Florações de diatomáceas epibênticas associadas a briozoários na enseada de Camboriú - SC: características químicas da biomassa, ecofisiologia das microalgas envolvidas e hipóteses sobre as causas

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biologia de Fungos, Algas e Plantas, Florianópolis, 2014.No município turístico de Balneário Camboriú (SC), o crescimento urbano e populacional desordenados e a execução de obras costeiras sem adequada avaliação têm gerado diversos impactos ambientais visíveis e afetado a qualidade sanitária das águas e sedimentos tanto do rio Camboriú como da enseada e praia adjacentes. Um dos mais recentes e alarmantes fenômenos verificados no local são as florações e subseqüentes arribadas de briozoários (Membraniporopsis tubigera e Arboscuspis bellula), associados com diatomáceas epibênticas (Amphitetras antediluviana e Biddulphia biddulphiana). Vários indícios associam esses fenômenos, iniciados em 2003, com os excessos de nutrientes e matéria orgânica aportados na enseada e com alterações na estrutura ecológica bentônica causada por grandes obras costeiras como dragagens, aterros e construção de molhes. Sendo um problema estético e sanitário, a preocupação da comunidade científica, dos órgãos públicos e da comunidade em geral tem se intensificado, à medida que esses fenômenos se tornam mais freqüentes e até persistentes. Assim, o presente trabalho aborda essa problemática complexa através de estudos ambientais e experimentais. Amostragens de barco, mergulhos e coleta de sedimento para a determinação da localização das espécies envolvidas foram realizadas bem como o monitoramento da ocorrência das arribadas através de dados cedidos pela empresa de limpeza pública constituíram a parte ambiental da abordagem. O isolamento, cultivo e avaliação das condições de crescimento das diatomáceas em laboratório e a análise química da biomassa e metabólitos secundários do material arribado constituíram a parte experimental/laboratorial. A espécie isolada A. antediluviana cresceu satisfatoriamente em cultivo laboratorial, experimentos fisiológicos foram conduzidos somente com essa espécie, que também mostrou ser a predominante nas arribadas. A espécie inicialmente inoculada em meio F/2, através de testes de crescimento respondeu melhor ao crescimento em meio IMR, com maior concentração de silicato em salinidades 30 e 35, onde foi mantida. Gráficos confeccionados com dados obtidos através da empresa (Coneville), mostram uma tendência sazonal das arribadas, com mais intensas ocorrências em meses mais quentes. Em relação a composição química da biomassa arribada, apesar do baixo rendimento de ácidos graxos, os mesmos são em sua maior composição saturados, que são interessantes para a produção de biocombustíveis. A elevada biomassa disponível pode compensar o baixo rendimento em lipídeos. A biomassa dos briozoários apresentou atividade antimicrobiana alta para alguns microrganismos teste. Adicionalmente, são levantadas algumas hipóteses sobre as causas das arribadas.Abstract : Balneário Camboriu (SC - Brazil) is a touristic city where the disordered growth of the urban population and the implementation of coastal works without proper evaluation have generated many visible environmental impacts and affected the sanitary quality of water and sediment of both Camboriu River and marine adjacent area. One of the most recent and alarming phenomena observed are the blooms of bryozoans (Membraniporopsis tubigera and Arboscuspis bellula) associated with epibenthic diatoms (Amphitetras antediluviana and Biddulphia biddulphiana). Several clues associate these phenomena, started in 2003, with the excess of nutrients and organic matter in the Camboriú cove and large coastal works such as dredging, landfills and construction of jetties, leading to changes in benthic ecological structure. Being an aesthetic and health problem, the concern of the scientific community and government agencies have intensified as these phenomena become more frequent and even persistent. Thus, this research addresses this complex issue through environmental and experimental studies. Samplings of the benthic material collected by boat and diving, as well as a monitoring of the occurrence of blooms were the environmental part of the approach. The isolation, culture and assessment of the growth conditions of the diatoms in laboratory and chemical analysis of biomass constituted the experimental / laboratory work. The isolated species A. antediluviana grew satisfactorily in laboratory cultivation, physiological experiments were conducted only with this species, which also proved to be the predominant in the blooms. The species was initially inoculated into F/2 medium, but showed better growth in IMR medium, with a higher concentration of silicate in salinities 30 and 35. Data obtained from the municipal authorities showed a seasonal trend for the blooms, with more conspicuous events in warmer months. Regarding the chemical composition, despite the low yield, the fatty acids were mainly composed by saturated molecules, which are interesting for the production of biofuels. The high availability of biomass can offset the low performance in lipids. The biomass of bryozoans showed antimicrobial activity against some test microorganisms. Additionally, some hypotheses about the causes of the blooms are raised

Blooms of bryozoans and epibenthic diatoms in an urbanized sandy Beach (Balneário Camboriú - SC - Brazil): dynamics, possible causes and biomass characterization

Balneário Camboriú (SC - Brasil) é uma cidade turística, onde o crescimento desordenado da população urbana e a implementação de obras costeiras sem uma avaliação adequada tem gerado impactos ambientais e afetado severamenteou a qualidade sanitária da água e do sedimento do rio Camboriú e da área marinha adjacente. Um dos fenômenos mais recentes e alarmantes observados são as florações de briozoários invasivos (Arboscuspis bellula e Membraniporopsis tubigera) associados com as diatomáceas epibênticas (Amphitetras antediluviana e Biddulphia biddulphiana). Vários indícios associam esses fenômenos, iniciados em 2003, com o excesso de nutrientes e matéria orgânica na enseada Camboriú e com grandes obras costeiras locais, como dragagem, aterro e construção de molhes, levando a mudanças na estrutura ecológica bêntica. Sendo um problema de estético e ambiental, a preocupação da comunidade e órgãos governamentais gerou uma intensificação nos estudos, uma vez que as ocorrências se tornaram mais frequentes e persistentes. O presente trabalho aborda este problema através de estudos ambientais e experimentais. A coleta de material bêntico com embarcação e mergulhos e monitoramento florações junto a praia compuseram a abordagem ambiental. Os trabalhos de laboratório incluíram o isolamento e a cultura de algas e brioozários, bem como a avalição do crescimento desses organismos, além da análise e avaliação química biomassa. Os dados de monitoramento mostraram uma tendência sazonal nas florações, com eventos mais evidentes nos meses mais quentes. Diatomáceas aumentaram em abundância nos meses mais frios e briozoários nos mais quentes. A diatomácea A. antediluviana, predominante nas florações, cresceu de forma satisfatória em cultivo laboratorial, mostrando um melhor crescimento em meios com concentrações mais elevadas de silicato e fosfato. Os briozoários mostraram crescimento lento em condições de laboratório. O material depositado no ambiente mostrou baixas concentrações de ácidos graxos, predominantemente saturados, mas a elevada biomassa sugere um possível uso para a produção de biocombustíveis. Amostras de biomassa dominadas por briozoários apresentaram atividade antimicrobiana moderada contra Klebsiella pneumoniae. A explicação para a ocorrência destes eventos ainda são inconclusivas, mas há evidências consideráveis de que há um efeito sinérgico entre a alta concentração de bactérias e detritos orgânicos na água, relacionada com a poluição local, e a eliminação de competidores naturais pelos impactos das obras costeiras.Balneário Camboriu (SC - Brazil) is a touristic city where the disordered growth of the urban population and the implementation of coastal works without proper evaluation generated environmental impacts and affected the sanitary quality of water and sediment of Camboriu River and marine adjacent area. One of the most recent and alarming phenomena observed are the blooms of invasive bryozoans (Arboscuspis bellula and Membraniporopsis tubigera) associated with epibenthic diatoms (Amphitetras antediluviana and Biddulphia biddulphiana). Several clues associate these phenomena, started in 2003, with the excess of nutrients and organic matter in the Camboriú cove and large coastal works such as dredging, landfills and construction of jetties, leading to changes in benthic ecological structure. Being an aesthetic and environmental health problem, the concern of the scientific community and government agencies intensified as the occurrences become more frequent and persistent. This research addresses this issue through environmental and experimental studies. Samplings of the benthic material collected by boat and diving, and blooms monitoring were the environmental approach. The laboratory work included the algal isolation and culture, in addition to growth conditions assessment and chemical biomass analysis. Monitoring data showed a seasonal trend in the blooms, with more conspicuous events in warmer months. Diatoms increase in abundance in colder months and bryozoans in the warmer ones. The diatom A. antediluviana, predominant in the blooms, grew satisfactorily in laboratory cultivation, showing better growth in media with higher concentrations of silicate and phosphate. Bryozoans showed slow growth in laboratory conditions. The deposited material collected in the environment showed low concentrations of saturated fatty acids, but the high biomass suggest a possible use for biofuels production. Biomass samples dominated by bryozoans showed moderate antimicrobial activity against Klebsiella pneumoniae. The explanation for the occurrence of these blooms are still inconclusive, but there is considerable evidence that it is a synergistic effect between the high concentration of bacteria and organic debris in the water related to local pollution and the elimination of natural competitors by coastal works

Florações de diatomáceas epibênticas associadas a briozoários na enseada de Camboriú - SC

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biologia de Fungos, Algas e Plantas, Florianópolis, 2014.No município turístico de Balneário Camboriú (SC), o crescimento urbano e populacional desordenados e a execução de obras costeiras sem adequada avaliação têm gerado diversos impactos ambientais visíveis e afetado a qualidade sanitária das águas e sedimentos tanto do rio Camboriú como da enseada e praia adjacentes. Um dos mais recentes e alarmantes fenômenos verificados no local são as florações e subseqüentes arribadas de briozoários (Membraniporopsis tubigera e Arboscuspis bellula), associados com diatomáceas epibênticas (Amphitetras antediluviana e Biddulphia biddulphiana). Vários indícios associam esses fenômenos, iniciados em 2003, com os excessos de nutrientes e matéria orgânica aportados na enseada e com alterações na estrutura ecológica bentônica causada por grandes obras costeiras como dragagens, aterros e construção de molhes. Sendo um problema estético e sanitário, a preocupação da comunidade científica, dos órgãos públicos e da comunidade em geral tem se intensificado, à medida que esses fenômenos se tornam mais freqüentes e até persistentes. Assim, o presente trabalho aborda essa problemática complexa através de estudos ambientais e experimentais. Amostragens de barco, mergulhos e coleta de sedimento para a determinação da localização das espécies envolvidas foram realizadas bem como o monitoramento da ocorrência das arribadas através de dados cedidos pela empresa de limpeza pública constituíram a parte ambiental da abordagem. O isolamento, cultivo e avaliação das condições de crescimento das diatomáceas em laboratório e a análise química da biomassa e metabólitos secundários do material arribado constituíram a parte experimental/laboratorial. A espécie isolada A. antediluviana cresceu satisfatoriamente em cultivo laboratorial, experimentos fisiológicos foram conduzidos somente com essa espécie, que também mostrou ser a predominante nas arribadas. A espécie inicialmente inoculada em meio F/2, através de testes de crescimento respondeu melhor ao crescimento em meio IMR, com maior concentração de silicato em salinidades 30 e 35, onde foi mantida. Gráficos confeccionados com dados obtidos através da empresa (Coneville), mostram uma tendência sazonal das arribadas, com mais intensas ocorrências em meses mais quentes. Em relação a composição química da biomassa arribada, apesar do baixo rendimento de ácidos graxos, os mesmos são em sua maior composição saturados, que são interessantes para a produção de biocombustíveis. A elevada biomassa disponível pode compensar o baixo rendimento em lipídeos. A biomassa dos briozoários apresentou atividade antimicrobiana alta para alguns microrganismos teste. Adicionalmente, são levantadas algumas hipóteses sobre as causas das arribadas.<br>Abstract : Balneário Camboriu (SC - Brazil) is a touristic city where the disordered growth of the urban population and the implementation of coastal works without proper evaluation have generated many visible environmental impacts and affected the sanitary quality of water and sediment of both Camboriu River and marine adjacent area. One of the most recent and alarming phenomena observed are the blooms of bryozoans (Membraniporopsis tubigera and Arboscuspis bellula) associated with epibenthic diatoms (Amphitetras antediluviana and Biddulphia biddulphiana). Several clues associate these phenomena, started in 2003, with the excess of nutrients and organic matter in the Camboriú cove and large coastal works such as dredging, landfills and construction of jetties, leading to changes in benthic ecological structure. Being an aesthetic and health problem, the concern of the scientific community and government agencies have intensified as these phenomena become more frequent and even persistent. Thus, this research addresses this complex issue through environmental and experimental studies. Samplings of the benthic material collected by boat and diving, as well as a monitoring of the occurrence of blooms were the environmental part of the approach. The isolation, culture and assessment of the growth conditions of the diatoms in laboratory and chemical analysis of biomass constituted the experimental / laboratory work. The isolated species A. antediluviana grew satisfactorily in laboratory cultivation, physiological experiments were conducted only with this species, which also proved to be the predominant in the blooms. The species was initially inoculated into F/2 medium, but showed better growth in IMR medium, with a higher concentration of silicate in salinities 30 and 35. Data obtained from the municipal authorities showed a seasonal trend for the blooms, with more conspicuous events in warmer months. Regarding the chemical composition, despite the low yield, the fatty acids were mainly composed by saturated molecules, which are interesting for the production of biofuels. The high availability of biomass can offset the low performance in lipids. The biomass of bryozoans showed antimicrobial activity against some test microorganisms. Additionally, some hypotheses about the causes of the blooms are raised

Blooms of bryozoans and epibenthic diatoms in an urbanized sandy Beach (Balneário Camboriú - SC - Brazil): dynamics, possible causes and biomass characterization

Abstract Balneário Camboriu (SC - Brazil) is a touristic city where the disordered growth of the urban population and the implementation of coastal works without proper evaluation generated environmental impacts and affected the sanitary quality of water and sediment of Camboriu River and marine adjacent area. One of the most recent and alarming phenomena observed are the blooms of invasive bryozoans (Arboscuspis bellula and Membraniporopsis tubigera) associated with epibenthic diatoms (Amphitetras antediluviana and Biddulphia biddulphiana). Several clues associate these phenomena, started in 2003, with the excess of nutrients and organic matter in the Camboriú cove and large coastal works such as dredging, landfills and construction of jetties, leading to changes in benthic ecological structure. Being an aesthetic and environmental health problem, the concern of the scientific community and government agencies intensified as the occurrences become more frequent and persistent. This research addresses this issue through environmental and experimental studies. Samplings of the benthic material collected by boat and diving, and blooms monitoring were the environmental approach. The laboratory work included the algal isolation and culture, in addition to growth conditions assessment and chemical biomass analysis. Monitoring data showed a seasonal trend in the blooms, with more conspicuous events in warmer months. Diatoms increase in abundance in colder months and bryozoans in the warmer ones. The diatom A. antediluviana, predominant in the blooms, grew satisfactorily in laboratory cultivation, showing better growth in media with higher concentrations of silicate and phosphate. Bryozoans showed slow growth in laboratory conditions. The deposited material collected in the environment showed low concentrations of saturated fatty acids, but the high biomass suggest a possible use for biofuels production. Biomass samples dominated by bryozoans showed moderate antimicrobial activity against Klebsiella pneumoniae. The explanation for the occurrence of these blooms are still inconclusive, but there is considerable evidence that it is a synergistic effect between the high concentration of bacteria and organic debris in the water related to local pollution and the elimination of natural competitors by coastal works