Diatom associations in shelf waters off Paraná State, Southern Brazil: annual variation in relation to environmental factors

A variação sazonal das diatomáceas em águas neríticas do estado do Paraná, Sul do Brasil, foi investigada para analisar sua dinâmica temporal e detectar as principais forçantes ambientais da comunidade planctônica. Picos de biomassa ocorreram de Maio a Agosto e de Dezembro a Março. As espécies dominantes foram Cerataulina pelagica, Chaetoceros spp., Dactyliosolen fragilissimus, Guinardia striata, Lauderia annulata, Leptocylindrus spp., Pseudo-nitzschia cf. delicatissima, P. australis, Rhizosolenia spp., Skeletonema costatum e Thalassionema nitzschioides. Representantes de Naviculaceae, Nitzschia spp., Thalassiosira spp. e Chaetoceros cf. tenuissimus dominaram as diatomáceas nanoplanctônicas. As concentrações da maioria das espécies decresceram durante e logo após as florações de Phaeocystis pouchetii em Setembro, e de Coscinodiscus wailesii em Abril. Com base na análise de cluster e interpretações dos parâmetros ambientais monitorados, seis associações de diatomáceas foram discernidas. Quatro fatores ambientais principais foram atribuídos como determinantes para o grupamento: (a) influência mais forte de águas oligotróficas da Corrente do Brasil na Primavera/Verão, (b) alternância entre as estações chuvosa (rica em nutrientes) e seca, (c) influência de águas subantárticas enriquecidas misturadas às costeiras no Outono e Inverno, trazendo espécies de águas frias, além de promover o crescimento de autóctones, e (d) florações de espécies nanoplanctônicas (Phaeocystis) e microplanctônicas (C. wailesii).The seasonal variation of diatoms in the inshore waters off Paraná State, Southern Brazil was investigated to analyse their temporal dynamics and to detect the main environmental constraints of the planktonic community. Biomass peaks occurred from May to August and from December to March. Among the microplanktonic diatoms, Cerataulina pelagica, Chaetoceros spp., Dactyliosolen fragilissimus, Guinardia striata, Lauderia annulata, Leptocylindrus spp., Pseudo-nitzschia cf. delicatissima, P. australis, Rhizosolenia spp., Skeletonema costatum and Thalassionema nitzschioides were dominant species. Nanoplanktonic diatoms were dominated by Naviculaceae, Nitzschia spp., Thalassiosira spp. and Chaetoceros cf. tenuissimus. Concentrations of most of the species decreased during and just after the blooms of Phaeocystis pouchetii in September and of Coscinodiscus wailesii in April. Based on cluster analysis and interpretations of the environmental parameters monitored, six diatom associations were discerned. Four main environmental factors were attributed as the determinants for the grouping: (a) the stronger influence of the tropical oligotrophic waters of the Brazil Current in spring/summer, (b) the alternation between dry and rainy (nutrient-richer) seasons, (c) the influence of subantarctic waters mixed with coastal ones in fall/winter, bringing cold species and promoting the growth of autochthonous species, and (d) the blooms of nanoplanktonic (Phaeocystis) and microplanktonic (C. wailesii) species

Harmful algae and toxis in paranaguá bay , Brazil: bases for monitoring

O complexo estuarino de Paranaguá (CEP; 25º30'S, 48º30'W), localizado no litoral sul do Brasil, abriga extensas áreas preservadas de manguezais e tem a pesca e aqüicultura como importantes atividades econômicas. Este trabalho investigou a ocorrência de microalgas nocivas no CEP e a presença de ficotoxinas no molusco bivalve Mytella guyanensis. Para tanto, foram coletadas amostras com periodicidade aproximadamente mensal, entre agosto de 2002 e outubro de 2003. Foram avaliadas variáveis físico-químicas, densidade de espécies nocivas e a presença de toxinas nos moluscos através de bioensaio com camundongos (DSP e PSP) e por cromatografia líquida (ASP). As espécies nocivas encontradas foram Pseudo-nitzschia spp., Dinophysis acuminata,Prorocentrum minimum,Gymnodinium catenatum,Phaeocystis spp., Chattonella spp. e Heterosigma akashiwo. Além dessas, Trichodesmium erythraeum e Coscinodiscus wailesii foram também incluídas no estudo pelo potencial de produzirem eventos nocivos na região. Toxinas diarréicas (DSP) foram detectadas em moluscos em dezembro de 2002 associadas à presença de D. acuminata (até 4.566 cel.l-1). Toxinas paralisantes e amnésicas foram produzidas por cepas cultivadas em laboratório. Primavera (de outubro a dezembro no hemisfério Sul) e final do verão (fevereiro a abril) foram os períodos de maior abundância de algas nocivas principalmente nos setores euhalino e polihalino interno do CEP.The estuarine complex of Paranaguá - ECP (South Brazil, 25º30'S, 48º30'W) is a large subtropical system, where pristine mangrove forests are still present, and fishery and aquaculture are important economic activities. This work investigated the occurrence of harmful algae in Paranaguá Bay, as well as the presence of toxins in the filter feeding mussel Mytella guyanensis, a local fishery resource. Samples along the Paranaguá sub-system were collected almost monthly from August 2002 to October 2003. Besides physical and chemical variables, cell densities of harmful species and presence of toxins in the mussel by mouse bioassay (DSP, PSP) and HPLC (ASP) were performed. HAB species included Pseudo-nitzschia spp., Dinophysis acuminata,Prorocentrum minimum,Gymnodinium catenatum,Phaeocystis spp., Chattonella spp. and Heterosigma akashiwo.Trichodesmium erythraeum and Coscinodiscus wailesii were also included in this study due to their potential for harmful bloom formation. Toxin results showed the occurrence of DSP (December 2002) in shellfish related to the presence of D. acuminata (max. 4,566 cells.l-1). Additionally, cultivated strains produced paralytic and amnesic toxins in laboratory. Spring (October to December, Southern Hemisphere) and late summer (February to April) were the periods of higher abundance of harmful algae, mainly in euhaline and inner polyhaline sectors of the ECP

SEASONAL AND SPATIAL PATTERNS OF TOXIGENIC SPECIES OF Dinophysis AND Pseudo-nitzschia IN A SUBTROPICAL BRAZILIAN ESTUARY

Este estudo investigou a distribuição espacial e temporal de espécies toxigênicas de fitoplâncton entre outubro de 2010 e abril de 2012 na Baía de Guaratuba, Estado do Paraná, Brasil, onde as atividades de maricultura têm se intensificado nos últimos anos. As maiores abundâncias de Pseudo-nitzschia calliantha e P. pungens (até 7,3 x 104 células L-1), diatomáceas causadoras do envenenamento amnésico por consumo de molusco (ASP), foram correlacionadas com valores mais elevados de temperatura (de dezembro a abril), salinidade (>;20) e concentrações de silicato (variando de 6,0 a 90,0 µM). A ocorrência destas diatomáceas na baía aparentemente depende do desenvolvimento de mecanismo de inoculação na água costeira adjacente e de seu subsequente transporte pelas correntes de maré para o interior do estuário. Durante o período de estudo, no entanto, a abundância celular de Pseudo-nitzschia permaneceu baixa, provavelmente devido à limitação do crescimento por falta de fosfato, especialmente na área externa. Além disso, espécies nocivas de Dinophysis, um dinoflagelado responsável pela produção de toxinas diarreicas (DSP), foram registradas em todas as campanhas mensais de amostragem. As maiores abundâncias de D. acuminata, D. caudata e D. tripos foram associadas com a camada logo acima da haloclina, nas regiões da baía onde a estratificação da coluna de água foi mais frequente. Em algumas ocasiões, a abundância de células de D. acuminata (até 3,2 x 103 células L-1) em áreas utilizadas para cultivo de moluscos bivalves para consumo humano, superou níveis considerados perigosos. Estes resultados indicam a necessidade de implantação de um programa de monitoramento de microalgas nocivas na Baía de Guaratuba.This study investigated the spatial and temporal distributions of toxigenic phytoplankton species between October 2010 and April 2012 in Guaratuba Bay, Paraná state, Brazil, where aquaculture has been intensified in recent years. The highest abundances of Pseudo-nitzschia calliantha and P. pungens (up to 7.3 x 104 cells L-1), diatoms which cause amnesic shellfish poisoning (ASP), were correlated with higher values of temperature (from December to April, salinity (>;20) and silicate concentrations (ranging from 6.0 to 90.0 µm). The occurrence of these harmful diatoms in the bay also appeared to depend upon the development of seeding mechanisms in the adjacent coastal water and its subsequent advection by tidal currents to the interior of the estuary. During the study period, Pseudo-nitzschia cell abundance remained low to moderate probably as a result of growth limitation by phosphate shortage, especially in the outer area of the estuary. In addition, harmful species of Dinophysis, dinoflagellates responsible for diarrhetic shellfish poisoning (DSP) events, were recorded in every sampling campaign. The highest abundances of D. acuminata, D. caudata and D. tripos were associated with the upper halocline layer in regions of the bay where water column stratification was more frequent. On some occasions, cell abundances of D. acuminata (up to 3.2 x 103 cells L-1) exceeded levels considered harmful in areas used to cultivate bivalve mollusks for human consumption. These novel results strongly indicate the necessity of implementing a monitoring program for harmful microalgae in Guaratuba Bay

Producción primaria y dinámica del fitoplancton en un estuario subtropical: un enfoque múltiple de escalas de tiempo

Temporal variability of physicochemical parameters and phytoplankton primary productivity, abundance and composition were investigated at Babitonga Bay, southern Brazil, using a hierarchical sampling design on the scales of months, weeks and days during spring 2012 and summer 2013. Only temperature, respiration rates and concentrations of dissolved oxygen and silicate exhibited significant differences in the greatest timescale (seasons: spring; summer). In contrast, most physicochemical parameters, such as salinity and the concentration of nitrogen compounds, varied mainly among weeks and days. This short-scale variability was similarly observed for the microphytoplankton abundance, ranging from 0.04 to 1.7.106 cells L–1 during a bloom of the diatom Skeletonema costatum. Two major phytoplankton assemblages were associated with high primary production rates: > 30 μm centric diatoms such as Cyclotella spp. and Cymatodiscus sp., in spring; and a summer assemblage dominated by smaller, bloom-forming diatoms (S. costatum and Eucampia cornuta). Primary production ranged from 10.5 to 1793 mg C m–2 d–1 and varied significantly between days and months, being associated with the photosynthetic active radiation level and weather conditions on the sampling day. Abundance of specific plankton taxa appeared controlled by trophic interactions, as revealed for the mixotrophic, toxic dinoflagellate Dinophysis acuminata complex and its prey, the ciliate Mesodinium rubrum.Se investigaron la variabilidad temporal de los parámetros físico-químicos y la producción primaria (PP), abundancia y composición del fitoplancton en la Bahía de Babitonga, sur de Brasil, utilizando un diseño de muestreo jerárquico en las escalas de meses, semanas y días, durante la primavera/2012 y verano/2013. Sólo la temperatura, las tasas de respiración y las concentraciones de oxígeno disuelto y silicato mostraron diferencias significativas en las escalas de tiempo mayores (estaciones: primavera; verano). En contraste, la mayoría de los parámetros fisicoquímicos, tales como la salinidad y la concentración de compuestos de nitrógeno, varió principalmente entre semana y días. Tal variabilidad de corta escala se observó de manera similar para la abundancia de microfitoplancton, oscilando desde 0,04 a 1.7.106 céls. L–1 durante una floración de la diatomea Skeletonema costatum. Se asociaron dos importantes grupos de fitoplancton con altas tasas de PP: diatomeas céntricas > 30 μm como Cyclotella spp. y Cymatodiscus sp., en primavera; y un grupo de verano dominado por pequeñas diatomeas formadoras de floraciones (S. costatum y Eucampia cornuta). La PP varió de 10.5 a 1793 mg C m–2 d–1 y varió significativamente entre días y meses, siendo asociada con el nivel de radiación fotosintética activa y las condiciones meteorológicas en el día de muestreo. La abundancia de taxa específicos de plancton parece controlada por interacciones tróficas, como las revelada para el dinoflagelado tóxico mixotrófico, complejo Dinophysis acuminata y su presa, el ciliado Mesodinium rubrum

Morphology and distribution of two epizoic diatoms (Bacillariophyta) in Brazil Morfologia e distribuição de duas diatomáceas (Bacillariophyta) epizóicas no Brasil

The epizoic diatoms Pseudohimantidium pacificum and Falcula hyalina, which live on copepods, were investigated using light and electron microscopes, based on material gathered from different marine environments along the Brazilian coast. Pseudohimantidium pacificum is reported for the first time for the Southwestern Atlantic Ocean, significantly enlarging its range of geographic distribution. This species usually covers the entire body surface of the copepods Corycaeus amazonicus and Euterpina acutifrons, and of cypris larvae of Cirripedia. Falcula hyalina uses a higher number of copepod hosts, particularly Oithona oswaldocruzii, Pseudodiaptomus richardii and Acartia spp. The valve morphology and biometrical data of both diatoms were within the range limits recorded in the literature, including the original publications. Both species occurred in all the sampling stations along the Brazilian coastline stretching from 12°S down to 28°S. Falcula hyalina had already been found as far as latitude 31°S in the Southwestern Atlantic Ocean.As diatomáceas epizóicas em copépodos Pseudohimantidium pacificum e Falcula hyalina foram investigadas em microscopias óptica e eletrônica de varredura, com base em amostras coletadas em diferentes ambientes marinhos da costa brasileira. Pseudohimantidium pacificum é reportada pela primeira vez no Oceano Atlântico Sul Ocidental, ampliando significativamente sua faixa de distribuição geográfica. A espécie ocorreu sobre os copépodos Corycaeus amazonicus e Euterpina acutifrons, e em larvas cypris de Cirripedia. Falcula hyalina utilizou um número maior de hospedeiros, particularmente os copépodos Oithona oswaldocruzii, Pseudodiaptomus richardii e Acartia spp. A morfologia e dados biométricos das valvas de ambas as diatomáceas estiveram dentro dos limites registrados na literatura, incluindo as publicações originais. As duas espécies ocorreram em todas as estações de coleta ao longo da região costeira entre as latitudes 12°S e 28°S. F. hyalina havia sido registrada anteriormente no Oceano Atlântico Sul Ocidental na latitude 31°S

Mucilaginous species of Thalassiosira Cleve emend: hasle (Diatomeae) in South Brazilian waters Espécies mucilaginosas de Thalassiosira Cleve emend: hasle (Diatomeae) em águas do Sul do Brasil

Thalassiosira is a large diatom genus intensively studied since the 1970s, being well represented in diverse marine environments worldwide. Despite the long Brazilian coastline, about 8,500km, few taxonomic works have been performed to investigate the morphology of Thalassiosira species using electron microscope techniques. In this paper the mucilaginous species Thalassiosira diporocyclus, T. mala and T. minuscula were examined in light and electron microscopes, based on material gathered from South Brazilian waters, to record their frustule morphological variability. Some unrecorded findings related to the cribra structure and the cingulum bands are shown. T. mala has central areolae bearing fewer cribral pores than those located in the marginal region. In addition, the valve metrics of T. diporocyclus and T. minuscula are extended in relation to that reported in the current literature. The two species are new records for Brazilian waters, and T. diporocyclus is a new one in the Western Atlantic Ocean.Thalassiosira é um gênero intensivamente estudado desde 1970, sendo abundante e bem representado em diferentes ambientes marinhos. A despeito da extensão costeira do Brasil, 8.500Km, poucos trabalhos tem sido realizados para investigar a morfologia de Thalassiosira utilizando técnicas de microscopia eletrônica. Neste trabalho, as espécies mucilaginosas Thalassiosira diporocyclus, T. mala e T. minuscula foram examinadas em microscópios ótico e eletrônico, com base em material coletado em águas costeiras do sul do Brasil (Paraná, Santa Catarina e Rio Grande do Sul), para registrar a variabilidade morfológica das frústulas. Alguns resultados inéditos relacionados à estrutura da cribra e do cíngulo são mostrados T. mala possui aréola central com menos poros cribrais do que as aréolas da região marginal. Além disso, as medidas do diâmetro valvar de T. diporocyclus e T. minuscula são ampliadas em relação ao previamente registrado. As duas espécies são novos registros para águas brasileiras, e T. diporocyclus é citação nova para o Oceano Atlântico Sul Ocidental

Harmful algae and toxis in paranaguá bay , Brazil: bases for monitoring

The estuarine complex of Paranaguá - ECP (South Brazil, 25º30'S, 48º30'W) is a large subtropical system, where pristine mangrove forests are still present, and fishery and aquaculture are important economic activities. This work investigated the occurrence of harmful algae in Paranaguá Bay, as well as the presence of toxins in the filter feeding mussel Mytella guyanensis, a local fishery resource. Samples along the Paranaguá sub-system were collected almost monthly from August 2002 to October 2003. Besides physical and chemical variables, cell densities of harmful species and presence of toxins in the mussel by mouse bioassay (DSP, PSP) and HPLC (ASP) were performed. HAB species included Pseudo-nitzschia spp., Dinophysis acuminata,Prorocentrum minimum,Gymnodinium catenatum,Phaeocystis spp., Chattonella spp. and Heterosigma akashiwo.Trichodesmium erythraeum and Coscinodiscus wailesii were also included in this study due to their potential for harmful bloom formation. Toxin results showed the occurrence of DSP (December 2002) in shellfish related to the presence of D. acuminata (max. 4,566 cells.l-1). Additionally, cultivated strains produced paralytic and amnesic toxins in laboratory. Spring (October to December, Southern Hemisphere) and late summer (February to April) were the periods of higher abundance of harmful algae, mainly in euhaline and inner polyhaline sectors of the ECP.O complexo estuarino de Paranaguá (CEP; 25º30'S, 48º30'W), localizado no litoral sul do Brasil, abriga extensas áreas preservadas de manguezais e tem a pesca e aqüicultura como importantes atividades econômicas. Este trabalho investigou a ocorrência de microalgas nocivas no CEP e a presença de ficotoxinas no molusco bivalve Mytella guyanensis. Para tanto, foram coletadas amostras com periodicidade aproximadamente mensal, entre agosto de 2002 e outubro de 2003. Foram avaliadas variáveis físico-químicas, densidade de espécies nocivas e a presença de toxinas nos moluscos através de bioensaio com camundongos (DSP e PSP) e por cromatografia líquida (ASP). As espécies nocivas encontradas foram Pseudo-nitzschia spp., Dinophysis acuminata,Prorocentrum minimum,Gymnodinium catenatum,Phaeocystis spp., Chattonella spp. e Heterosigma akashiwo. Além dessas, Trichodesmium erythraeum e Coscinodiscus wailesii foram também incluídas no estudo pelo potencial de produzirem eventos nocivos na região. Toxinas diarréicas (DSP) foram detectadas em moluscos em dezembro de 2002 associadas à presença de D. acuminata (até 4.566 cel.l-1). Toxinas paralisantes e amnésicas foram produzidas por cepas cultivadas em laboratório. Primavera (de outubro a dezembro no hemisfério Sul) e final do verão (fevereiro a abril) foram os períodos de maior abundância de algas nocivas principalmente nos setores euhalino e polihalino interno do CEP