Variação sazonal da estrutura trófica do plâncton em águas rasas subtropicais (REBIO Arvoredo)

Abstract

O plâncton é uma forma de vida que agrupa organismos aquáticos que são transportados passivamente pelas correntes, ou seja, seu movimento não é forte o suficiente para vencê-las. Eles possuem importância na área da economia e biodiversidade, entre outras, por serem um elo trófico com animais de grande porte e recursos pesqueiros. Este trabalho abordou o bacterioplâncton, fitoplâncton, ciliados e mesozooplâncton, que foram classificados para o estudo da estrutura trófica do plâncton entre autotrófico, heterotrófico e mixotrófico e em alguns casos, de maneira mais específica, como bacterívoros, carnívoros, detritívoros, herbívoros e onívoros. A Reserva Biológica Marinha do Arvoredo (REBIO Arvoredo) é uma unidade de conservação de proteção integral localizada na plataforma continental sudeste brasileira e inclui quatro ilhas, entre elas, a Ilha do Arvoredo. O objetivo do trabalho foi caracterizar a estrutura trófica planctônica na região da reserva biológica marinha e entorno, usando os registros de dados de plâncton e parâmetros ambientais. A maioria dos dados foi fornecida pelo projeto MAArE. As amostragens foram realizadas em fevereiro e agosto de 2016 com garrafas de Van Dorn e redes de plâncton. Para os parâmetros ambientais, registrados com CTD e/ou analisados quimicamente, foi realizada uma Análise de Componentes Principais (PCA) a fim de descrever as variações espaço-temporais das condições oceanográficas. Para identificação do plâncton, foi utilizado sequenciamento de DNA para o bacterioplâncton, microscópio invertido para fitoplâncton e ciliados e microscópio estereoscópio para o mesozooplâncton, e, a partir desses dados, foram gerados gráficos de abundância relativa e total. A Análise Multifatorial (MFA) foi realizada para o fitoplâncton, ciliados e mesozooplâncton, com objetivo de explorar as relações entre os grupos tróficos do plâncton e os parâmetros ambientais. A temperatura indica ser o parâmetro ambiental responsável por provocar o agrupamento do plâncton em três estruturas tróficas: verão, inverno e comum nos dois períodos do ano. Na estrutura trófica de verão, as altas temperaturas favorecem as diatomáceas, já o grupo trófico Copepoda carnívoro parece ser o principal predador de ciliados onívoros, estes últimos, junto de Larvacea, podem utilizar bactérias como recurso alimentar. No inverno, as águas são ricas em silicato e clorofila-a, Cladocera se alimenta de dinoflagelados e ciliados mixotróficos e Chaetognatha se alimenta de Copepoda onívoro, que, por sua vez, provavelmente se alimenta de ciliados bacterívoros e mixotróficos, os quais podem se alimentar de bactérias. Na situação comum nos dois períodos do ano, complementar às outras cadeias alimentares, Copepoda onívoro-herbívoro parecem ser organismos mais generalistas, sendo importante tanto no verão como no inverno. Em todas as estruturas tróficas foi constatada a possibilidade de existir alça microbiana, com participação dos filos Proteobacteria e Cyanobacteria. O trabalho concluiu que o principal fator que agrupou as estruturas tróficas foi a temperatura, que juntamente com outras características das massas d’ água, modificou a abundância e composição do plâncton.

Plankton is a form of life of aquatic organisms with limited swimming skills, being passively transported by currents, since their movement is not strong enough to overcome them. They are important for ​​economy and biodiversity, since they are the initial link of the marine food chains of large animals and fisheries resources. This study addressed bacterioplankton, phytoplankton, ciliates and mesozooplankton. They were classified for a trophic structure approach as autotrophic, heterotrophic and mixotrophic and in some cases, more specifically, as bacterivores, carnivores, detritivores, herbivores and omnivores. The Arvoredo Marine Biological Reserve (REBIO Arvoredo) is a no-take Marine Protected Area (MPA) located on the South Brazilian Bight and includes four islands, among them, the Arvoredo Island. The objective of this work was to characterize the planktonic trophic structure around the MPA, using the records of plankton data and environmental parameters obtained in the MAArE monitoring program. The sampling took place in 2016 in February and August using Van Dorn bottles and plankton nets. For the environmental parameters, recorded with a CTD or chemically analyzed, a Principal Component Analysis (PCA) was performed in order to describe the spatio-temporal oceanographic conditions. For plankton identification, DNA sequencing was used for bacterioplankton, inverted microscope for phytoplankton and ciliates and stereoscopic microscope for mesozooplankton, and, from these data, graphs of relative and total abundance were generated. Multiple Factor Analysis (MFA) was performed for phytoplankton, ciliates and mesozooplankton, in order to explore the relationships between plankton trophic groups and environmental parameters. The temperature was indicated as the main driver of the three trophic plankton structures: summer, winter and common in both seasons. In the summer trophic structure, the high temperature favored diatoms, while the carnivorous copepods seemed to be the main predators of omnivorous ciliates; the latter, together with larvaceans, could use bacteria as a food resource. In winter, the waters are rich in silicate and chlorophyll, dinoflagellates and mixotrophic ciliates were available for cladocerans, while carnivorous chaetognaths preyed upon on omnivorous copepods, which probably feeded on bacterivorous and mixotrophic ciliates, and the last two could feed on bacteria. In the common situation, concurrent in both seasons, the abundant omnivorous-herbivorous copepods appeared to have a generalist behavior. In all trophic structures, the possibility of a microbial loop was observed, with the engagement of the Proteobacteria and Cyanobacteria. The work concluded that the trophic structure was mainly driven by temperature, with a secondary contribution of other water mass features in special sites, to modify the abundance and composition of plankton.