilidade ambiental a derramamento de óleo na região costeira de Bertioga - SP : atlas / Resumo: O presente trabalho realizou o mapeamento de Sensibilidade Ambiental a derramamentos de óleo da região costeira do município de Bertioga-SP. Foram mapeados os ambientes do estuário do Canal de Bertioga e do Rio Itapanhau, além da área costeira marinha compreendida entre a foz do Canal de Bertioga e a Ponta do Itaguá, na praia da Boracéia, em São Sebastião. Para tanto, foi aplicada a metodologia indicada pelo Ministério do Meio Ambiente, atualmente utilizada no Brasil. Foram mapeados e identificados em campo e na literatura três tipos de informações principais: recursos biológicos; caracterização física do meio e usos humanos dos espaços e recursos (atividades sócio-econômicas). Como produto final, os ecossistemas costeiros e marinhos presentes na linha de costa foram classificados de acordo com o índice de sensibilidade ambiental. Foi desenvolvido um banco de dados geográfico e elaborado um Atlas da região contendo as cartas de sensibilidade ambiental (Cartas SAO), sendo 03 de nível tático (1:70.000) e 11 de nível operacional (1:20.000), informações descritivas dos segmentos da linha de costa, com recursos visuais, além de uma listagem de espécies. A região costeira de Bertioga apresentou significativa heterogeneidade ambiental, em sua maior parte representados por manguezal, com alta sensibilidade ao óleo, localizada em áreas do estuário. Estes ambientes apresentam baixo hidrodinamismo, sedimentos lamosos inconsolidados, de baixa declividade, abrigando grande diversidade de fauna, resultando em grande persistência do óleo no ambiente e dificultando as ações de combate. O ambiente praial demonstrou baixa variação morfodinâmica (ângulo de declividade e granulometria) sazonal, e conseqüentemente, não houve variação sazonal na classificação no índice de sensibilidade ambiental (ISL). Foi possível identificar uma lacuna na literatura científica... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This present study performed the environmental sensitivity mapping for oil spills of the coast side of Bertioga City. It has been mapped the estuary of Bertioga's Channel and Itapanhau River, besides the marine coast side between the Bertioga's Channel mouth and Ponta do Itaguá, at Boracéia beach, at São Sebastião City. To perform the present study it was applied the methodology indicated by the Ministry of the Environment, currently used in Brazil. It has been mapped and identified in field and literature three types of main information: biological resources, physical environment characterization and human land use and resources (socio-economic activities). As a final product it was developed a geographic database and an atlas of the surroundings containing ESI maps, including 03 tactical (1:70.000) and 11 operational maps (1:10.000), which show coast line descriptive information, visual resources and a list of biological species. The seashore of Bertioga City presents significant environmental diversity, the most part represented by mangrove ecosystem, with high sensitivity to oil, located at estuary. These environments present low hydrodynamism, mud sediment, low declivity, sheltering biodiversity, resulting in high oil persistence in environment difficulting actions to combat. The beach environment showed low seasonal morfodynamic variation, consequently, there was no seasonal variation at environmental sensitivity index. It was possible to identify a blank at scientific literature about biodiversity information for the studied area, despite being an exuberant environment. The study area has potential sources of pollution, as OSBAT pipeline and state highways. The building of a geographic database, directed to detailded ESI maps associated with an environmental atlas, showed to be an instrument for to guide actions in oil spills sceneries, while they are instruments... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Carlos Eduardo de Mattos Bicudo / Banca: Ciro Cesar Zanini Branco / Banca: Cacilda Thais Janson Mercante / Banca: Maria do Carmo Calijuri / Banca: Maria do Carmo Carvalho / Resumo: A pesquisa foi realizada sobre o Lago das Ninfeias (23°38'18,9"S, 46°37'16,3"W), um reservatório situado no PEFI, Parque Estadual das Fontes do Ipiranga (798 m altitude, 526,38 ha superfície), região sudeste do Município de São Paulo, Brasil. As amostragens foram realizadas mensalmente, em quatro profundidades (subsuperfície, 1 m, 2 m de profundidade e 0,25-0,30 m acima do fundo) da região pelágica do sistema, durante cinco anos consecutivos (1997-2001). Teve como objetivos: (1) avaliar a influência da sazonalidade nos padrões de mistura e estratificação térmica, química e biológica do reservatório, um ecossistema tropical, raso, mesotrófico no período de cinco anos consecutivos (1997-2001); (2) conhecer a variação sazonal e vertical da comunidade fitoplanctônica no mesmo período; (3) analisar a β-diversidade na região pelágica do sistema. As variáveis analisadas foram temperatura do ar e da água, precipitação pluvial, pH, concentrações de OD, CO2 livre, NO3-, NH4+, NT, PO4-, PT e biomassa fitoplanctônica estimada pela clorofila a. Foram identificados 479 táxons de algas repartidos em 13 classes taxonômicas. O reservatório apresentou menor profundidade da Zmis e estratificações térmica e química de dezembro a março detectando-se, no fundo, as maiores concentrações de clorofila a, PO43-, NH4+ e CO2 livre, além de anoxia sugerindo, por conseguinte, um intenso processo de decomposição e produção fotossintética nesse estrato do reservatório. O período maio-julho foi caracterizado por um perfil isotérmico e pela mistura total da coluna d'água, além de altas concentrações de OD, especialmente na superfície, e químicas menores, com distribuição homogênea ao longo da coluna d'água. O reservatório não... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Research was carried out at the Ninfeias Pond (23°38'18.9"S, 46°37'16.3"W), a reservoir located in the PEFI, Parque Estadual das Fontes do Ipiranga (798 m altitude, 526.38 ha surface), southeastern region of the Municipality of São Paulo, Brazil. Samplings were gathered monthly at four depths (subsurface, 1 m, 2 m and 0.25-0.30 m from the bottom) of the pelagic region of the system, during five consecutive years (1997-2001). Investigation aimed at (1) evaluating the influence of seasonality on the mixing and thermal, chemical and biological stratification patterns of the reservoir, a tropical, shallow mesotrophic ecosystem, during five consecutive years (1997-2001); (2) knowing the phytoplankton community seasonal and vertical variation during the same period; (3) knowing the β-diversity among layers of the pelagic portion of the reservoir. Variables studied were: air and water temperature, rain precipitation, DO, pH, free CO2, NO3-, NH4+, NT, PO43-, TP and the phytoplankton biomass estimated by the chlorophyll a. Four hundred and seventy nine algal taxa were identified and classified in 13 taxonomic classes. Reservoir showed less Zmix depth and thermal and chemical stratification from December to March, the greatest chlorophyll a, PO4-, NH4+ and free CO2 concentrations as well as anoxia being detected at the bottom of reservoir, suggesting an intensive decomposition process and photosynthetic production in this layer of reservoir. Period May-July was characteristic by an isothermal profile and the total mixing of the water column, as well as high DO concentrations especially at the reservoir surface, and smaller and homogeneous chemical concentrations along the water column. The reservoir did not show a definite pattern during the remaining months, being sometimes stratified... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Maria Aparecida Marin Morales / Coorientador: Paula Suares Rocha / Banca: Thaís Cristina Casimiro Fernandes / Banca: Grasiela Dias de Campos Severi Aguiar / Resumo: Os ecossistemas aquáticos são os ambientes mais comprometidos pela poluição derivada de emissões de substâncias tóxicas presentes em efluentes industriais e domésticos e em resíduos agrícolas. Essa contaminação pode atingir tanto a água quanto os sedimentos dos ambientes aquáticos e induzir diversos efeitos adversos aos organismos vivos expostos. A bacia do rio Corumbataí, localizada no interior do estado de São Paulo (Brasil), apresenta grande importância econômica e ambiental para estado. As águas deste rio sofrem diversos impactos ambientais caracterizados pelo descarte de efluentes urbanos e industriais das cidades localizadas próximas à sua margem, bem como da ação de atividades agrícolas, principalmente da cultura de cana-de-açúcar. Sendo assim, este rio recebe uma quantidade considerável de substâncias potencialmente tóxicas, que vêm comprometendo a qualidade de suas águas e de seus sedimentos. O presente estudo teve como objetivo avaliar a citotoxicidade, genotoxicidade e mutagenicidade de amostras de águas e de sedimentos do rio Corumbataí - SP, em pontos situados entre as cidades de Rio Claro e Piracicaba. Foram realizadas duas coletas, uma na estação chuvosa e quente e outra na estação seca e fria, em quatro pontos distintos do rio: P1) à montante da cidade de Rio Claro; P2) à jusante da cidade de Rio Claro; P3) à jusante de Santa Gertrudes e da confluência do rio Corumbataí com o Ribeirão Claro; P4) à montante da cidade de Piracicaba. As avaliações foram realizadas por meio de bioensaios desenvolvidos com os organismos testes Allium cepa e com cultura de hepatócitos de truta arco-íris da linhagem RTL-W1. Para os bioensaios realizados com A. cepa, foram realizados testes de índice mitótico (IM), de aberrações cromossômicas (AC) e de indução de micronúcleos (MN), em células meristemáticas e testes de indução de MN em células F1. Para os bioensaios realizados com cultura de... / Abstract: Aquatic ecosystems are the most affected by pollution from toxic waste emissions of industrial, domestic and agricultural effluents. This contamination may occur in both water and sediments of aquatic environments and induce many adverse effects to the living organisms. The Corumbataí river basin, located within the state of São Paulo (Brazil), has great economic and environmental importance to the state. The waters of this river suffer from various environmental impacts characterized by the disposal of municipal and industrial effluents from cities located close to its border. Thus, this river receives a considerable amount of potentially toxic substances. Due to its importance for public water supply in the region this study aimed to evaluated the cytotoxic, genotoxic and mutagenic effects of water and sediments samples from this water resource, by means of bioassays. For this study, two sampling campaigns were performed, one in the warm and rainy season and the other in the cold and dry season. Samples were collected in Corumbataí River, in four different sites: P1) upstream the municipality of Rio Claro, P2) downstream the municipality of Rio Claro; P3) downstream the confluence of Corumbataí River and Ribeirão Claro; P4) upstream the municipality of Piracicaba. The evaluations were performed through bioassay with the Allium cepa test organisms and culture of hepatocytes from rainbow trout RTL - W1. According to obtained results in this work, it was possible to observed that water and sediments Corumbataí have genotoxic and mutagenic characteristics. The most significant results were recorded for the points P2 and P3, located near the cities of Rio Claro and Santa Gertrudes. Our results also indicated that samples collected at P3 were more affected, probably due to influence of discharges of industrial and domestic effluents from the city of St. Gertrudes , which is considered the largest ceramic hub of America / Mestre

Orientador: Eduardo Alves de Almeida / Coorientador: Daniel Schlenk / Banca: Claudia Bueno dos Reis Martinez / Banca: Gisela de Aragão Umbuzeiro / Banca: Larissa Paola Rodrigues Venancio / Banca: Igor Dias de Medeiros / Resumo: O Brasil é o principal produtor de cana-de-açúcar do mundo e, para que esta demanda seja suprida, muitos compostos químicos são aplicados nas culturas, visando controlar o surgimento e proliferação de pragas. Assim, faz-se o uso dos praguicidas, dentre eles, o diuron (N-(3,4-diclorofenil)-N,N-dimetiluréia), que é aplicado em plantações ao redor do mundo. O diuron pode ser biodegradado em outros três principais compostos o 3,4-dicloroanilina (DCA), 3,4-diclorofenilureia (DCPMU) e 2,4-diclorofenil-N-metilureia (DCPMU). Normalmente, o diuron é aplicado nas plantações juntamente com os alquilfenóis etoxilatos (APE), como o nonilfenol etoxilato (NPE) e o octilfenol etoxilato (OPE), compostos que facilitam a dispersão do diuron. Alguns estudos têm demonstrado que tanto o diuron quanto os alquilfenóis podem causar alterações enzimáticas e/ou estrogênicas em diversos organismos. Dentre as enzimas que podem ser alteradas, estão as enzimas de biotransformação, tanto de fase I (7-etoxirresorufina-O-deetilase - EROD, 7-pentóxiresorufinaO-desalquilase - PROD, 7-benzilóxiresorufina-O-desalquilase - BROD e a P450 aromatase), quanto as de fase II (glutationa-S-transferase - GST) e as proteínas de fase III (resistência a multixenobioticos - MXR). Outros parâmetros que podem sofrer alterações são os antioxidantes (superóxido dismutase - SOD, catalase - CAT, glutationa peroxidase - GPx, glutationa redutase - GR, glutationa-6-fosfato desidrogenase - G6PDH, aldeído desidrogenase - ALDH e... / Abstract: Brazil is the main sugar cane producer in the world, and to support these productions many chemical compounds have being apply in agriculture, aiming to control the appearance and proliferation of pests. Therefore, the use of pesticide, as diuron, (N- (3,4-dichlorophenyl) -N,N-dimethylurea), in some crops in the world is common. Diuron can be biodegraded in three others compounds, 3,4-dichloroaniline (DCA), 3,4-dichlorophenylurea (DCPU) and 2,4-dichlorophenyl-N-methylurea (DCPMU). Normally, diuron have being applied associated with alkylphenols ethoxylates (APE), like nonilphenol (NP) and octylphenol (OP), which increase the solubility and dispersion of the herbicide. Some studies have shown that diuron and alkylphenols can cause enzymatic and/or estrogenic changes, in various organisms. Therefore, biotransformation enzymes, phase I (7-ethoxirresorufin-O-deethylase - EROD, 7- pentaxirisorufin-O-dealkylase - PROD, 7-benzyloxysorufin-O-desalkylase - BROD and P450 aromatase), phase II (glutathione-S-transferase-GST) and phase III proteins (multixenobiotic resistance - MXR), and antioxidant parameters (superoxide dismutase - SOD, catalase - CAT, glutathione peroxidase - GPx, glutathione reductase - GR, glutathione-6-phosphate dehydrogenase - G6PDH, aldehyde dehydrogenase - ALDH and lipid peroxidation), which are responsible for the control between production and degradation of reactive oxygen species (ROS). The endocrine parameters that can be altered and used as biomarkers are ... / Doutor

Dentre os compostos xenobióticos que podem vir a promover efeitos prejudiciais em ecossistemas aquáticos, os fármacos recebem atualmente maior destaque devido à capacidade de persistirem nestes ambientes e também pela escassez de informações de seus efeitos aos diferentes componentes da biota aquática. Dada a presença dessas substâncias, magnitude das concentrações (ng L-1 a &#956;g L-1), e carência de informações sobre seus riscos aos organismos aquáticos nas águas doce no país, o presente estudo estabeleceu como objetivos: i) avaliar a presença dos compostos farmacológicos: diclofenaco de sódio (anti-inflamatório), paracetamol (analgésico) e propranolol (&#946;- bloqueador) nas amostras de água em diferentes pontos selecionados no Reservatório de Guarapiranga-SP; ii) estabelecer o grau de toxicidade aguda destes compostos farmacológicos notoriamente encontrados nas amostras naturais sobre diferentes grupos de organismos aquáticos, como: Ceriodaphnia silvestrii, Daphnia magna, Hydra viridissima e Dugesia tigrina; iii) Avaliar a toxicidade crônica dos fármacos estudados, com a inclusão do antipsicótico clorpromazina, aos cladóceros Ceriodaphnia silvestrii e Daphnia magna; iv) Analisar os efeitos sobre biomarcadores de neurotransmissão, como colinesterases solúveis (ChE); e de estresse e dano oxidativo, tais como catalase (CAT), glutationa-S-transferases (GSTs) e glutationa-peroxidase total e selêniodependente (GPx total e Se-GPx) na espécie D. magna. Os resultados mostraram que as concentrações dos fármacos variaram de 6,04 ng L-1 para o diclofenaco sódico (estação Santa Rita) a 531,4 ng L-1 para o paracetamol (estação Guavirutuba), durante os períodos analisados. Em relação aos resultados obtidos das exposições agudas observou-se uma variabilidade considerável na toxicidade dos dois compostos farmacêuticos estudados, com valores de CE50 e CL50 variando de 0,55 a 123,3 mg L-1, respectivamente, sendo que a espécie D. tigrina foi mais sensível ao fármaco diclofenaco sódico, e ao mesmo tempo apresentou uma maior tolerância ao propranolol. Os dados dos testes de toxicidade crônica mostraram a ocorrência de efeitos adversos na reprodução, mas também efeitos estimulantes para as espécies de Cladocera estudadas. O fármaco propranolol causou um aumento significativo na fecundidade e no parâmetro taxa de crescimento populacional ocorreu um aumento significativo na menor concentração testada para C. silvestrii. Para a espécie D. magna, a clorpromazina e o propranolol causaram uma diminuição significativa na fecundidade e na variável taxa de crescimento populacional. A exposição aos fármacos paracetamol e diclofenaco sódico causou uma inibição na atividade de ChE, Se-GPx e GPx total em D. magna, sendo que o propranolol foi responsável por uma redução significativa nas atividades das duas últimas enzimas mencionadas, e também por um ligeiro aumento na atividade de GSTs. Além disso, somente a atividade da CAT foi alterada de forma significativa na exposição à clorpromazina. Diante do exposto, conclui-se que os fármacos estudados causaram toxicidade aos organismos aquáticos avaliados neste estudo, e que há necessidade de maiores estudos visando integrar a avaliação de risco de fármacos e a proteção dos organismos não-alvo, da ameaça representada pela presença destes produtos no ambiente. / Among the xenobiotic compounds that may cause deleterious effects on aquatic ecosystems, the drugs currently receive greater prominence due to the ability to persist in these environments and also by the lack of information of their effects on different components of the aquatic biota. Given the presence of these, the magnitude of concentrations (ng L-1 to mg L-1), and lack of information about their risks for aquatic organisms in fresh waters in the country, this study has established the following objectives: i) to evaluate the presence of the pharmacutical compounds: diclofenac sodium (anti-inflammatory), paracetamol (analgesic) and propranolol (&#946;-blocker) in water samples at different selected sites in Guarapiranga Reservoir -SP; ii) establish the degree of acute toxicity of these pharmacological compounds notoriously found in natural samples on different groups of aquatic organisms, such as: Ceriodaphnia silvestrii, Daphnia magna, Hydra viridissima and Dugesia tigrina; iii) to assess the chronic toxicity of the drugs studied, with the inclusion of antipsychotic chlorpromazine to cladocerans Ceriodaphnia silvestrii and Daphnia magna; iv) analyze the effects on biomarkers of neurotransmission, such as soluble cholinesterase (ChE); and oxidative stress defense, such as catalase (CAT), glutathione S-transferases (GSTs) and total and selenium-dependent glutathione-peroxidase (total GPx; Se-GPx) in the species D. magna. The results showed that the concentrations of the drugs ranged from 6.04 ng L-1 for diclofenac (Santa Rita station) to 531.4 ng L-1 for paracetamol (Guavirutuba station) during the periods analyzed. Regarding the results obtained from acute exposures a considerable variability in toxicity of the two pharmaceutical compounds studied was observed, and the EC50 and LC50 values ranged from 0.55 to 123.3 mg L-1, and the species D. tigrina was more sensitive to the drug diclofenac, and at the same time had a higher tolerance to propranolol. The data from chronic toxicity tests showed the occurrence of adverse effects on reproduction, but also stimulating effects to the species of Cladocera studied. The drug propranolol caused a significant increase in fertility and regarding the rate of population growth parameter there was a significant increase in the lowest concentration tested for C. silvestrii. For the species D. magna, chlorpromazine and propranolol caused a significant decrease in fertility and the rate of population increase parameter. Exposure to the drugs paracetamol and diclofenac caused an overall inhibition in the activity of ChE, Se-GPx and total GPx in D. magna, and propranolol was responsible for a significant reduction in the activities of the last two enzymes mentioned, and also for a slight increase in the activity of GSTs. Furthermore, only CAT activity was significantly altered in the exposure to chlorpromazine. Given the above, it is concluded that the studied drugs caused toxicity to the aquatic organisms evaluated in this study, which suggests that further studies are necessary to integrate risk assessment of drugs to the protection of non-target organisms of the threat posed by the presence of these products in the environment.

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Para responder a este objetivo a tese foi dividida em quatro capítulos. No primeiro através de uma análise cienciométrica foi realizada uma avaliação em escala mundial do uso de insetos da família Chironomidae (Diptera) em ecossistemas aquáticos e suas respostas como bioindicadores nesses ambientes. Encontramos que as principais questões apresentadas nos estudos foram relacionadas aos impactos antrópicos causados pelas atividades humanas sobre os ecossistemas aquáticos e as dificuldades taxonômicas sobre a utilização das espécies em biomonitoramentos. No segundo foram analisados os padrões de distribuição e diversidade de comunidades de Chironomidae, sob as predições da Teoria de Metacomunidades, para avaliar as relações das assembleias com a variação da escala espacial e do ambiente. Como principais resultados, encontramos que as assembleias são afetadas principalmente por componentes da estrutura física do habitat e parcialmente limitadas pela dispersão entre os riachos quando consideradas em larga escala na região hidrográfica. No terceiro capítulo, foi avaliada a composição de traços morfológicos e funcionais das comunidades de insetos aquáticos (Coleoptera, Diptera, Ephemeroptera, Hemiptera, Lepidoptera, Megaloptera, Odonata, Plecoptera, Trichoptera) e as suas respostas à variação na estrutura do habitat consideradas sob as premissas da Teoria de Habitat Templet. Assim, encontramos como resultados deste capítulo, relações entre a distribuição dos traços morfológicos e funcionais com as variáveis da estrutura do habitat e a características limnológicas dos riachos. No quarto capítulo foram avaliados os efeitos da variação espacial e ambiental sobre a similaridade de composição das comunidades de insetos das ordens Ephemeroptera, Plecoptera e Trichoptera em riachos de duas regiões hidrográficas distintas. Neste último capítulo, encontramos diferenças na composição das comunidades como resultado da distância geográfica e das características ambientais locais de cada região. Demonstramos como a estrutura do habitat dos riachos pode afetar as comunidades de insetos aquáticos em diferentes contextos de escala geográfica. Também, as características dos hábitats foram importantes para a seleção de atributos ecológicos e funcionais das comunidades de insetos aquáticos. Com isso, a partir dos resultados encontrados, concluímos que as variáveis que compõem a estrutura física dos riachos são fatores determinantes na estruturação das comunidades de insetos aquáticos em escalas geográficas em contextos regionais e locais específicos. Além disso, foi destacada a importância dos fatores locais (proporção da vegetação ripária/composição dos substratos/características limnológicas) em relação a composição de características morfológicas e funcionais das assembleias, enquanto que os fatores regionais (distância geográfica/limitação de dispersão) foram os componentes determinantes da similaridade da estrutura das comunidades. / Aquatic ecosystems are highly complex environments, mainly due to interactions between their abiotic and biotic components; they are dependent on variation in physical structure and limnological characteristics, which in general, are factors that specifically act on different spatial and temporal scales. Therefore, considering this complexity in structuring stream habitats, particularly in Amazonian lotic ecosystems, this doctoral thesis aims to evaluate which are the determining factors to structure aquatic insect communities and their distribution according to environmental variation and geographical distances. To meet this goal the thesis is divided into four chapters. In the first, a systematic revision was carried out with a global assessment about the use of insects (Chironomidae: Diptera) in monitoring aquatic ecosystems and their responses as bioindicators. We found that the main issues presented in the studies were related to anthropogenic impacts on aquatic ecosystems and the taxonomic difficulties on the use of species identification to biomonitoring. The second shows analysis of distribution patterns and diversity of Chironomidae communities, under predictions of Metacommunity models, to evaluate the relations of the assemblages with the spatial scale and the environment. The main results showed that the assemblages were mainly affected by components of the physical habitat structure and partly the communities were limited by dispersal among the streams when considered at large scale in the region studied. The third showed analysis of functional composition on the communities of aquatic insects (Coleoptera, Diptera, Ephemeroptera, Hemiptera, Lepidoptera, Megaloptera, Odonata, Plecoptera, Trichoptera) and their responses to variation in habitat structure considered under the assumptions of the Habitat Templet. Overall, we found relationships between the distribution of morphological and functional traits with the physical habitat variables. The fourth chapter evaluates the effect of spatial distance on the community similarity of Ephemeroptera, Trichoptera, Plecoptera communities in two regions of Eastern Amazon. In this final chapter, we find differences in the composition of communities expressed as species replacement because of the geographical distance and local environmental characteristics of each region. Finally, the studies developed in this thesis summarized how the structure of the habitat of streams can affect the aquatic insect communities and variation in the riparian structure and physical habitat, can cause variation in taxonomical composition and functional attributes. In summary, from these findings, we conclude that the physical habitat variables are determining factors in structuring aquatic insect communities. In addition, it is highlighted the importance of local factors (riparian vegetation structure/composition of substrates/limnological characteristics) as explanatory variables for taxonomical and functional composition. In addition, the regional factors (geographical distance / dispersal limitation) are essential components to affect similarity and structure of the communities.