Tese de mestrado. Biologia (Biologia Celular e Biotecnologia). Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2012Os sapais são zonas intertidais onde ocorre acumulação de sedimentos finos devido à sua localização em ambientes protegidos como os estuários. Apesar de já terem sido considerados zonas sem qualquer valor, o seu papel na defesa da linha costeira, tal como conservação da biodiversidade, funcionando como abrigo, zona de nidificação e fonte de alimento para vários animais é extremamente relevante. Para além destas funções os sapais também têm a capacidade de reter poluentes, nomeadamente metais pesados ou nutrientes em excesso que possam levar à eutrofização. Tanto o Azoto como o Fósforo podem ter efeitos negativos por levarem ao aumento excessivo da produção primária e consequentemente à depleção de oxigénio dos sistemas. As plantas halófitas que colonizam os sapais têm a capacidade de impedir a passagem de fósforo para a coluna de água através da oxigenação das camadas superficiais dos sedimentos. Estas plantas constituem uma importante ferramenta na remediação da eutrofização nestes sistemas já que, para o seu crescimento, necessitam de tomar fósforo do sedimento e também porque a sua presença aumenta a capacidade do sedimento para adsorver fósforo. O sistema radicular das plantas promove a criação de um ambiente favorável ao crescimento da comunidade microbiana devido à oxigenação do sedimento e à produção de exsudados radiculares. O estado da comunidade microbiana pode ser avaliado através da determinação de atividades enzimáticas como é o caso da desidrogenase que é uma enzima intracelular que reflete a respiração microbiana. A comunidade microbiana existente no sedimento é crucial no ciclo de nutrientes já que produz enzimas envolvidas na mineralização da matéria orgânica. É o caso das fosfatases que são um grupo de enzimas responsáveis por hidrolisar o fósforo orgânico de forma a obter ortofosfato que pode ser absorvido pelas células. Os objetivos principais desta tese são a determinação dos fatores biogeoquímicos que influenciam a atividade da comunidade microbiana como um todo e em particular os fatores que influenciam a atividade da fosfatase tal como o seu papel no ciclo biogeoquímico do fósforo em sedimentos de sapais do estuário do Tejo. Para tal, as variações sazonais na atividade da desidrogenase foram avaliadas, assim como as diferenças de atividade nos sedimentos colonizados pelas espécies vegetais mais abundantes no estuário do Tejo (Halimione portulacoides, Sarcocornia fruticosa e Spartina maritima). Nestes sedimentos avaliou-se o conteúdo em matéria orgânica, pH, humidade relativa e salinidade de forma a perceber quais os parâmetros que influenciam a atividade microbiana. A atividade da desidrogenase varia ao longo do ano, sendo possível observar um pico de atividade no Inverno e é influenciada pelos vários fatores avaliados, em particular pelo pH e pela humidade relativa dos sedimentos. A espécie de halófito que coloniza o sedimento também mostrou ser um fator importante na atividade microbiana. A atividade das diferentes isoformas de fosfatase presentes no sedimento colonizado por plantas (Halimione portulacoides, Sarcocornia fruticosa, Sarcocornia perennis e Spartina maritima) e sedimento não vegetado também foi avaliada de forma a perceber os processos de mineralização do fósforo que ocorrem no sedimento. Com o mesmo fim, também foram avaliados os fatores biogeoquímicos que podem influenciar estes processos. Desta forma, foram encontradas diferenças entre sedimentos colonizados e não colonizados por vegetação superior, nomeadamente na atividade das fosfatases e o conteúdo de fósforo, indicando que os halófitos testados aumentam a capacidade do sedimento para reter o fósforo. No entanto, não se encontraram diferenças significativas entre sedimentos colonizados pelas diferentes espécies. A atividade total da fosfatase no sedimento depende sobretudo da fosfatase ácida que depende sobretudo do pH e do conteúdo em ácidos húmicos do sedimento. A quantidade de fósforo inorgânico presente no sedimento também influencia a atividade da fosfatase. Deste modo, a atividade microbiana tem um papel importante no ciclo biogeoquímico de fósforo, especialmente devido à atividade da fosfatase ácida. A atividade microbiana do sedimento tanto no seu todo, como no caso da fosfatase, é influenciada pelo pH e pelo coberto vegetal. Assim, quando se considera os sapais como fatores-chave na remediação natural da eutrofização, é importante ter em conta a sazonalidade e a cobertura vegetal que influenciam a comunidade microbiana do sedimento.Salt marshes have been shown to act as a sink for pollutants, such as excess nutrients that cause eutrophication, like nitrogen and phosphorus. Halophytes have been known to block phosphorus efflux. Sediment microbial communities are involved in nutrient cycle due to the action of extracellular enzymes such as phosphatase. Microbial community status can be assessed through the measurement of dehydrogenase that is an intracellular enzyme that provides information about microbial community status. The main objectives of the present thesis are to understand the biogeochemical factors underlying sediment microbial community activities on its hole and in particular the phosphatase activity and its role on phosphorous biogeochemical cycle in salt marsh sediments from the Tagus estuary. The possible seasonal effects on and the biogeochemical factors influencing dehydrogenase activity in salt marsh sediments were assessed. A peak in dehydrogenase activity was found during the winter and dehydrogenase activity was found to be influenced by several factors, mainly water content and pH. The biogeochemical sediment drivers that control phosphatase activities, how the different isoforms are controlled and its influence on the enzyme-mediated phosphorous cycling processes in salt marshes were studied. Bare sediments differed significantly from vegetated sediments in respect to several characteristics such as pH, total and acid phosphatase activities, water content, humic acids and organic matter contents, however, no significant differences were found among vegetated sediments. Acid phosphatase was the most active pH-isoform and its activity was driven mostly by pH and humic acid content, although inorganic phosphorus was also found to have a clear relation with phosphatase activity. Salt marshes may have a key role to achieve ecosystem natural remediation being important to take seasonal variability and plant coverage into account when considering the efficiency of these remediation processes
