The occurrence of blooms of toxic cyanobacteria in freshwater environments is a global ecological and public health concern. Species of Microcystis are of particular importance because blooms occur in many freshwater environments throughout the world and microcystin toxin concentrations can exceed World Health Organization advisory levels. While microcystin has been associated with fish kills, sublethal effects of chronic exposure at environmentally relevant concentrations are relatively unknown. The objective of this research was to evaluate toxicity of microcystin and Microcystis in fish during all life history stages. We evaluated global gene expression response in larval zebrafish (Danio rerio), and a sub-set of biomarker genes indicative of microcystin exposure were identified. In addition, vitellogenin genes were highly up-regulated in zebrafish exposed to Microcystis but not the microcystin toxin, indicating potential endocrine disrupting effects of Microcystis blooms. Effects on reproduction were evaluated in adult zebrafish exposed to Microcystis. There was a significant decrease in the percentage of adults that spawned, however fecundity and larval survival were not affected. Laboratory mesocosm experiments with channel catfish (Ictalurus punctatus) were also conducted to determine the importance of dietary and aqueous exposure in microcystin bioaccumulation and assess histopathological lesions. Tissue toxin concentrations and histopathological lesions were also evaluated in channel catfish collected from Lake Erie and Waterville Reservoir, North Carolina to monitor fish living in environments affected by Microcystis blooms and relate responses to those observed in laboratory exposures.

Variable fluorescence of chlorophyll a (Fv/Fm), measured by pulse amplitude modulated (PAM) fluorometers, is an attractive target for phytoplankton-related water quality management. Lowered Fv/Fm is believed to reflect the magnitude of nutrient sufficiency or deficiency in phytoplankton. This rapid and specific metric is relevant to Lake Erie, which often experiences problematic Cyanobacteria blooms. It is unknown whether PAMs reliably measure phytoplankton nutrient status or if different PAMs provide comparable results. Water samples collected from Lake Erie and two Lake Ontario sites in July and September 2011 were analysed using alkaline phosphatase assay (APA), P-debt, and N-debt to quantify phytoplankton nutrient status and with three different PAM models (PhytoPAM, WaterPAM and DivingPAM) to determine Fv/Fm. The Lake Ontario, Lake Erie East and Central Basin sites were all N- and P-deficient in July, but only the East and Central Basin and one Lake Ontario site were P-deficient in September. The West Basin sites were P-deficient in July and one West Basin site and a river site were N-deficient in September. Between-instrument Fv/Fm comparisons did not show the expected 1:1 relationship. Fv/Fm from the PhytoPAM and WaterPAM were well-correlated with each other but not with nutrient deficiency. DivingPAM Fv/Fm did not correlate with the other PAM models, but correlated with P-deficiency. Spectral PAM fluorometers (PhytoPAM) can potentially resolve Fv/Fm down to phytoplankton group by additionally measuring accessory pigment fluorescence. The nutrient-induced fluorescent transient (NIFT) is the observation that Fv/Fm drops immediately and recovers when the limiting nutrient is reintroduced to nutrient-starved phytoplankton. A controlled laboratory experiment was conducted on a 2x2 factorial mixture design of P-deficient and P-sufficient Asterionella formosa and Microcystis aeruginosa cultures. Patterns consistent with published reports of NIFT were observed for P-deficient M. aeruginosa in mixtures; the pattern for A. formosa was less clear. This thesis showed that Fv/Fm by itself was not a reliable metric of N or P deficiency and care must be taken when interpreting results obtained by different PAM fluorometers. NIFT analysis using spectral PAM fluorometers may be able to discriminate P-deficiency in M. aeruginosa, and possibly other Cyanobacteria, in mixed communities.

Variable fluorescence of chlorophyll a (Fv/Fm), measured by pulse amplitude modulated (PAM) fluorometers, is an attractive target for phytoplankton-related water quality management. Lowered Fv/Fm is believed to reflect the magnitude of nutrient sufficiency or deficiency in phytoplankton. This rapid and specific metric is relevant to Lake Erie, which often experiences problematic Cyanobacteria blooms. It is unknown whether PAMs reliably measure phytoplankton nutrient status or if different PAMs provide comparable results. Water samples collected from Lake Erie and two Lake Ontario sites in July and September 2011 were analysed using alkaline phosphatase assay (APA), P-debt, and N-debt to quantify phytoplankton nutrient status and with three different PAM models (PhytoPAM, WaterPAM and DivingPAM) to determine Fv/Fm. The Lake Ontario, Lake Erie East and Central Basin sites were all N- and P-deficient in July, but only the East and Central Basin and one Lake Ontario site were P-deficient in September. The West Basin sites were P-deficient in July and one West Basin site and a river site were N-deficient in September. Between-instrument Fv/Fm comparisons did not show the expected 1:1 relationship. Fv/Fm from the PhytoPAM and WaterPAM were well-correlated with each other but not with nutrient deficiency. DivingPAM Fv/Fm did not correlate with the other PAM models, but correlated with P-deficiency. Spectral PAM fluorometers (PhytoPAM) can potentially resolve Fv/Fm down to phytoplankton group by additionally measuring accessory pigment fluorescence. The nutrient-induced fluorescent transient (NIFT) is the observation that Fv/Fm drops immediately and recovers when the limiting nutrient is reintroduced to nutrient-starved phytoplankton. A controlled laboratory experiment was conducted on a 2x2 factorial mixture design of P-deficient and P-sufficient Asterionella formosa and Microcystis aeruginosa cultures. Patterns consistent with published reports of NIFT were observed for P-deficient M. aeruginosa in mixtures; the pattern for A. formosa was less clear. This thesis showed that Fv/Fm by itself was not a reliable metric of N or P deficiency and care must be taken when interpreting results obtained by different PAM fluorometers. NIFT analysis using spectral PAM fluorometers may be able to discriminate P-deficiency in M. aeruginosa, and possibly other Cyanobacteria, in mixed communities.

Thesis (M.S.)--University of North Carolina at Wilmington, 2006. / Includes bibliographical references (leaves: 71-75)

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:31:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 1260.pdf: 1503714 bytes, checksum: 556c38596d4d4ea47b6d75a7441691bd (MD5) Previous issue date: 2006-08-28 / Universidade Federal de Sao Carlos / Anabaena spiroides and Microcystis aeruginosa are cyanobacteria that frequently bloom in Barra Bonita Reservoir. These floating organisms and the characteristic turbulence found at the reservoir exposure the cells to higher light intensities by lifting them from lower depths in the photic column to surface. The sudden exposure at higher irradiance could cause photoinhibition and photooxidation. This phenomenon could liberate high amounts of dissolved organic matter. This work aimed to investigate the carbon fixation photoinhibition in cells of A. spiroides and M. aeruginosa exposed to high irradiances, the chlorophyll photooxidation and the DOM released by cells of cultures differing in their physiologic state, after exposure to high irradiances through time at laboratory and field investigations. A. spiroides suffered photoinhibition and liberation of dissolved organic matter when exposed to irradiances higher than their EK during four hours as well as when exposed to irradiance of 2000 µmol.m-2.s-1 for eight hours. M. aeruginosa did not present photoinhibition in any case, however, their C14OD liberation was significantly increased. The higher indexes of C14OD excreted by theses cyanobacteria are not apparently due to cell damage. Hence it might represent an adaptation factor to higher irradiances. Similar results were found in experiments incubated in Barra Bonita reservoir. / Anabaena spiroides e Microcystis aeruginosa são cianobactérias que frequentemente formam florescimentos no Reservatório de Barra Bonita. A flutuação desses organismos e a turbulência característica do reservatório fazem com que as células que estavam iniciando o desenvolvimento do florescimento nas camadas inferiores da coluna fótica possam rapidamente ficar expostas a altas intensidades de luz quando na superfície. Esta exposição repentina a irradiâncias maiores pode causar fotoinibição e mesmo fotooxidação, podendo causar a liberar uma grande quantidade de matéria orgânica dissolvida pelas células. O presente trabalho foi realizado com o intuito de verificar se células de diferentes idades de cultivo de A. spiroides e M. aeruginosa sofrem fotoinibição da fixação de carbono, fotooxidação da clorofila-a e aumento na liberação de MOD quando expostas por diferentes períodos a irradiâncias elevadas. A. spiroides apresentou fotoinibição, juntamente com o aumento na excreção de matéria orgânica dissolvida, quando exposta a irradiâncias superiores ao seu EK durante 4 horas e ao ser exposta a irradiância de 2000 µmol.m-2.s-1 durante 8 horas. M. aeruginosa não apresentou fotoinibição quando exposta a irradiâncias superiores a seu EK por 4 horas, entretanto, apresentou um incremento significativo na liberação de C14OD. As concentrações elevadas de C14OD excretado pelas duas cianobactérias, aparentemente, não resultam de danos nas células, podendo representar um fator de adaptação às irradiâncias elevadas a que foram submetidas. Respostas semelhantes foram encontradas nos experimentos realizados no reservatório de Barra Bonita.

Submitted by Isaac Francisco de Souza Dias (isaac.souzadias@ufpe.br) on 2015-05-26T14:55:46Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) DISSERTAÇÃO Marcus Vinicius Alves dos Santos.pdf: 2498912 bytes, checksum: b27022556e6dc4f6fed3d4cfc7f0653e (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-26T14:55:46Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) DISSERTAÇÃO Marcus Vinicius Alves dos Santos.pdf: 2498912 bytes, checksum: b27022556e6dc4f6fed3d4cfc7f0653e (MD5) Previous issue date: 2014-11-17 / CAPES / Sistemas de tratamento contendo lagoas de estabilização, maturação ou polimento podem produzir elevadas densidades de fitoplancton contendo cianobactérias, que são lançadas nos corpos d’água receptores. Muitas espécies de cianobactérias produzem cianotoxinas que podem acarretar problemas de saúde pública. A aplicação de filtro de pedra após essas lagoas de poderia ser uma alternativa atrativa para a remoção de sólidos em suspensão e, por conseguinte, o fitoplancton. Entretanto, pouco se sabe sobre a remoção de cianobactérias em filtro de pedra e nem a potencialidade de produção de toxicidade das mesmas cultivadas nesse ambiente. No presente trabalho, avaliou-se a eficiência de filtro de pedra de fluxo horizontal na remoção de sólidos e de cianobactérias e da matéria orgânica residual, através da determinação de parâmetros físico-químicos. Alem disso foi verificado, por meio e técnicas de biologia molecular, a presença do gene mcyE, indicador de toxinas produzidas pelo gênero Microcystis sp. Para isso foram monitorados dois filtros em paralelo durante 230 dias de experimento com coleta a cada 15 dias. Os resultados revelam que os filtros de pedra eram semelhantes (teste T) e foram bastante efetivos na remoção da DBO residual, alcançando no efluente os valores de 5,0±1,4mg.L-1 para ambos os filtros. A eficiência média de remoção de SST foi 65 % e 66% correspondendo a valores de 33±17,4 e 32±15,3 mg.L-1para os efluentes dos filtros 1 e 2, respectivamente. Já a remoção média do número total de células do fitoplâncton foi de 98% para ambos os filtros, com densidade média de cianobactérias no efluente do filtro 1 de 2.464±766 cel.mL-1 e de 2.448±728 cel.mL-1 para o filtro 2, ficando muito abaixo dos limites preconizados na resolução Conama 357/05 para as águas doces superficiais. Não foram encontrados os gêneros específicos do gene mcyE, indicando a ausência de toxinas produzidas porMicrocystis sp., em todas as amostras analisadas. Pode-se concluir que os filtros de pedra são eficientes na remoção de sólidos em suspensão e cianobactérias e que, nas condições estudadas, não favorecem o desenvolvimento de organismos com potencialidade de produção de toxinas.

Submitted by (edna.saturno@ufrpe.br) on 2016-06-15T14:42:00Z No. of bitstreams: 1 Danilo Mamede da Silva Santos.pdf: 1106435 bytes, checksum: ca64d8b9517455ac26cf78c379fd9c5e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-15T14:42:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Danilo Mamede da Silva Santos.pdf: 1106435 bytes, checksum: ca64d8b9517455ac26cf78c379fd9c5e (MD5) Previous issue date: 2008-02-14 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Cyanobacterias or cyanoficeas, even they have many similarities with eukariotics seaweed and occupy the same ambient niches, they belong to the Eubactéria domain. In Brazil, the occurrence of blooms of cyanobacterias was evidenced, mainly in the state of Pernambuco, where some patients died in 1996. Amongst the cyanobacterias capable of producing toxins, the Genus Microcystis is distinguished; being required some genes (mcyA the J) for toxin production. This work has the objective to verify the presence of operon for the genes, mcyB and mcyA, in populations of cyanobacterias in the reservoirs of the state of Pernambuco. The taxonomic survey of the reservoirs made possible the identification of 16 taxon represented by three orders: Chroococcales; Nostocales and Oscilatoriales, which M. aeruginosa was more widely distributed species in the studied reservoirs. The reservoir of the Agreste was the one where could be found the biggest number of organisms for L-1 with the value of 51,423,078 L-1, followed by reservoirs of Sertão and Zona da Mata. Operon of the ficocianine, proved the presence of cyanobacterias for all the studied reservoirs. The gene of mcyB was presented for all reservoirs. The mcyA only for the Tapacurá reservoir in the rainy period, representing for 11,11% of the samples. Amongst the primers employed for mcyB, mcyB-FR demonstrated to be more specific than mcyB-FRA, not showing unexpected bands. The assays in HPLC had performed so far only for two reservoirs, Arcoverde and Jazigo in rainy season, being positive only for the Jazigo reservoir. The results demonstrate the necessity for a periodic monitoring in the Pernambuco’s reservoirs state emphasized for the potentially toxic cyanobacterias, as PCR an appropriate method with respect to the detention of potentials microcystins producer in environment samples. / Cianobactérias ou algas cianofíceas, embora tenham muitas semelhanças com algas eucarióticas e ocupem os mesmos nichos ambientais, pertence ao domínio Eubacteria. No Brasil, foi evidenciada a ocorrência de florações de cianobactérias, principalmente no Estado de Pernambuco, ocasionando a morte de vários pacientes em 1996. Dentre as cianobactérias capazes de produzir toxinas, destaca-se o gênero Microcystis, sendo requeridos alguns genes (mcyA a J) para produção de toxina. Este trabalho tem como objetivo verificar a presença do operon para os genes, mcyB e mcyA, em populações de cianobactérias ocorrentes em reservatórios do Estado de Pernambuco. O levantamento taxonômico dos reservatórios possibilitou a identificação de 16 táxons representados por três ordens: Chroococcales; Nostocales e Oscilatoriales, onde M. aeruginosa foi à espécie mais amplamente distribuída nos reservatórios estudados. O reservatório do Agreste foi o que apresentou o maior número de organismos por L-1, com o valor de 51.423.078 org. L-1, seguido dos reservatórios do Sertão e Zona da Mata. O operon da ficocianina comprovou a presença de cianobactérias para todos os reservatórios estudados. O gene do mcyB esteve presente para todos os reservatórios e mcyA apenas para o reservatório de Tapacurá, período chuvoso, representando por 11,11% das amostras. Dentre os primers utilizados para o mcyB, o mcyB-FR demonstrou ser mais específico que o mcyB-FRA, por não apresentar bandas inespecíficas. Os ensaios em HPLC foram efetuados até o presente momento apenas para dois reservatórios, Arcoverde chuvoso e Jazigo chuvoso, sendo positivo apenas para o reservatório de Jazigo. Os resultados apontam uma necessidade periódica de monitoramento dos reservatórios do Estado de Pernambuco frente a cianobactérias potencialmente tóxicas, sendo o método de PCR apropriado para a detecção de potenciais produtores de microcistinas em amostras ambientais.

Submitted by Mario BC (mario@bc.ufrpe.br) on 2018-06-07T13:08:23Z No. of bitstreams: 1 Cihelio Alves Amorim.pdf: 2462272 bytes, checksum: 6d861bdc38c3c251b261d899103ef30a (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-07T13:09:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cihelio Alves Amorim.pdf: 2462272 bytes, checksum: 6d861bdc38c3c251b261d899103ef30a (MD5) Previous issue date: 2017-08-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Aquatic macrophytes are important for the maintenance of clear alternative states of aquatic environments, because they can release allelopathic substances capable of inhibiting the growth of planktonic algae. On the other hand, in turbid environments, resulting from cyanobacterial blooms, the presence of cyanotoxins can negatively affect the macrophytes, causing oxidative stress and reducing their growth. In order to elucidate the mutual allelopathic relationships between bloom-forming cyanobacteria and submerged macrophytes, we tested two hypotheses through laboratory studies: (1) the release of allelochemicals by Egeria densa reduces the growth rates of toxic and non-toxic strains of Microcystis; and (2) toxic strains of Microcystis inhibit the growth and biomass of E. densa, and cause oxidative stress on these plants. Based on this, two articles were written: (1) Why do aquatic macrophytes inhibit cyanobacteria? Allelopathic effects of Egeria densa Planch. on toxic and non-toxic strains of Microcystis; and (2) Can submerged macrophytes inhibit toxic and non-toxic strains of cyanobacteria equally? Allelopathic effects of Egeria densa Planch. on Microcystis spp. In the first article, we verified the influence of the coexistence of E. densa and the application of extracts of this plant (with dissolved allelochemicals) on the biomass and growth rates of toxic strain of M. aeruginosa (MC+) and non-toxic strain of M. panniformis (MC-). In the second, we evaluated the physiological and growth responses of E. densa cultivated with the MC+ and MC- strains, verifying the lipid peroxidation, hydrogen peroxide production, changes in photosynthetic pigment content and activity of the antioxidant enzymes superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT) and ascorbate peroxidase (APX). The MC+ strain was significantly inhibited when cultivated with E. densa, while MC- exhibited a contrary response, with stimulating growth. When cultivated under the influence of E. densa extract, MC+ and MC- strains were inhibited, but more significantly in MC-. The macrophyte presented a small increment in the total phenolic compounds production when in coexistence with the cyanobacteria, mainly with the toxic strain. The growth and biomass of E. densa were inhibited when in co-culture with the MC+ strain, showing few changes when cultivated with the MC- strain. In addition, the MC+ strain inhibited the emergence of shoots and roots in plants. Both strains showed a reduction in total chlorophyll levels, chlorophyll a and b, as well as an increase in the total carotenoids content. The plants cultivated with MC+ strain presented high lipid peroxidation rates and enzymatic activity, especially for the APX. Our results support the hypothesis that there are mutual allelopathic interactions between Microcystis and E. densa. However, E. densa needs a stimulant to release the allelochemicals, such as the stress caused by microcystins. The tested plant has enzymatic defense mechanisms that allow them to coexist with microcystins during short-time exposure (about eight days), however, prolonged exposure (five weeks) to toxic strains of Microcystis causes a reduction in plant growth. / As macrófitas aquáticas são importantes para a manutenção dos estados alternativos claros dos ambientes aquáticos, pois podem liberar substâncias alelopáticas capazes de inibir o crescimento das algas planctônicas. Por outro lado, em ambientes túrbidos, resultantes das florações de cianobactérias, a presença de cianotoxinas pode afetar negativamente as macrófitas, causando estresse oxidativo e reduzindo o seu crescimento. Com o objetivo de elucidar as relações alelopáticas mútuas entre cianobactérias formadoras de florações e macrófitas submersas, nós testamos duas hipóteses através de estudos laboratoriais: (1) a liberação de aleloquímicos por Egeria densa reduz as taxas de crescimento de cepas tóxicas e não tóxicas de Microcystis; e (2) cepas tóxicas de Microcystis inibem o crescimento e biomassa de E. densa, além de ocasionar estresse oxidativo a essas plantas. Com base nisso, foram elaborados dois artigos: (1) Macrófitas submersas podem inibir cepas tóxicas e não tóxicas de cianobactérias igualmente? Efeitos alelopáticos de Egeria densa Planch. sobre Microcystis spp.; e (2) Respostas biométricas e fisiológicas de Egeria densa Planch. cultivada com cepas tóxica e não tóxica de Microcystis. No primeiro artigo, verificamos a influência da coexistência de E. densa e a aplicação de extratos desta planta (com os aleloquímicos dissolvidos) sobre a biomassa e taxas de crescimento de cepas tóxica de M. aeruginosa (MC+) e não tóxica de M. panniformis (MC-). No segundo, avaliamos as respostas fisiológicas e de crescimento de E. densa cultivadas com as cepas MC+ e MC-, verificando-se peroxidação lipídica, produção de peróxido de hidrogênio, alteração no conteúdo de pigmentos fotossintéticos e atividade das enzimas antioxidativas superóxido dismutase (SOD), catalase (CAT) e ascorbato peroxidase (APX). A cepa MC+ foi significativamente inibida quando cultivada com E. densa, enquanto que MC- exibiu uma resposta contrária, havendo estímulo do crescimento. Ao serem cultivadas sob influência do extrato de E. densa, as cepas MC+ e MC- foram inibidas, porém mais significativamente em MC-. A macrófita apresentou um pequeno incremento na produção de compostos fenólicos totais quando em coexistência com as cianobactérias, principalmente com a cepa tóxica. O crescimento e biomassa de E. densa foram inibidos quando em cultivo com a cepa MC+, com poucas alterações quando cultivadas com MC-. Além disso, a cepa MC+ inibiu a emergência de brotos e raízes nas plantas. Ambas as cepas mostraram uma redução nos teores de clorofilas totais, clorofila a e b, bem como um incremento dos carotenóides totais. As plantas cultivadas com MC+ apresentaram altas taxas de peroxidação lipídica e atividade enzimática, especialmente da APX. Nossos resultados suportam a hipótese de que existem interações alelopáticas mútuas entre Microcystis e E. densa. No entanto, E. densa necessita de um estímulo para liberar os aleloquímicos, como por exemplo o estresse ocasionado pelas microcistinas. A planta testada possui mecanismos de defesa enzimáticos que lhes permite coexistir com as microcistinas a curto prazo (cerca de oito dias), entretanto, a exposição prolongada (cinco semanas) às cepas tóxicas de Microcystis causa uma redução no crescimento da planta.

Submitted by Mario BC (mario@bc.ufrpe.br) on 2018-09-13T15:31:49Z No. of bitstreams: 1 Alane Silva de Aquino dos Santos.pdf: 1983474 bytes, checksum: ef4e81faddb52282fe09e23c642aec58 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-13T15:31:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alane Silva de Aquino dos Santos.pdf: 1983474 bytes, checksum: ef4e81faddb52282fe09e23c642aec58 (MD5) Previous issue date: 2017-07-27 / Cyanobacteria can produce various toxic metabolites such as bioactive alkaloids and peptides. Among these, the microcystins are the most reported, and may interfere with the quality of the water body, causing ecological damages such as changes in the food chain, local biodiversity decline, and impacts on public health. Microcystins may be retained within the cell or be released by cell lysis in the senescence phase of flowering in the aquatic environment where the animals are exposed to these two routes of exposure in the environment. Therefore, the toxicity of intact cells and crude aqueous extract of microcystin-LR-producing cells Microcystis aeruginosa NPLJ-4 on cladocerans was estimated. The effects on mortality, age of first reproduction, mean fecundity, total neonates, survival, somatic and population growth of Ceriodaphnia cornuta and Macrothrix spinosa were evaluated. The animals were more sensitive to intact cells. The two routes of exposure affected the population parameters of cladocerans, but the intact cells were more toxic. The somatic growth rate of the animals was not affected by the crude extract, and there were no significant differences between treatments and control. These results show that intake of intact cells is more toxic to cladocerans than exposure to toxins released into the water. With this study, it is hoped to contribute to the knowledge of the interactions between zooplankton and toxic cyanobacteria, especially under blooming events. / As cianobactérias podem produzir vários metabólitos tóxicos como alcaloides e peptídeos bioativos. Dentre estes, as microcistinas são os mais reportados, podendo interferir na qualidade do corpo d’água, causando danos ecológicos tais como alterações na cadeia trófica, declínio da biodiversidade local, bem como impactos na saúde pública. As microcistinas podem estar retidas dentro da célula ou serem liberadas através de lise celular em fase de senescência da floração no ambiente aquático, onde os animais são expostos a essas duas vias de exposição no ambiente. Diante disso, foi estimada a toxicidade de células intactas e extrato bruto aquoso de células da linhagem Microcystis aeruginosa NPLJ-4 produtora de microcistina-LR, sobre cladóceros. Foram avaliados os efeitos sobre a mortalidade, idade da primeira reprodução, fecundidade média, total de neonatos, sobrevivência, crescimento somático e populacional de Ceriodaphnia cornuta e Macrothrix spinosa. Os animais foram mais sensíveis a células intactas. As duas vias de exposição afetaram os parâmetros populacionais dos cladóceros, porém as células intactas foram mais tóxicas. A taxa de crescimento somático dos animais não foi afetada pelo extrato bruto, não havendo diferenças significativas entre os tratamentos e controle. Esses resultados mostram que a ingestão de células intactas é mais tóxica para os cladóceros que a exposição às toxinas liberadas na água. Com este estudo, espera-se contribuir para o conhecimento das interações entre o zooplâncton e as cianobactérias tóxicas, sobretudo sob eventos de florações.

Submitted by Mario BC (mario@bc.ufrpe.br) on 2018-09-17T12:50:39Z No. of bitstreams: 1 Maiara Tabatha da Silva Brito.pdf: 788712 bytes, checksum: c259717acdca87786d6dd3e12f2224b0 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-17T12:50:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Maiara Tabatha da Silva Brito.pdf: 788712 bytes, checksum: c259717acdca87786d6dd3e12f2224b0 (MD5) Previous issue date: 2017-02-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Cyanobacterial bloom in freshwater are mainly associated with the nutritional enrichment of the water, but currently, high concentration of atmospheric carbon dioxide (CO2) is also favoring its dominance. During bloom, the consumption of free CO2 and nutrients increases the pH of the water. Thus, when it diffuses in water, atmospheric CO2 becomes available as bicarbonate (HCO3-) and carbonate (CO32-), promoting changes in the phytoplankton community due to the competitive advantage that some species present in use of HCO3-. Cylindrospermopsis raciborskii and Microcystis aeruginosa are cyanobacteria widely distributed in freshwater aquatic ecosystems, bloom forming and known to make use of HCO3-. This study was carried out in order to investigate the competitive relationship between these species due to changes in pH and availability of inorganic carbon. Were performed cultures with and without aeration, with and without bicarbonate and in three different pH conditions (free, 6.8 and 8.2) with the strains ITEP-A1 of C. raciborskii and NPLJ4 of M. aeruginosa. Cultures started with the same biovolume and had their exponential growth phase extended from reinoculation into new culture medium (returning to the initial biovolume). For the mixed cultures the species with the lowest growth was considered. The growth rates (μ.day -1) and species yield, pH, alkalinity and inorganic carbon of the cultures were evaluated by repeated measures ANOVA. Isolate M. aeruginosa presented higher growth rates at pH 8.2 and free, and reduced growth at pH 6.8 while C. raciborskii was not influenced by pH. Both species promoted significant changes in pH in the non-buffered cultures (free pH). Aeration and bicarbonate were determinant factors for the response of the species in the competition cultures. In non-buffered cultures, with aeration and without addition of bicarbonate C. raciborskii was better competitor than M. aeruginosa, whereas this was best competitor in the cultures without aeration and with addition of bicarbonate. It was possible to observe changes in the competitive responses of the species to changes in pH and alkalinity and, consequently, to the proportions of dissolved inorganic carbon. Thus, with increased eutrophication of aquatic ecosystems associated with increased alkalinity and pH, changes in the competitive relationships of species are likely to occur, since the relief of inorganic carbon limitation may favor the dominance of potentially toxic cyanobacteria such as those of the genus Microcystis. / Florações de cianobactérias em ambientes límnicos são associadas principalmente ao enriquecimento nutricional dos mananciais porém, atualmente, altas concentração de dióxido de carbono (CO2) atmosférico também vem favorecendo sua dominância. Durante a floração, o consumo de CO2 livre e de nutrientes elevam o pH das águas. Assim, ao se difundir na água o CO2 atmosférico torna-se disponível como bicarbonato (HCO3-) e/ou carbonato (CO32-), promovendo mudanças na comunidade fitoplanctônica devido a vantagem competitiva que algumas espécies apresentam no uso do HCO3-. Cylindrospermopsis raciborskii e Microcystis aeruginosa são cianobactérias amplamente distribuídas nos ecossistemas aquáticos dulciaquícolas, formadoras de florações e conhecidas por fazer uso do HCO3-. Este estudo foi realizado a fim de investigar a relação competitiva entre estas espécies diante de mudanças no pH e disponibilidade de carbono inorgânico. Foram realizados cultivos com e sem aeração, com e sem adição de bicarbonato e em três diferentes condições de pH (livre, 6,8 e 8,2) com as cepas ITEP-A1 de C. raciborskii e NPLJ-4 de M. aeruginosa. Os cultivos iniciaram-se com o mesmo biovolume e tiveram a sua fase de crescimento exponencial estendida a partir de reinoculação em novo meio de cultura (retornando ao biovolume inicial). Para os cultivos mistos considerou-se a espécie com o menor crescimento. As taxas de crescimento (μ.dia -1) e rendimento das espécies, o pH, alcalinidade e carbono inorgânico dos cultivos foram avaliados por ANOVA Fatorial de medidas repetidas. Isoladamente, M. aeruginosa apresentou maiores taxas de crescimento em pH 8,2 e livre, e crescimento reduzido em pH 6,8, enquanto C. raciborskii não foi influenciada pelo pH. Ambas as espécies promoveram mudanças significativas no pH nos cultivos não tamponados (pH livre). A aeração e o bicarbonato foram fatores determinantes para a resposta das espécies nos cultivos em competição. Nos cultivos não tamponados, com aeração e sem adição de bicarbonato C. raciborskii foi melhor competidora que M. aeruginosa, enquanto que esta foi melhor competidora nos cultivos sem aeração e com adição de bicarbonato. Foi possível constatar mudanças nas respostas competitivas das espécies diante de alterações no pH e alcalinidade e, consequentemente, das proporções de carbono inorgânico dissolvido. Assim, com o aumento da eutrofização dos ecossistemas aquáticos associado a um aumento da alcalinidade e pH, mudanças nas relações competitivas das espécies estão propensas a ocorrer, visto que o alivio da limitação por carbono inorgânico pode favorecer a dominância de cianobactérias potencialmente tóxicas como as do gênero Microcystis.