A Plataforma Oeste da Península Antártica (POPA) é uma região onde a produtividade primária na superfície do oceano apresenta padrões altamente sazonais e considerável variabilidade interanual. A dinâmica do gelo marinho é o principal fator condicionante da produtividade e, por consequência, dos fluxos de matéria orgânica da superfície para o leito marinho. A matéria orgânica particulada depositada, chamada de fitodetrito, forma densas camadas de alimento lábil disponível para os organismos bênticos. Essa relação estreita entre os processos da coluna de água e aqueles que ocorrem no bentos é chamada de acoplamento bento-pelágico. Com o objetivo de avaliar as respostas da macrofauna bêntica aos fluxos e deposição de alimento, foi realizada uma série temporal sazonal de amostragens (novembro/1999 a março/2001) na POPA em três estações de coleta perpendiculares à costa. Cerca de 25.000 indivíduos pertencentes a 22 táxons foram coletados em 15 amostras de box corer (0,25 m2 cada). Mesmo com alguma variação ao largo da plataforma (de 10.886 ind.m-2 (estação A) a 2.326 ind.m-2 (B)), atribuída a diferenças na topografia, a macrofauna apresentou pouca variabilidade em termos de composição e abundância ao longo do período estudado. Além disso, diferenças na composição e abundância entre estratos sedimentares também foram notáveis, sendo que 90% dos indivíduos foram encontrados entre 0 e 5 cm. Dentre as 185 espécies identificadas, Aurospio foodbancsia (Polychaeta, Spionidae), uma espécie típica de regiões de plataforma na Antártica, mas muito próxima da espécie de mar profundo A. dibranchiata, foi a espécie dominante em todos os períodos e estações (2.087 ind.m-2). Além de Polychaeta, outros grupos abundantes na POPA foram Bivalvia, Tanaidacea e Oligochaeta. Picos de abundância foram observados para algumas espécies, provavelmente associados a eventos sazonais de recrutamento, porém nem sempre associados à chegada do alimento ao fundo marinho da região. Os grupo funcionais de Polychaeta também não variaram ao longo do período estudado, o que indicou que animais depositívoros de superfície e subsuperfície se alimentam ao longo de todo o ano, aproveitando o alimento que permanece lábil e disponível, mesmo no inverno, quando o fluxo de matéria orgânica para o bentos é mínimo. Os resultados encontrados neste trabalho confirmam os resultados já encontrados dentro do projeto FOODBANCS, que a macrofauna da POPA age como um filtro, respondendo menos às flutuações sazonais. / The West Antarctic Peninsula shelf (WAP shelf) experiences a high seasonal and interannual variability in surface primary production. Sea ice dynamics is the principal factor controlling productivity and, therefore, the downward particulate organic matter (POM) fluxes. The deposited POM, also called phytodetritus, forms dense layers of available labile food for benthic organisms. This straight relationship between water column and benthic processes is called benthic-pelagic coupling. A seasonal time-series study was conducted between November 1999 through March 2001 in tree sites on WAP shelf, to determine this relationship, specially the benthic macrofauna (> 300 µm) response to the POM flux and its posterior deposition. From a total of 15 box-corer samples (0.25 m2 each), approximately 25,000 macrofaunal individuals were collected, belonging to 22 taxa. Even with some variation along the shelf, ranging from 10,886 ind.m-2 (site A) to 2,326 ind.m-2 (B), the abundance and composition of macrofauna showed only modest seasonal changes. Differences in these parameters were clear between the inner and outer shelves, probably owing to the topography, which was composed of a basin in the innermost region and a flat region, in the offshore area. Differences in abundance and composition between sediment layers were also notable, with 90% of all individuals belonging to the 0-5 cm layer. Among the 185 identified species, Aurospio foodbancsia (Polychaeta, Spionidae), a typical species of Antarctic shelf regions and closely related to the deep-sea species A. dibranchiata, was dominant in all seasons and sites (2,087 ind.m-2). Besides polychaetes, bivalves, tanaids and oligochaetes were also abundant in WAP shelf. Peaks in abundance were observed for some species and this is believed to be related to seasonal recruitment, however not always associated with the availability of food. Polychaete functional groups did not vary along seasons, indicating that surface and subsurface deposit feeders were subsisting on the labile POM along the year, even during the winter, when POM flux to the benthos is extremely low. The results are similar to those obtained in other FOODBANCS works, and indicate that the WAP shelf macrofauna act as a low-pass filter, muting the seasonal water column processes.

O aumento da concentração do dióxido de carbono (CO2) na atmosfera vem causando o aquecimento global e a acidificação dos oceanos (AO), os quais cada vez mais são reconhecidos como importantes condutores de mudanças em sistemas biológicos. A AO tem o potencial de alterar de inúmeras maneiras a dinâmica biogeoquímica do carbono orgânico no oceano, levando a uma mudança na qualidade da matéria orgânica (MO) disponível para os organismos marinhos. Até agora, sabe-se muito pouco sobre como os sedimentos, os organismos que nele vivem e os processos que nele ocorrem vão reagir a mudanças na acidez da água do mar. Na costa brasileira, em especial, o estudo sobre os efeitos das mudanças climáticas nos processos bênticos ainda é incipiente. O presente estudo propôs uma investigação experimental com o intuito de seguir a incorporação do carbono orgânico e seu destino através da comunidade bêntica marinha após a chegada de alimento fresco, em condições atuais e de baixo pH. Nossos resultados indicaram que quando há chegada de MO fresca, a comunidade bêntica presente nos primeiros centímetros do sedimento responde de maneira rápida, incorporando esse material. Na biomassa bacteriana, após 2 dias de experimento, altos valores de incorporação (7283,04 μg13C.m-2) foram detectados. Entre os grupos da macrofauna, poliquetas apresentaram a maior incorporação do traçador e, em 4 dias de experimento, os principais agentes na incorporação do traçador foram Prionospio steenstrupi (51291,9 μg13C.m-2, 0-4 cm), Leodice rubra (20971,5 μg13C.m-2, 0-4 cm) e Poecilochaetus perequensis (6171,8 e 7263,2 μg13C.m-2, em 0-4 e 4-10 cm, respectivamente), além do molusco bivalve Eurytellina nitens (10600,4 μg13C.m-2, 0-4 cm). Quando submetidos a condições de AO, o poliqueta Leitoscoloplos sp. (2,02 μg13C.m-2) e o antozoário Edwarsia sp. (0,16 μg13C.m-2) se destacaram na incorporação do traçador em baixo pH (7,3). Em contrapartida, o molusco Dosinia concentrica (2,77 μg13C.m-2) e o poliqueta Poecilochaetus perequenses (2,68 μg13C.m-2) foram importantes agentes do processamento do carbono orgânico marcado nos primeiros centímetros do sedimento no controle (pH 8,1). Nas comunidades bacterianas, não houve diferenças de incorporação na biomassa entre o controle e o tratamento (6298,7 e 6562,2 μg13C.m-2, respectivamente). Assim, nosso estudo mostrou que eventos episódicos de chegada de alimento fresco vindos de processos que intensificam a produção primária adjacente (i.e., intrusão da ACAS e ressuspensão de sedimentos) nessa região meso-oligotrófica parecem ser essenciais não somente para a manutenção e sobrevivência da comunidade bêntica, mas também para a ciclagem de carbono nesses ambientes relativamente pobres em alimentos. Além disso, em condições de mudanças climáticas, a incorporação e o fluxo do carbono orgânico de parte da macrofauna bêntica pode ser potencialmente afetada pela AO. / Increasing carbon dioxide (CO2) concentration in the atmosphere is causing global warming and ocean acidification (OA) which are increasingly recognized as important drivers of changes in biological systems. The OA has the potential to change in various ways the biogeochemical dynamics of organic carbon in the ocean, leading to a change in the quality of the organic matter (OM) available to marine organisms. So far, very little is known about how the sediments, the organisms that live in it and the processes that occur in it will respond to changes in the acidity of seawater. In the Brazilian coast, in particular, the study on the effects of climate change on benthic processes is still incipient. The present study was an experimental investigation in order to follow the incorporation of organic carbon and its destination over the marine benthic community after the arrival of fresh food, in current conditions and low pH. Our results indicated that when there is arrival of fresh OM, benthic community present in the first few centimeters of sediment responds quickly incorporating this material. In bacterial biomass, after 2 days of experiment, high incorporation values (7283.04 μg13C.m-2) were detected. Among the macrofaunal groups, polychaetes had the highest incorporation of the tracer, and after 4 days of experiment, the key players in the incorporation of the tracer were Prionospio steenstrupi (51291.9 μg13C.m-2, 0-4 cm), Leodice rubra (20971.5 μg13C.m-2, 0-4 cm) and Poecilochaetus perequensis (6171.8 and 7263.2 μg13C.m-2, 0-4 and 4-10 cm, respectively), besides the mollusk bivalve Eurytellina nitens (10600.4 μg13C.m-2, 0-4 cm). Under conditions of OA, the polychaete Leitoscoloplos sp. (2.02 μg13C.m-2) and anthozoa Edwarsia sp. (0.16 μg13C.m-2) stood out in the incorporation of the tracer at low pH (7.3). In contrast, the mollusk Dosinia concentrica (2.77 μg13C.m-2) and the polychaete Poecilochaetus perequenses (2.68 μg13C.m-2) were important agents of processing organic carbon in the first centimeters of sediment in control (pH 8.1). Our results showed that episodic events of fresh food arrival, coming from processes that enhance the primary production (i.e., intrusion of SACW and resuspension of sediment) in this meso-oligotrophic region, appears to be essential not only for the maintenance and survival of benthic community, but also to carbon cycling in these relatively food poor environments. Furthermore, in conditions of climate change, the incorporation and the flow of the organic carbon by part of benthic macrofaunal can be potentially affected by OA.

A Plataforma Oeste da Península Antártica (POPA) é uma região onde a produtividade primária na superfície do oceano apresenta padrões altamente sazonais e considerável variabilidade interanual. A dinâmica do gelo marinho é o principal fator condicionante da produtividade e, por consequência, dos fluxos de matéria orgânica da superfície para o leito marinho. A matéria orgânica particulada depositada, chamada de fitodetrito, forma densas camadas de alimento lábil disponível para os organismos bênticos. Essa relação estreita entre os processos da coluna de água e aqueles que ocorrem no bentos é chamada de acoplamento bento-pelágico. Com o objetivo de avaliar as respostas da macrofauna bêntica aos fluxos e deposição de alimento, foi realizada uma série temporal sazonal de amostragens (novembro/1999 a março/2001) na POPA em três estações de coleta perpendiculares à costa. Cerca de 25.000 indivíduos pertencentes a 22 táxons foram coletados em 15 amostras de box corer (0,25 m2 cada). Mesmo com alguma variação ao largo da plataforma (de 10.886 ind.m-2 (estação A) a 2.326 ind.m-2 (B)), atribuída a diferenças na topografia, a macrofauna apresentou pouca variabilidade em termos de composição e abundância ao longo do período estudado. Além disso, diferenças na composição e abundância entre estratos sedimentares também foram notáveis, sendo que 90% dos indivíduos foram encontrados entre 0 e 5 cm. Dentre as 185 espécies identificadas, Aurospio foodbancsia (Polychaeta, Spionidae), uma espécie típica de regiões de plataforma na Antártica, mas muito próxima da espécie de mar profundo A. dibranchiata, foi a espécie dominante em todos os períodos e estações (2.087 ind.m-2). Além de Polychaeta, outros grupos abundantes na POPA foram Bivalvia, Tanaidacea e Oligochaeta. Picos de abundância foram observados para algumas espécies, provavelmente associados a eventos sazonais de recrutamento, porém nem sempre associados à chegada do alimento ao fundo marinho da região. Os grupo funcionais de Polychaeta também não variaram ao longo do período estudado, o que indicou que animais depositívoros de superfície e subsuperfície se alimentam ao longo de todo o ano, aproveitando o alimento que permanece lábil e disponível, mesmo no inverno, quando o fluxo de matéria orgânica para o bentos é mínimo. Os resultados encontrados neste trabalho confirmam os resultados já encontrados dentro do projeto FOODBANCS, que a macrofauna da POPA age como um filtro, respondendo menos às flutuações sazonais. / The West Antarctic Peninsula shelf (WAP shelf) experiences a high seasonal and interannual variability in surface primary production. Sea ice dynamics is the principal factor controlling productivity and, therefore, the downward particulate organic matter (POM) fluxes. The deposited POM, also called phytodetritus, forms dense layers of available labile food for benthic organisms. This straight relationship between water column and benthic processes is called benthic-pelagic coupling. A seasonal time-series study was conducted between November 1999 through March 2001 in tree sites on WAP shelf, to determine this relationship, specially the benthic macrofauna (> 300 µm) response to the POM flux and its posterior deposition. From a total of 15 box-corer samples (0.25 m2 each), approximately 25,000 macrofaunal individuals were collected, belonging to 22 taxa. Even with some variation along the shelf, ranging from 10,886 ind.m-2 (site A) to 2,326 ind.m-2 (B), the abundance and composition of macrofauna showed only modest seasonal changes. Differences in these parameters were clear between the inner and outer shelves, probably owing to the topography, which was composed of a basin in the innermost region and a flat region, in the offshore area. Differences in abundance and composition between sediment layers were also notable, with 90% of all individuals belonging to the 0-5 cm layer. Among the 185 identified species, Aurospio foodbancsia (Polychaeta, Spionidae), a typical species of Antarctic shelf regions and closely related to the deep-sea species A. dibranchiata, was dominant in all seasons and sites (2,087 ind.m-2). Besides polychaetes, bivalves, tanaids and oligochaetes were also abundant in WAP shelf. Peaks in abundance were observed for some species and this is believed to be related to seasonal recruitment, however not always associated with the availability of food. Polychaete functional groups did not vary along seasons, indicating that surface and subsurface deposit feeders were subsisting on the labile POM along the year, even during the winter, when POM flux to the benthos is extremely low. The results are similar to those obtained in other FOODBANCS works, and indicate that the WAP shelf macrofauna act as a low-pass filter, muting the seasonal water column processes.

A ciclagem de matéria orgânica (MO) no ambiente marinho é um processo-chave para o ciclo global de carbono. Os sedimentos costeiros são de suma importância para a ciclagem de carbono pois atuam como receptores de grandes quantidades de MO alóctone (i.e. terrestre) e autóctone (i.e. marinho). A miríade dos componentes orgânicos e suas diferentes características dificultam o entendimento das fontes de MO em ambientes costeiros. Este trabalho visou entender a origem e a composição da MO (através de biomarcadores lipídicos) e a dinâmica da comunidade microbiana (método ATP) em sedimentos superficiais de diferentes ecossistemas marinhos da costa sudeste do Brasil: (i) margem continental de Cabo Frio; (ii) sistema lagunar de Saquarema; (iii) áreas costeiras e a plataforma continental de Ubatuba; (iv) e a plataforma adjacente ao estuário de Santos. Os resultados apontaram uma origem predominantemente autóctone para a MO nestes sistemas, com contribuição terrestre reduzida e limitada à áreas próximas à costa. Processos oceanográficos e forçantes ambientais são cruciais para a composição da MO sedimentar e são discutidas para cada um dos ecossistemas estudados. / The cycling of the organic matter (OM) in the marine environment is a key process in the global carbon cycle. Coastal sediments are important to the global carbon cycle, since they receive large inputs from both marine and terrestrial OM. The myriad of organic compounds and their spectrum of reactivity complicate the understanding of OM sources in coastal environments. In this work, we aimed to access the origin and composition of the OM (through lipid biomarkers) and the microbial dynamics (ATP method) in surface sediments of diverse marine ecosystems from the SE Brazilian coast: (i) the continental margin off Cabo Frio; (ii) the lagoonal system of Saquarema; (iii) coastal and shelf areas from Ubatuba; and (iv) the continental shelf adjacent to Santos estuary. The results showed a dominance of autochthonous OM, with a minor fraction of the OM derived from terrestrial sources and restricted to areas close to the coast. Oceanographic processes and environmental forces are crucial to the composition of sedimentary OM and are discussed for each of those ecosystems.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:13:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Michelli Carolina Ferronato.pdf: 725223 bytes, checksum: b229eec1bf9717c15bc56d484e0aa987 (MD5) Previous issue date: 2012-09-28 / Ecoregion is an area that has the same physiographic characteristics (climate, geology, soil altitude, characteristics and land cover, vegetation) in a given region. This study aims to investigate the differences of the macroinvertebrate community in two ecoregions different of Paraná. Specifically we aim to answer: i) the physiographic characteristics of each ecoregion influence the structure and attributes of the benthic macroinvertebrate community? ii) What physiographic characteristics influence on the community? iii) The classification of functional groups is similar among ecoregions? iv) It is possible to identify groups indicators for each ecoregion? Macroinvertebrates were collected in two ecoregions of Paraná, 6 rivers in each ecoregion located in two protected areas (State Park Guartelá (PEG) and Iguaçu National Park (PNI)). To collect biological, used a collector type Hand-net, in addition, physical and chemical samples of the water were measured (pH, dissolved oxygen, altitude, water temperature, alkalinity, hardness, total nitrogen and total phosphorus) and analysis of the substrate. As a result, the ANOVA showed no significant differences between the ecoregions as attributes, however, the structure was different according to the PCA. Functional groups had the same composition, but with different percentages for each ecoregion. The indicator taxa of PEG were Baetidae, Aeshnidae, Coenagrionidae, Chironomidae and Ceratopogonidae and for the PNI, the indicator taxa were Leptohyphidae, Caenidae, Perlidae, Pleidae and Psephenidae. Thus, we conclude that the ecoregions were different as macroinvertebrate community structure due to the influence of the physical environment. / Ecorregião é uma área que possui as mesmas características fisiográficas (clima, geologia, solos, altitude e características de cobertura do solo, vegetação) em uma determinada região. Este estudo tem por objetivo verificar as diferenças da comunidade de macroinvertebrados em duas ecorregiões do Paraná. Especificamente objetiva-se responder: i) As características fisiográficas de cada ecorregião influenciam na estrutura e atributos da comunidade de macroinvertebrados bentônicos? ii) Quais características fisiográficas exercem influência sobre a comunidade? iii) A classificação dos grupos funcionais é semelhante entre as ecorregiões? iv) É possível identificar grupos indicadores para cada ecorregião? Foram coletados macroinvertebrados em duas ecorregiões do Paraná, sendo 6 rios em cada ecorregião localizados em duas Unidades de Conservação (Parque Estadual do Guartelá (PEG) e Parque Nacional do Iguaçu (PNI)). Para a coleta biológica, utilizou-se um coletor do tipo Hand-net, além disso, amostras físicas e químicas da água foram mensuradas (pH, oxigênio dissolvido, altitude, temperatura da água, alcalinidade, dureza, nitrogênio total e fósforo total) e análise do substrato. Como resultados, a ANOVA não mostrou diferenças significativas entre as ecorregiões quanto aos atributos, porém, a estrutura foi diferente segundo a PCA. Os grupos funcionais tiveram a mesma composição, porém com porcentagens diferenciadas para cada ecorregião. Os táxons indicadores do PEG foram Baetidae, Aeshnidae, Coenagrionidae, Chironomidae e Ceratopogonidae e para o PNI, os táxons indicadores foram Leptohyphidae, Caenidae, Perlidae, Pleidae e Psephenidae. Desta forma, concluímos que as ecorregiões foram diferentes quanto a estrutura da comunidade de macroinvertebrados devido a influencia das condições físicas do ambiente.

A ciclagem de matéria orgânica (MO) no ambiente marinho é um processo-chave para o ciclo global de carbono. Os sedimentos costeiros são de suma importância para a ciclagem de carbono pois atuam como receptores de grandes quantidades de MO alóctone (i.e. terrestre) e autóctone (i.e. marinho). A miríade dos componentes orgânicos e suas diferentes características dificultam o entendimento das fontes de MO em ambientes costeiros. Este trabalho visou entender a origem e a composição da MO (através de biomarcadores lipídicos) e a dinâmica da comunidade microbiana (método ATP) em sedimentos superficiais de diferentes ecossistemas marinhos da costa sudeste do Brasil: (i) margem continental de Cabo Frio; (ii) sistema lagunar de Saquarema; (iii) áreas costeiras e a plataforma continental de Ubatuba; (iv) e a plataforma adjacente ao estuário de Santos. Os resultados apontaram uma origem predominantemente autóctone para a MO nestes sistemas, com contribuição terrestre reduzida e limitada à áreas próximas à costa. Processos oceanográficos e forçantes ambientais são cruciais para a composição da MO sedimentar e são discutidas para cada um dos ecossistemas estudados. / The cycling of the organic matter (OM) in the marine environment is a key process in the global carbon cycle. Coastal sediments are important to the global carbon cycle, since they receive large inputs from both marine and terrestrial OM. The myriad of organic compounds and their spectrum of reactivity complicate the understanding of OM sources in coastal environments. In this work, we aimed to access the origin and composition of the OM (through lipid biomarkers) and the microbial dynamics (ATP method) in surface sediments of diverse marine ecosystems from the SE Brazilian coast: (i) the continental margin off Cabo Frio; (ii) the lagoonal system of Saquarema; (iii) coastal and shelf areas from Ubatuba; and (iv) the continental shelf adjacent to Santos estuary. The results showed a dominance of autochthonous OM, with a minor fraction of the OM derived from terrestrial sources and restricted to areas close to the coast. Oceanographic processes and environmental forces are crucial to the composition of sedimentary OM and are discussed for each of those ecosystems.