Konstanz, Univ., Diplomarb., 1998.

Este trabalho está dividido em dois capítulos. O primeiro aborda a distribuição espacial de microcrustáceos planctônicos nas zonas litorânea e limnética do lago Monte Alegre, situado em Ribeirão Preto, estado de São Paulo, e a influência de fatores abióticos e bióticos sobre o desenvolvimento e a distribuição. Este capítulo utiliza dados de Ferreira (2013) referentes à zona limnética e constitui um manuscrito, que deverá ser submetido para publicação; os dados coletados e analisados neste trabalho foram os referentes à zona litorânea, bem como todo tratamento estatístico para a comparação entre as duas zonas. Foram analisadas amostras semanais do zooplâncton e seus predadores invertebrados, obtidas no mesmo período nas zonas litorânea e limnética, durante um ano, com o objetivo de estudar a flutuação ao longo do ano, sua reprodução e quais espécies de microcrustáceos planctônicos ocupam o litoral do lago; os fatores físicos e químicos avaliados no mesmo período das coletas foram utilizados para determinar as condições em que os organismos se encontram nas duas zonas. A distribuição das espécies planctônicas mais abundantes ocorreu em ambas as zonas, sendo que Bosmina tubicen e Diaphanosoma birgei mostraram preferência pela zona litorânea, enquanto Daphnia gessneri foi mais abundante na zona limnética e Ceriodaphnia richardi e Daphnia ambigua foram indiferentes quanto a sua distribuição nas zonas litorânea e limnética. Os copépodos distribuíram-se preferencialmente na zona pelágica. Maior concentração de carbono algal foi registrada na zona limnética em relação à zona litorânea, porém algumas algas podem apresentar características indigestas. Nossos dados indicam que o litoral possui condições favoráveis para o desenvolvimento de cladóceros planctônicos, sendo que a preferência de algumas espécies por essa zona poderia ser uma adaptação para diminuir a predação por invertebrados limnéticos. Embora o litoral tenha outros predadores, a mortalidade na zona limnética deve ser maior. O capítulo dois apresenta a distribuição horizontal da comunidade de microcrustáceos, especialmente os cladóceros, em três zonas do lago Monte Alegre - no banco de macrófitas, na borda do banco de macrófitas e na zona limnética - e o efeito desta distribuição sobre sua reprodução e tamanho. As amostragens de zooplâncton e medições de fatores físicos e químicos foram realizadas durante 18 dias, em intervalos de 3 dias. Também foram realizados experimentos em laboratório para analisar a influência da quantidade e qualidade do alimento sobre os parâmetros de tabela de vida de duas espécies de cladóceros encontradas no lago, utilizando o séston de cada zona. Fatores físicos e químicos do séston também foram avaliados no período dos experimentos. D. birgei mostrou preferência pela zona litorânea e D. ambigua pela zona limnética, enquanto C. richardi e D. gessneri não apresentaram preferência significativa. A qualidade do alimento não influenciou de maneira negativa o desenvolvimento de C. richardi e D. birgei, no período dos experimentos, podendo não ser o fator responsável por sua distribuição no lago. Já D. birgei apresentou diferenças significativas entre as zonas, quanto ao total de neonatos por fêmea, fecundidade média e máximo de neonatos por prole. Dessa maneira, a zona litorânea do lago Monte Alegre mostrou- se propícia ao desenvolvimento de cladóceros planctônicos; a qualidade do séston nesta zona não influencia de maneira negativa os parâmetros de tabela de vida de C. richardi e D. birgei. / This work is divided into two chapters. The first deals with the spatial distribution of planktonic microcrustaceans in the littoral and limnetic zones of the Lake Monte Alegre, located in Ribeirão Preto, São Paulo, and the influence of abiotic and biotic factors on the development and distribution. This chapter uses data from Ferreira (2013), concerning the limnetic zone and is a manuscript to be submitted for publication; the data analyzed in this study were those related to the littoral zone, as well as all the statistical analysis for comparison between the two zones. Weekly samples of zooplankton and their invertebrate predators, obtained in the same period in both zones were analyzed for one year, with the aim of studying the fluctuation throughout the year, its reproduction and which species of planktonic microcrustaceans occupy the littoral; physical and chemical factors were evaluated in the same period of the plankton samples to determine the conditions for the organisms in the two zones. The most abundant planktonic microcrustaceans distributed in both zones, Bosmina tubicen and Diaphanosoma birgei showing preference for the littoral, while Daphnia gessneri was more abundant in the limnetic zone and Ceriodaphnia richardi and Daphnia ambigua were indifferent, regarding both zones. Copepods occupied preferentially the pelagic zone. Higher concentration of algal carbon was recorded in the limnetic zone in relation to the littoral zone, but some algae may have indigestible features. Our data indicate that the shoreline of the lake has favorable conditions for the development of planktonic cladocerans, and the preference of some species for this area could be a strategy to reduce predation by limnetic invertebrates. Although the littoral has other predators, mortality in the limnetic zone might be higher. Chapter two presents the horizontal distribution of planktonic microcrustaceans, especially cladocerans, in three areas of the Lake Monte Alegre - within macrophyte stands, the edge of macrophyte stands and in the limnetic zone - and the effect of this distribution on their reproduction and size. Zooplankton samples and measurements of physical and chemical factors were carried out for 18 days at intervals of 3 days. Laboratory experiments were also performed to analyze the influence of the food quantity and quality on the life table parameters of two species of cladocerans from the lake, using the seston of each zone. Physical and chemical factors of the seston were also assessed during the experiments. D. birgei showed preference for the littoral and D. ambigua for the limnetic zone, while C. richardi and D. gessneri were indifferent. The food quality did not influence negatively the development of C. richardi and D. birgei and could be not the main factor responsible for their distribution in the lake. D. birgei showed significant differences between zones, such as the total neonates produced per female, average fertility, and maximum offsprings per clutch. Thus, the littoral zone of the Lake Monte Alegre was favorable to the development of planktonic cladocerans at the time of the experiments, the seston quality not influencing negatively the life table parameters of C. richardi and D. birgei.

Este trabalho está dividido em dois capítulos. O primeiro aborda a distribuição espacial de microcrustáceos planctônicos nas zonas litorânea e limnética do lago Monte Alegre, situado em Ribeirão Preto, estado de São Paulo, e a influência de fatores abióticos e bióticos sobre o desenvolvimento e a distribuição. Este capítulo utiliza dados de Ferreira (2013) referentes à zona limnética e constitui um manuscrito, que deverá ser submetido para publicação; os dados coletados e analisados neste trabalho foram os referentes à zona litorânea, bem como todo tratamento estatístico para a comparação entre as duas zonas. Foram analisadas amostras semanais do zooplâncton e seus predadores invertebrados, obtidas no mesmo período nas zonas litorânea e limnética, durante um ano, com o objetivo de estudar a flutuação ao longo do ano, sua reprodução e quais espécies de microcrustáceos planctônicos ocupam o litoral do lago; os fatores físicos e químicos avaliados no mesmo período das coletas foram utilizados para determinar as condições em que os organismos se encontram nas duas zonas. A distribuição das espécies planctônicas mais abundantes ocorreu em ambas as zonas, sendo que Bosmina tubicen e Diaphanosoma birgei mostraram preferência pela zona litorânea, enquanto Daphnia gessneri foi mais abundante na zona limnética e Ceriodaphnia richardi e Daphnia ambigua foram indiferentes quanto a sua distribuição nas zonas litorânea e limnética. Os copépodos distribuíram-se preferencialmente na zona pelágica. Maior concentração de carbono algal foi registrada na zona limnética em relação à zona litorânea, porém algumas algas podem apresentar características indigestas. Nossos dados indicam que o litoral possui condições favoráveis para o desenvolvimento de cladóceros planctônicos, sendo que a preferência de algumas espécies por essa zona poderia ser uma adaptação para diminuir a predação por invertebrados limnéticos. Embora o litoral tenha outros predadores, a mortalidade na zona limnética deve ser maior. O capítulo dois apresenta a distribuição horizontal da comunidade de microcrustáceos, especialmente os cladóceros, em três zonas do lago Monte Alegre - no banco de macrófitas, na borda do banco de macrófitas e na zona limnética - e o efeito desta distribuição sobre sua reprodução e tamanho. As amostragens de zooplâncton e medições de fatores físicos e químicos foram realizadas durante 18 dias, em intervalos de 3 dias. Também foram realizados experimentos em laboratório para analisar a influência da quantidade e qualidade do alimento sobre os parâmetros de tabela de vida de duas espécies de cladóceros encontradas no lago, utilizando o séston de cada zona. Fatores físicos e químicos do séston também foram avaliados no período dos experimentos. D. birgei mostrou preferência pela zona litorânea e D. ambigua pela zona limnética, enquanto C. richardi e D. gessneri não apresentaram preferência significativa. A qualidade do alimento não influenciou de maneira negativa o desenvolvimento de C. richardi e D. birgei, no período dos experimentos, podendo não ser o fator responsável por sua distribuição no lago. Já D. birgei apresentou diferenças significativas entre as zonas, quanto ao total de neonatos por fêmea, fecundidade média e máximo de neonatos por prole. Dessa maneira, a zona litorânea do lago Monte Alegre mostrou- se propícia ao desenvolvimento de cladóceros planctônicos; a qualidade do séston nesta zona não influencia de maneira negativa os parâmetros de tabela de vida de C. richardi e D. birgei. / This work is divided into two chapters. The first deals with the spatial distribution of planktonic microcrustaceans in the littoral and limnetic zones of the Lake Monte Alegre, located in Ribeirão Preto, São Paulo, and the influence of abiotic and biotic factors on the development and distribution. This chapter uses data from Ferreira (2013), concerning the limnetic zone and is a manuscript to be submitted for publication; the data analyzed in this study were those related to the littoral zone, as well as all the statistical analysis for comparison between the two zones. Weekly samples of zooplankton and their invertebrate predators, obtained in the same period in both zones were analyzed for one year, with the aim of studying the fluctuation throughout the year, its reproduction and which species of planktonic microcrustaceans occupy the littoral; physical and chemical factors were evaluated in the same period of the plankton samples to determine the conditions for the organisms in the two zones. The most abundant planktonic microcrustaceans distributed in both zones, Bosmina tubicen and Diaphanosoma birgei showing preference for the littoral, while Daphnia gessneri was more abundant in the limnetic zone and Ceriodaphnia richardi and Daphnia ambigua were indifferent, regarding both zones. Copepods occupied preferentially the pelagic zone. Higher concentration of algal carbon was recorded in the limnetic zone in relation to the littoral zone, but some algae may have indigestible features. Our data indicate that the shoreline of the lake has favorable conditions for the development of planktonic cladocerans, and the preference of some species for this area could be a strategy to reduce predation by limnetic invertebrates. Although the littoral has other predators, mortality in the limnetic zone might be higher. Chapter two presents the horizontal distribution of planktonic microcrustaceans, especially cladocerans, in three areas of the Lake Monte Alegre - within macrophyte stands, the edge of macrophyte stands and in the limnetic zone - and the effect of this distribution on their reproduction and size. Zooplankton samples and measurements of physical and chemical factors were carried out for 18 days at intervals of 3 days. Laboratory experiments were also performed to analyze the influence of the food quantity and quality on the life table parameters of two species of cladocerans from the lake, using the seston of each zone. Physical and chemical factors of the seston were also assessed during the experiments. D. birgei showed preference for the littoral and D. ambigua for the limnetic zone, while C. richardi and D. gessneri were indifferent. The food quality did not influence negatively the development of C. richardi and D. birgei and could be not the main factor responsible for their distribution in the lake. D. birgei showed significant differences between zones, such as the total neonates produced per female, average fertility, and maximum offsprings per clutch. Thus, the littoral zone of the Lake Monte Alegre was favorable to the development of planktonic cladocerans at the time of the experiments, the seston quality not influencing negatively the life table parameters of C. richardi and D. birgei.

Thesis (M.Sc.)--Memorial University of Newfoundland, 2003. / Bibliography: leaves 113-127. Also available online.

No presente trabalho foram estudadas as variações sazonais do material orgânico e inorgânico transportado pelo efluente que deixa o Sistema Hidrológico do Taim via comportas de drenagem. O Sistema Hidrológico do Taim, localizado a sudeste do estado do Rio Grande do Sul, Brasil, compreende um complexo de banhados e lagoas que trocam massas de água entre si e com sistemas lacustres adjacentes (Lagoa Mirim). Uma das principais características de banhados (“wetlands”) são os altos níveis de produção primária, relacionados principalmente a grande quantidade de macrófitas aquáticas presentes nestes ecossistemas, que associados a intensas variações dos níveis e dos fluxos de água, fazem com que estes tenham importância primordial na bacia da qual fazem parte no sentido de reterem ou exportarem biomassa detrítica e nutrientes. Neste sentido, esta dissertação pretende esclarecer sobre a dinâmica dos processos ecológicos ocorrentes em banhados e estabelecer metodologias que permitam uma melhor gestão dos recursos hídricos destes ecossistemas. Mais especificamente pretende definir e quantificar os padrões na exportação de matéria e nutrientes do Sistema Hidrológico do Taim para Lagoa Mirim e obter subsídios para compreender as influências destes banhados marginais em sistemas lacustres contíguos. Uma série de variáveis hidrometeorológicas (Precipitação, Velocidade do Vento e Nível da Coluna D’água) e físico-químico-biológicas (Temperatura, Condutividade, pH, ORP, Carbono Orgânico Total, DQO, Sólidos, Fósforo Total e Clorofila ) foram usadas para descrição do efluente e, ao longo do ano de 2002, duas campanhas paralelas realizaram coletas periódicas da água que deixa o banhado via as comportas drenagem situadas a norte do sistema Os resultados evidenciaram que grande parte do material transportado pelo efluente drenado do Sistema Hidrológico do Taim se encontra na forma dissolvida, além deste mostrar uma variação sazonal determinada principalmente pelos períodos de cheia e estiagem do banhado, que caracterizam o hidroperíodo, e pelo vento, fator constante e decisivo para a dinâmica de ecossistemas costeiros. A concentração de nutrientes na coluna d’água, e conseqüentemente carreada pelo efluente, é baixa, o que pode estar relacionado principalmente à rápida ciclagem e mobilização destes na biomassa vegetal.

No presente trabalho foram estudadas as variações sazonais do material orgânico e inorgânico transportado pelo efluente que deixa o Sistema Hidrológico do Taim via comportas de drenagem. O Sistema Hidrológico do Taim, localizado a sudeste do estado do Rio Grande do Sul, Brasil, compreende um complexo de banhados e lagoas que trocam massas de água entre si e com sistemas lacustres adjacentes (Lagoa Mirim). Uma das principais características de banhados (“wetlands”) são os altos níveis de produção primária, relacionados principalmente a grande quantidade de macrófitas aquáticas presentes nestes ecossistemas, que associados a intensas variações dos níveis e dos fluxos de água, fazem com que estes tenham importância primordial na bacia da qual fazem parte no sentido de reterem ou exportarem biomassa detrítica e nutrientes. Neste sentido, esta dissertação pretende esclarecer sobre a dinâmica dos processos ecológicos ocorrentes em banhados e estabelecer metodologias que permitam uma melhor gestão dos recursos hídricos destes ecossistemas. Mais especificamente pretende definir e quantificar os padrões na exportação de matéria e nutrientes do Sistema Hidrológico do Taim para Lagoa Mirim e obter subsídios para compreender as influências destes banhados marginais em sistemas lacustres contíguos. Uma série de variáveis hidrometeorológicas (Precipitação, Velocidade do Vento e Nível da Coluna D’água) e físico-químico-biológicas (Temperatura, Condutividade, pH, ORP, Carbono Orgânico Total, DQO, Sólidos, Fósforo Total e Clorofila ) foram usadas para descrição do efluente e, ao longo do ano de 2002, duas campanhas paralelas realizaram coletas periódicas da água que deixa o banhado via as comportas drenagem situadas a norte do sistema Os resultados evidenciaram que grande parte do material transportado pelo efluente drenado do Sistema Hidrológico do Taim se encontra na forma dissolvida, além deste mostrar uma variação sazonal determinada principalmente pelos períodos de cheia e estiagem do banhado, que caracterizam o hidroperíodo, e pelo vento, fator constante e decisivo para a dinâmica de ecossistemas costeiros. A concentração de nutrientes na coluna d’água, e conseqüentemente carreada pelo efluente, é baixa, o que pode estar relacionado principalmente à rápida ciclagem e mobilização destes na biomassa vegetal.

No presente trabalho foram estudadas as variações sazonais do material orgânico e inorgânico transportado pelo efluente que deixa o Sistema Hidrológico do Taim via comportas de drenagem. O Sistema Hidrológico do Taim, localizado a sudeste do estado do Rio Grande do Sul, Brasil, compreende um complexo de banhados e lagoas que trocam massas de água entre si e com sistemas lacustres adjacentes (Lagoa Mirim). Uma das principais características de banhados (“wetlands”) são os altos níveis de produção primária, relacionados principalmente a grande quantidade de macrófitas aquáticas presentes nestes ecossistemas, que associados a intensas variações dos níveis e dos fluxos de água, fazem com que estes tenham importância primordial na bacia da qual fazem parte no sentido de reterem ou exportarem biomassa detrítica e nutrientes. Neste sentido, esta dissertação pretende esclarecer sobre a dinâmica dos processos ecológicos ocorrentes em banhados e estabelecer metodologias que permitam uma melhor gestão dos recursos hídricos destes ecossistemas. Mais especificamente pretende definir e quantificar os padrões na exportação de matéria e nutrientes do Sistema Hidrológico do Taim para Lagoa Mirim e obter subsídios para compreender as influências destes banhados marginais em sistemas lacustres contíguos. Uma série de variáveis hidrometeorológicas (Precipitação, Velocidade do Vento e Nível da Coluna D’água) e físico-químico-biológicas (Temperatura, Condutividade, pH, ORP, Carbono Orgânico Total, DQO, Sólidos, Fósforo Total e Clorofila ) foram usadas para descrição do efluente e, ao longo do ano de 2002, duas campanhas paralelas realizaram coletas periódicas da água que deixa o banhado via as comportas drenagem situadas a norte do sistema Os resultados evidenciaram que grande parte do material transportado pelo efluente drenado do Sistema Hidrológico do Taim se encontra na forma dissolvida, além deste mostrar uma variação sazonal determinada principalmente pelos períodos de cheia e estiagem do banhado, que caracterizam o hidroperíodo, e pelo vento, fator constante e decisivo para a dinâmica de ecossistemas costeiros. A concentração de nutrientes na coluna d’água, e conseqüentemente carreada pelo efluente, é baixa, o que pode estar relacionado principalmente à rápida ciclagem e mobilização destes na biomassa vegetal.

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The factors that determine the efficiency of energy transfer in aquatic food webs have been investigated for many decades. The plant-animal interface is the most variable and least predictable of all levels in the food web. In order to study determinants of food quality in a large lake and to test the recently proposed central importance of the long-chained eicosapentaenoic acid (EPA) at the pelagic producer-grazer interface, we tested the importance of polyunsaturated fatty acids (PUFAs) at the pelagic producerconsumer interface by correlating sestonic food parameters with somatic growth rates of a clone of Daphnia galeata. Daphnia growth rates were obtained from standardized laboratory experiments spanning one season with Daphnia feeding on natural seston from Lake Constance, a large pre-alpine lake. Somatic growth rates were fitted to sestonic parameters by using a saturation function. A moderate amount of variation was explained when the model included the elemental parameters carbon (r2 = 0.6) and nitrogen (r2 = 0.71). A tighter fit was obtained when sestonic phosphorus was incorporated (r2 = 0.86). The nonlinear regression with EPA was relatively weak (r2 = 0.77), whereas the highest degree of variance was explained by three C18-PUFAs. The best (r2 = 0.95), and only significant, correlation of Daphnia's growth was found with the C18-PUFA α-linolenic acid (α-LA; C18:3n-3). This correlation was weakest in late August when C:P values increased to 300, suggesting that mineral and PUFA-limitation of Daphnia's growth changed seasonally. Sestonic phosphorus and some PUFAs showed not only tight correlations with growth, but also with sestonic α-LA content. We computed Monte Carlo simulations to test whether the observed effects of α-LA on growth could be accounted for by EPA, phosphorus, or one of the two C18-PUFAs, stearidonic acid (C18:4n-3) and linoleic acid (C18:2n-6). With >99 % probability, the correlation of growth with α-LA could not be explained by any of these parameters. In order to test for EPA limitation of Daphnia's growth, in parallel with experiments on pure seston, growth was determined on seston supplemented with chemostat-grown, P-limited Stephanodiscus hantzschii, which is rich in EPA. Although supplementation increased the EPA content 80-800x, no significant changes in the nonlinear regression of the growth rates with α-LA were found, indicating that growth of Daphnia on pure seston was not EPA limited. This indicates that the two fatty acids, EPA and α-LA, were not mutually substitutable biochemical resources and points to different physiological functions of these two PUFAs. These results support the PUFA-limitation hypothesis for sestonic C:P < 300 but are contrary to the hypothesis of a general importance of EPA, since no evidence for EPA limitation was found. It is suggested that the resource ratios of EPA and α-LA rather than the absolute concentrations determine which of the two resources is limiting growth.

Seston is the complex of organic and inorganic particles suspended in the water column in stream ecosystems. This detrital pool is a significant vector of energy and nutrients from headwaters to the ocean. Many of the processes involved in seston generation in streams involve the terrestrial ecosystems they drain. My objective was to determine how land use influences seston quality. Seston was collected from 9 streams along a gradient of catchment forest cover, draining 3 land-use categories: forested, agricultural, and residential. Quality variations were determined through the physical composition (size classes and concentration), chemical composition (carbon, nitrogen, and phosphorous) and organic content of seston, as well as microbial respiration of associated assemblages and growth rates of Chironomus tentans fed seston. There was more seston in streams draining less forested catchments but proportionally that material was less organic. Ultrafine particles dominated seston size classes at all sites and was higher in streams with less catchment forest cover. Phosphorous content of seston, as a % of ash free dry mass, and dissolved P in the water were higher in more disturbed streams, and C:N and N:P ratios of seston were higher in forested streams. Microbial respiration and instantaneous growth rates of C. tentans were highest on residential seston, indicating seston from those streams was more bioavailable. These results indicate that the quality of seston in stream ecosystems is linked to terrestrial processes and influenced by land use. / Master of Science