Este trabalho teve como objetivo analisar a evolução sazonal da
população de microrganismos dum lago ornamental da região de
Lisboa

Cano, Manuela

Faria, Sónia

Jordão, Luísa

Nascimento, Maria

Paulino, Sérgio

Reis, Lúcia

Rodrigues, João Carlos

Rosa, Nuno

Scientific Repository of the National Health Institute Doutor Ricardo Jorge

Espécies exóticas em lagos ornamentais: adorno ou fonte de desequilíbrio?

Repositório Científico do Instituto Nacional de Saúde

 _IntroduçãoOs lagos ornamentais presentes em espaços lúdicos são funda-mentais para o equilíbrio nos meios urbanos. Contudo, os micror-ganismos que neles habitam podem representar uma ameaça para a saúde dos que usufruem destes espaços. O microbioma destes equipamentos urbanos é profundamente afetado pelo seu uso ina-dequado pelo Homem (deposição de lixo doméstico) e pelos ani-mais que neles habitam ou usufruem.A população de microrganismos na água pode ainda ser afetada pelas alterações climatéricas. Estas alterações macros são alvo de muitos estudos devido ao reconhecido aumento das temperatu-ras registadas que, entre outros efeitos, promovem a proliferação das populações microbianas (1). Contudo, pequenas alterações, aparentemente inócuas, derivadas da ação do Homem nos ecos-sistemas podem ter consequências preocupantes. O fenómeno da globalização que contribuiu para o desenvolvimento económico e social também promoveu o intercâmbio de espécies indígenas. Este fenómeno levou à introdução de espécies originárias de uma determinada região (espécies indígenas) em locais onde nunca chegariam naturalmente sendo aí consideradas espécies exóticas. Em Portugal, foram registados vários casos de introdução de espé-cies exóticas que alteraram o equilíbrio do ecossistema onde foram inseridas. O achigã é o exemplo dum animal exótico que foi intro-duzido em rios, lagoas e outros sistemas de água doce. Como este peixe é predador contribui para a diminuição de pequenas espé-cies nativas alterando o equilíbrio do ecossistema (2). Este fenó-meno também foi observado no reino vegetal. O jacinto-de-água sendo uma planta de crescimento rápido forma tapetes que podem cobrir totalmente a superfície dos cursos de água onde é introdu-zido. Este fenómeno contribui para a diminuição da qualidade da água e aumento da eutrofização. Para além destes existem muitos outros exemplos de introdução acidental ou consciente sem inten-ção danosa que originam graves desequilíbrios ambientais (3). _ObjetivoEste trabalho teve como objetivo analisar a evolução sazonal da população de microrganismos dum lago ornamental da região de Lisboa. _MetodologiaAmostragemAs amostras foram recolhidas num lago ornamental da região de Lisboa. A recolha foi efetuada num frasco estéril (100 mL) ou com zaragatoas estéreis numa área de 10 cm2 para análise da água ou do biofilme, respetivamente. O acondicionamento e transporte da amostra foi efetuado como descrito anteriormente por Fernandes e colegas (4).Caraterização dos microrganismos presentes na amostraO ensaio para o isolamento e identificação das bactérias foi efetu-ado conforme descrito por Fernandes e colegas (4) com uma alte-ração. O meio Drigalsky foi substituído por CLED.Para os fungos após incubação durante 4-5 dias a 25°C em agar de extrato de malte (MEA), foi retirada uma porção da colónia contendo um pouco de agar, utilizando uma lanceta e uma agulha devida-mente esterilizadas, tendo o cuidado de selecionar zonas em dife-rentes estadios de desenvolvimento. Esta foi colocada numa lâmina de vidro sobre uma gota de azul de lactofenol, as hifas foram cui-dadosamente separadas das estruturas formadoras de esporos, os conidióforos, e o conjunto foi coberto com uma lamela. A prepara-ção foi observada num microscópio ótico com ampliações que os-cilaram entre as 100 e as 1000 vezes. As colónias de fungos foram identificadas com base nas suas características macro (cor, textura, aspeto, tipo de crescimento, etc.) e microscópicas, utilizando como orientação manuais de micologia (5,6). A análise da população fitoplanctónica presente no lago foi reali-zada como descrito anteriormente (4). 26artigos breves_   n. 7_Espécies exóticas em lagos ornamentais: adorno ou fonte de desequilíbrio?    Maria Nascimento1, Sérgio Paulino 2, Sónia Faria 2,3,  Manuela Cano 2, Nuno Rosa 2, João Carlos Rodrigues 3,  Lúcia Reis 3, Luísa Jordão 2 maria.jordao@insa.min-saude.pt(1) Departamento de Engenharia Química e Biológica, Instituto Superior de  Engenharia de Coimbra.(2) Departamento de Saúde Ambiental, INSA.(3) Departamento de Doenças Infeciosas, INSA. 2015número2ª série13Instituto Nacional de Saúde Doutor Ricardo Jorge, IPDoutor Ricardo JorgeNacional de Saúde_Instituto Observações_ Boletim Epidemiológicowww.insa.pt_Saúde AmbientalEnsaio de formação de biofilmesO ensaio foi realizado para as estirpes encontradas no biofilme con-forme descrito por Bandeira e colegas (7). A capacidade das dife-rentes bactérias formarem biofilmes isoladamente ou em conjunto foi avaliada a 25°C e 37°C.Preparação de amostras para microscopia eletrónica de varrimentoPara análise do fitoplâncton por microscopia eletrónica de varrimen-to (SEM) 10 mL da amostra de água foram centrifugados a 1500 rpm durante 10 minutos. Após ter sido ressuspendido em aproxima-damente 200 µl de água o sedimento foi transferido para um por-ta-amostra previamente revestido com fita de carbono e deixado a secar à temperatura ambiente. No caso dos fungos uma parte da colónia cultivada em MEA foi transferida com o auxílio duma pinça para um porta-amostra revestido com fita de carbono. As amostras foram analisadas num SEM de baixo vácuo (Phenom)._Resultados e discussãoInicialmente o objetivo deste estudo era analisar o impacto das es-tações do ano na flora dos lagos dum parque de Lisboa. O primeiro lago a ser analisado tinha revelado na colheita de inverno (fevereiro) a existência duma população bacteriana constituída por Klebsiella pneumoniae ozaenae, Pastorella e Shigella não tendo sido deteta-dos nem fungos nem leveduras. Na colheita de água realizada em maio estes resultados apresentaram alterações significativas. No meio não seletivo, independentemente da temperatura de incuba-ção, foi sempre detetado um número incontável de microrganismos ( > 300 unidades formadoras de colónias- UFC). As UFC presentes a 30 e 37ºC no meio CLED eram semelhantes tendo a sua identifi-cação revelado a presença de Enterobacter aerogenes e Aeromo-nas sobria. No grupo das bactérias foi ainda identificado a partir do meio não seletivo incubado a 44ºC uma bactéria do género Bacillus. Ao contrário do registado na colheita de inverno desta vez a Kleb-siella pneumoniae estava ausente, foram detetados fungos dos gé-neros Fusarium e Penicillium e uma levedura (Rhodotorula sp). Na figura 1A é apresentada uma cultura de Penicillium e na figura 1B um pormenor do mesmo obtido por SEM.De seguida resolvemos caraterizar a flora microbiana presente no biofilme do lago. Desta forma pretendemos verificar se as altera-ções registadas na população planctónica se refletiam também nos biofilmes. Tanto os dois géneros de fungos como as Aeromo-nas presentes na água foram identificados no biofilme. Adicional-mente, foi também identificado um coco-bacilos Gram-negativo o Chromobacterium violaceum. No caso das Aeromonas foram27artigos breves_   n. 72015número2ª série13Instituto Nacional de Saúde Doutor Ricardo Jorge, IPDoutor Ricardo JorgeNacional de Saúde_Instituto Observações_ Boletim Epidemiológicowww.insa.pt20 µmA BFigura 1: Fungo do género Penicillium isolado numa amostra de água ornamental realizada em maio. Cultura do fungo em agar de extrato de malte (A) e um pormenor obtido por SEM (B).encontradas duas espécies Aeromonas veroni, também presente na água, e Aeromonas sobria. Estes resultados levantaram várias questões. A primeira seria se a ocorrência de temperaturas atipica-mente elevadas durante o mês de maio, caraterísticas dos meses de verão, poderiam justificar esta alteração da flora microbiana por si só. O predomínio da população de Aeromonas tipicamente asso-ciadas à colonização/ infeção de peixes (8) sugeria a existência de outros fatores. No período de tempo que separou as duas colheitas foi introduzida neste lago uma população de carpas Koi originárias do Japão. A introdução de espécies exóticas, e por arrasto dos mi-crorganismos que as colonizam, pode alterar de forma significativa o equilíbrio do ecossistema. Assim, a alteração da população mi-crobiana do lago pode não ser devida unicamente à transição das estações do ano mas também à introdução das carpas Koi. O próximo passo consistiu no estudo da cinética de formação do biofilme bacteriano. A análise da tabela 1 mostra que as estirpes de Aeromonas apresentam uma maior capacidade de formação de biofilme do que o C. violaceum. De acordo com o observa-do para os biofilmes de K. pneumoniae presentes nas amostras de fevereiro todas as bactérias, com exceção do C. violaceum, apresentam maior capacidade de formação de biofilme a 25ºC do que a 37ºC. Esta observação indicia uma adaptação das bactérias às condições ambientais. O resultado observado para o C. viola-ceum poderá ser explicado pelas variações experimentais e pela sua menor apetência para formar biofilme. Uma vez que a partir das amostras de biofilmes foram isoladas várias bactérias tenta-mos mimetizar a formação dum biofilme misto em condições labo-ratoriais. Ao contrário do esperado a performance das bactérias individualmente, com exceção do C. violaceum, era melhor do que quando associadas. Este resultado sugere que ao nível ambien-tal se pode observar um fenómeno semelhante ao observado nos biofilmes da cavidade oral. Neste caso existe uma divisão entre os microrganismos que iniciam a formação de biofilme e outros que se associam posteriormente (9). Assim, resolvemos mimetizar este fenómeno começando por deixar as várias espécies de Aeromo-nas formarem um biofilme maduro (aproximadamente durante 18h) tendo depois adicionado o C. violaceum. Os resultados prelimina-res obtidos demonstram que nos estadios iniciais (2, 4h) a asso-ciação com as Aeromonas facilita a formação de biofilme pelo C. violaceum. Contudo, estes resultados carecem de validação uma vez que teremos de demonstrar que o acréscimo de biomassa se deve apenas ao C. violaceum. Outro aspeto que também deverá ser investigado é o papel desempenhado pelos fungos na forma-ção e persistência do biofilme.O último aspeto estudado foi a evolução da população de fitoplânc-ton. Embora o estado trófico do lago se tenha mantido inalterado (eutrófico), o equilíbrio entre as populações existentes foi alterado (tabela 2). As populações de cianobactérias, clorófitas, criptóficase dinoflagelados registaram um aumento tanto em densidade como 28artigos breves_   n. 72015número2ª série13Instituto Nacional de Saúde Doutor Ricardo Jorge, IPDoutor Ricardo JorgeNacional de Saúde_Instituto Observações_ Boletim Epidemiológicowww.insa.ptTabela 1: Avaliação da formação de biofilmes a diferentes temperaturas.      Tabela 2: Análise da densidade e biovolume da população fitoplanctónica.CianobactériasCarófitasClorófitasCriptófitasDiatomáceasDinoflageladosHaptófitasTotalDensidade (células/mL) Biovolume (mm3/L)Fevereiro MaioGrupos fitoplanctónicos1357952286−414371247976Fevereiro0,040,022,44−1,481,854,09x10-45,84567762−203333812524762−591762Maio6,25−2,440,221,481,85−12,25A . sobria 1C. violaceumA. veroniiA. sobria 225˚C 37˚CBactérias0,284 ± 0,060,017 ± 0,010,761 ± 0,110,756 ± 0,240,155 ± 0,030,096 ± 0,050,185 ± 0,0040,119 ± 0,09Formação de biofilme (OD570nm)A capacidade de formação de biof i lme pelas bactérias foi avaliada após 24h de incubação a 25ºC ou 37ºC por um método espetrofotométrico.Referências bibliográficas:(1) World Health Organization. Climate change and health [Em linha]. Fact sheet n° 266. Rev. Aug. 2014. [consult. 15/7/2015] http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs266/en/(2) Ribeiro F, Collares-Pereira MJ. Life-history variabil i ty of non-native centrarchids in regulated r iver systems of the lower River Guadiana drainage (south-west Iberian Peninsula). J Fish Biol. 2010;76(3):522-37. (3) de Almeida JD, Freitas H. Exotic natural ized f lora of continental Por tugal: a reassessment. Botanica Complutensis. 2006;30:117-30. http://revistas.ucm.es/index.php/BOCM/article/view/BOCM0606110117A/6271 (4) Fernandes V, Paulino S, Costa C, et al. Avaliação do risco para a saúde pública resultante do contacto com águas recreativas e ornamentais. Boletim Epidemiológico Observações. 2015 abril-junho;4(12):7-11. http://hdl.handle.net/10400.18/3031(5) Samson RA, Houbraken J, Thrane U, et al. (eds). OrderFood and Indoor Fungi. Utrech: Centraalbureau voor Schimmelcultures (CBS) Fungal Biodiversity Centre, 2010. (CBS Laboratory Manual Series 2).(6) Larone D H. Medically important fungi: a guide to identif ication. 2nd. ed. Washington, DC: American Society for Microbiology, 1993. (7) Bandeira M, Carvalho PA, Duarte A, et al. Exploring Dangerous Connections between Klebsiella pneumoniae Biofilms and Healthcare-Associated Infections. Pathogens. 2014 ;3(3):720-31. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4243437/ (8) Zhou QL, Wang YJ, Xie J, et al. Distribution and virulence gene comparison of Aeromonas strains isolated from diseased f ish and water environment. Pol J Microbiol. 2013;62(3):299-302. http://www.pjm.microbiology.pl/archive/vol6232013299.pdf(9) Tabenski L, Maisch T, Santarelli F, et al. Individual growth detection of bacterial species in an in vitro oral polymicrobial biofilm model. Arch Microbiol. 2014;196(11):819-28. (10) Ni W, Zhang J, Luo Y. Microcystin accumulation in bighead carp (Aristichthys nobilis) during a Microcystis-dominated bloom and risk assessment of the dietary intake in a f ish pond in China. Environ Sci Pollut Res Int. 2015 Jul 8. Doi 10.1007/s11356-015-4974-9. [Epub ahead of print].(11) Amaro HM, Guedes AC, Malcata FX. Antimicrobial activities of microalgae: an invited review. In: Mendez-Vilas A. (ed.). Science against microbial pathogens: communicating current research and technological advances. Badajoz: Formatex Research Center, 2011, pp. 1272-80. (Microbiology book series; 3).http://www.formatex.info/microbiology3/book/1272-1284.pdf em diversidade. O fenómeno inverso, diminuição da população, foi observado para as carófitas e diatomáceas. As haptófitas não foram sequer detetadas na amostra colhida em maio. Na figura 2 é apresentado um representante das diatomáceas o Achnanthidium minutissimum.O aumento da população foi particularmente significativo para as cianobactérias (cerca de 78%). Algumas espécies de cianobacté-rias produzem florescências tóxicas que são mais frequentes du-rante o verão. A monitorização destes fenómenos durante as duas últimas décadas incidiu por imperativos legais sobre as microcis-tinas que são um dos grupos mais usuais de cianotoxinas. Uma vez que está descrita a acumulação de microcistinas ao nível do tecido dos peixes a introdução das carpas, o aproximar da esta-ção quente e o aumento da população de cianobactérias aconse-lha a monitorização deste ecossistema para evitar eventuais pro-blemas para a saúde dos que com ele interagem (10). Outro aspeto curioso foi a diminuição da densidade de microrganismos fitoplan-tónicos associados à produção de compostos com atividade anti-fúngica, como por exemplo a clorófita Chlamydomonas reinhardtii (11), e o aparecimento de fungos e leveduras no lago._ConclusãoOs resultados obtidos demonstram como uma pequena alteração pode ter impacto num ecossistema. A introdução duma espécie de peixes exóticos juntamente com a transição das estações do ano alterou profundamente o equilíbrio do ecossistema em estudo. Esta observação é um alerta para refletirmos sobre o modo como inte-ragimos com o meio ambiente. 29artigos breves_   n. 72015número2ª série13Instituto Nacional de Saúde Doutor Ricardo Jorge, IPDoutor Ricardo JorgeNacional de Saúde_Instituto Observações_ Boletim Epidemiológicowww.insa.ptFigura 2: Microfotografia  de Achnanthidium minutissimum, pertencente ao grupo das diatomáceas, obtida por SEM.10 µm

http://repositorio.insa.pt/bitstream/10400.18/3105/3/Boletim_Epidemiologico_Observacoes_N13_2015_artigo7.pdf

Espécies exóticas em lagos ornamentais: adorno ou fonte de desequilíbrio?

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Scientific Repository of the National Health Institute Doutor Ricardo Jorge

Repositório Científico do Instituto Nacional de Saúde