ABSTRACT
Abstract We aimed to investigate spatial and temporal scales, abundance, and factors that structure the communities of protozoans in a tropical urban stream. Methods: Samples of water for analysis of biological communities (testate amoebae, ciliates and bacteria) and limnological variables were taken in the Mandacaru stream located in the Conservation Unit of Parque do Cinquentenário, in the city of Maringá, Paraná State, Brazil, in two hydrological periods (dry and rainy). We calculated the Water Quality Index (WQI) composed by nine parameters of water quality (dissolved oxygen, thermotolerant coliforms, pH, BOD, water temperature, total nitrogen, total phosphorous, turbidity, and total solids), Trophic State Index (TSI) for phosphorous and we used a Redundancy Analysis (RDA) to verify the influence of environmental variables in the protozoan community. Results: The WQI showed that water quality was considered good in some points and considered bad in other points. The TSI for phosphorus classified the stream as mesotrophic in the majority of sampled sites points (mean between 53.09 and 58.35). We identified 19 taxa of testate amoebae, belonging to six families, being Difflugiidae, Centropyxidae, and Arcellidae those with more species and 71 infrageneric taxa of ciliates, distributed in 12 orders being Peniculida the most representative order, followed by Euplotida. According to RDA analysis, samples of the dry period were characterized by higher values of bacteria density and concentrations of chlorophyll-a, total phosphorous, and total nitrogen. Ciliates and testate amoebae presented higher abundance values in some of the months characterized by higher precipitation and in conditions of higher system productivity. Conclusion: we may conclude that the Mandacaru stream, although strongly influenced by anthropic action, still presents an acceptable water quality. Lastly, we emphasize that protists abundance was strongly influenced by system productivity. This was evidenced by elevated protozoan densities where there was higher primary and bacterial productivity. Thus, these organisms must be considered in studies that aim at the identification of organisms that may indicate anthropic impacts and environmental quality.
Resumo O objetivo foi investigar, em escalas espacial e temporal, a abundância das comunidades de protozoários bem como os fatores intervenientes na estruturação das mesmas em um córrego urbano. Métodos: Amostras de água para análise de comunidades biológicas (amebas testáceas, ciliados e bactérias) e para análise de variáveis limnológicas foram tomadas no córrego Mandacaru localizado na Unidade de Conservação do Parque do Cinquentenário, na cidade de Maringá, Paraná State, Brasil, em dois períodos hidrológicos (seco e chuvoso). Calculamos o Índice de Qualidade de Água (IQA), o Índice de Estado Trófico (ETI) para fósforo e utilizamos uma Análise de Redundância (RDA) para verificar a influência de variáveis ambientais na comunidade de protozoários. Resultados: O IQA mostrou que a qualidade da água foi considerada boa em alguns pontos e considerada ruim em outros pontos, e o ETI para o fósforo classificou o córrego como mesotrófico na maioria dos locais amostrados (média entre 53,09 e 58,35). Foram identificados 19 táxons de amebas testáceas, pertencentes a seis famílias, sendo Difflugiidae, Centropyxidae e Arcellidae as mais especiosas, e 71 táxons de ciliados, distribuídos em 12 ordens, sendo Peniculida a ordem mais representativa, seguida por Euplotida. De acordo com a análise RDA, amostras do período seco foram caracterizadas por maiores valores de densidade bacteriana e concentrações de clorofila-a, fósforo total e nitrogênio total. As amebas testáceas e os ciliados apresentaram valores de abundância maiores em alguns dos meses caracterizados por maior precipitação e em condições de maior produtividade do sistema. Podemos concluir que o córrego Mandacaru, embora fortemente influenciado pela ação antrópica, ainda apresenta uma qualidade de água aceitável. Por fim, enfatizamos que a abundância de protistas foi fortemente influenciada pela produtividade do sistema. Isto foi evidenciado pelas elevadas densidades de protozoários onde houve maior produtividade primária e bacteriana. Assim, esses protistas devem ser considerados em estudos que visem à identificação de organismos que possam indicar impactos antrópicos e qualidade ambiental.
Subject(s)
Humans , Water Quality , Rivers , Seasons , Brazil , Environmental Monitoring , CitiesABSTRACT
Abstract Many plants may accumulate rainwater, forming phytotelmata, aquatic microhabitats inhabited by various organisms. The aim of this study was to conduct an inventory of heterotrophic flagellates associated with phytotelmata of the bromeliad Aechmea distichantha Lem., found in rocky cliffs on the Upper Paraná River. The bromeliads were removed manually from the rocky wall, the water was removed and cultures of organisms of each plant were mounted in Petri dishes. Sixteen species of heterotrophic flagellate were recorded, drawn and described, among them one species belonging to the Amorpha Domain and 15 species to the Diaphoretiches Domain. The groups with most species were Euglenida and Kinetoplastea. The low diversity of heterotrophic flagellates recorded in this study, compared to the plankton of lakes and reservoirs, is probably related to the fact that phytotelmata are habitats with extreme environmental conditions, thus selecting organisms tolerant to these environments.
Resumo Em sua superfície externa, muitas plantas podem acumular água da chuva formando fitotelmata, ou seja, micro-habitat aquáticos colonizados por diversos organismos, entre eles, os flagelados protistas. Fez-se um inventário de flagelados heterotróficos associados ao fitotelmata da bromélia Aechmea distichantha Lem., encontrada em paredões rochosos em um trecho da bacia do alto rio Paraná. As bromélias foram retiradas manualmente de paredão rochoso e, em laboratório, a água foi retirada dos tanques de cada planta, e foram montadas culturas dos organismos em placas de Petri. Os flagelados heterotróficos foram, então, observados in vivo sob microscópio óptico Olympus BX51, com sistema de contraste de interferência diferencial (DIC) acoplado. Dezesseis espécies flagelados heterotróficos foram registradas, desenhadas e descritas, sendo uma espécie pertencente ao Domínio Amorpha e 15 espécies ao Domínio Diaphoretiches. Os grupos mais especiosos foram Euglenida e Kinetoplastea. A diversidade relativamente reduzida de flagelados heterotróficos, quando comparada ao plâncton de lagos e reservatórios, pode estar relacionada ao fato de os fitotelmata serem habitats limitados, com condições ambientais extremas, selecionando, assim, organismos tolerantes a esses ambientes.
Subject(s)
Bromeliaceae , Fabaceae , Plankton , Ecosystem , RiversABSTRACT
Abstract Many plants may accumulate rainwater, forming phytotelmata, aquatic microhabitats inhabited by various organisms. The aim of this study was to conduct an inventory of heterotrophic flagellates associated with phytotelmata of the bromeliad Aechmea distichantha Lem., found in rocky cliffs on the Upper Paraná River. The bromeliads were removed manually from the rocky wall, the water was removed and cultures of organisms of each plant were mounted in Petri dishes. Sixteen species of heterotrophic flagellate were recorded, drawn and described, among them one species belonging to the Amorpha Domain and 15 species to the Diaphoretiches Domain. The groups with most species were Euglenida and Kinetoplastea. The low diversity of heterotrophic flagellates recorded in this study, compared to the plankton of lakes and reservoirs, is probably related to the fact that phytotelmata are habitats with extreme environmental conditions, thus selecting organisms tolerant to these environments.
Resumo Em sua superfície externa, muitas plantas podem acumular água da chuva formando fitotelmata, ou seja, micro-habitat aquáticos colonizados por diversos organismos, entre eles, os flagelados protistas. Fez-se um inventário de flagelados heterotróficos associados ao fitotelmata da bromélia Aechmea distichantha Lem., encontrada em paredões rochosos em um trecho da bacia do alto rio Paraná. As bromélias foram retiradas manualmente de paredão rochoso e, em laboratório, a água foi retirada dos tanques de cada planta, e foram montadas culturas dos organismos em placas de Petri. Os flagelados heterotróficos foram, então, observados in vivo sob microscópio óptico Olympus BX51, com sistema de contraste de interferência diferencial (DIC) acoplado. Dezesseis espécies flagelados heterotróficos foram registradas, desenhadas e descritas, sendo uma espécie pertencente ao Domínio Amorpha e 15 espécies ao Domínio Diaphoretiches. Os grupos mais especiosos foram Euglenida e Kinetoplastea. A diversidade relativamente reduzida de flagelados heterotróficos, quando comparada ao plâncton de lagos e reservatórios, pode estar relacionada ao fato de os fitotelmata serem habitats limitados, com condições ambientais extremas, selecionando, assim, organismos tolerantes a esses ambientes.
ABSTRACT
Abstract We aimed to investigate spatial and temporal scales, abundance, and factors that structure the communities of protozoans in a tropical urban stream. Methods: Samples of water for analysis of biological communities (testate amoebae, ciliates and bacteria) and limnological variables were taken in the Mandacaru stream located in the Conservation Unit of Parque do Cinquentenário, in the city of Maringá, Paraná State, Brazil, in two hydrological periods (dry and rainy). We calculated the Water Quality Index (WQI) composed by nine parameters of water quality (dissolved oxygen, thermotolerant coliforms, pH, BOD, water temperature, total nitrogen, total phosphorous, turbidity, and total solids), Trophic State Index (TSI) for phosphorous and we used a Redundancy Analysis (RDA) to verify the influence of environmental variables in the protozoan community. Results: The WQI showed that water quality was considered good in some points and considered bad in other points. The TSI for phosphorus classified the stream as mesotrophic in the majority of sampled sites points (mean between 53.09 and 58.35). We identified 19 taxa of testate amoebae, belonging to six families, being Difflugiidae, Centropyxidae, and Arcellidae those with more species and 71 infrageneric taxa of ciliates, distributed in 12 orders being Peniculida the most representative order, followed by Euplotida. According to RDA analysis, samples of the dry period were characterized by higher values of bacteria density and concentrations of chlorophyll-a, total phosphorous, and total nitrogen. Ciliates and testate amoebae presented higher abundance values in some of the months characterized by higher precipitation and in conditions of higher system productivity. Conclusion: we may conclude that the Mandacaru stream, although strongly influenced by anthropic action, still presents an acceptable water quality. Lastly, we emphasize that protists abundance was strongly influenced by system productivity. This was evidenced by elevated protozoan densities where there was higher primary and bacterial productivity. Thus, these organisms must be considered in studies that aim at the identification of organisms that may indicate anthropic impacts and environmental quality.
Resumo O objetivo foi investigar, em escalas espacial e temporal, a abundância das comunidades de protozoários bem como os fatores intervenientes na estruturação das mesmas em um córrego urbano. Métodos: Amostras de água para análise de comunidades biológicas (amebas testáceas, ciliados e bactérias) e para análise de variáveis limnológicas foram tomadas no córrego Mandacaru localizado na Unidade de Conservação do Parque do Cinquentenário, na cidade de Maringá, Paraná State, Brasil, em dois períodos hidrológicos (seco e chuvoso). Calculamos o Índice de Qualidade de Água (IQA), o Índice de Estado Trófico (ETI) para fósforo e utilizamos uma Análise de Redundância (RDA) para verificar a influência de variáveis ambientais na comunidade de protozoários. Resultados: O IQA mostrou que a qualidade da água foi considerada boa em alguns pontos e considerada ruim em outros pontos, e o ETI para o fósforo classificou o córrego como mesotrófico na maioria dos locais amostrados (média entre 53,09 e 58,35). Foram identificados 19 táxons de amebas testáceas, pertencentes a seis famílias, sendo Difflugiidae, Centropyxidae e Arcellidae as mais especiosas, e 71 táxons de ciliados, distribuídos em 12 ordens, sendo Peniculida a ordem mais representativa, seguida por Euplotida. De acordo com a análise RDA, amostras do período seco foram caracterizadas por maiores valores de densidade bacteriana e concentrações de clorofila-a, fósforo total e nitrogênio total. As amebas testáceas e os ciliados apresentaram valores de abundância maiores em alguns dos meses caracterizados por maior precipitação e em condições de maior produtividade do sistema. Podemos concluir que o córrego Mandacaru, embora fortemente influenciado pela ação antrópica, ainda apresenta uma qualidade de água aceitável. Por fim, enfatizamos que a abundância de protistas foi fortemente influenciada pela produtividade do sistema. Isto foi evidenciado pelas elevadas densidades de protozoários onde houve maior produtividade primária e bacteriana. Assim, esses protistas devem ser considerados em estudos que visem à identificação de organismos que possam indicar impactos antrópicos e qualidade ambiental.
ABSTRACT
Abstract The objective of this work was to investigate the patterns of diversity and abundance of ciliates protozoa community in three tropical urban streams and verify which species can be considered bioindicators of water quality. In each stream, three regions (headwater, middle and mouth) were sampled in two years, in the rainy and dry seasons. The abiotic factors (dissolved oxygen, pH, temperature, turbidity, width, depth, flow and conductivity) and biotic factors (total coliforms, bacterioplankton, chlorophyll and flagellates) were analyzed using appropriate methods and ciliates were identified and counted through specialized literature. We identified 84 species distributed into 24 orders. Peniculida was the most representative order followed by Prorodontida. The RDA scores showed a spatial difference between streams. On the other hand, regarding the temporal variation, there was no separation of the sampled data. The Indval analysis showed ten species indicators, such as Coleps hirtus, Euplotes moebiusi and Tintinidium pusillum. The Cluster analysis per stream versus period showed a greater distinction of the streams in the dry season. On the other hand, a low similarity was observed between sections within the same stream. In summary, the results indicated that the ciliates can be used as important tools as bioindicators in lotic environments affected by different degrees of pollution, due to the fact that they have short life cycle, allowing the detection of impacts on a small time scale, as well as by having direct answers to environmental changes and high sensitivity to contaminants.
Resumo O objetivo deste trabalho foi investigar os padrões de diversidade e abundância da comunidade de protozoários ciliados em três córregos urbanos tropicais, bem como verificar quais espécies podem ser consideradas bioindicadoras da qualidade da água. Em cada córrego foram amostradas três regiões (cabeceira, intermediária e foz) em dois anos, nas estações chuvosa e seca. Os fatores abióticos (oxigênio dissolvido, pH, temperatura, turbidez, largura, profundidade, fluxo e condutividade) e fatores bióticos (coliformes totais, bacterioplâncton, clorofila e flagelados) foram analisados por metodologia específica e os ciliados foram contados e identificados por meio de literatura especializada. Foram identificadas 84 espécies distribuídas em 24 ordens. Peniculida foi a ordem mais representativa, seguida por Prorodontida. Os escores da RDA mostraram uma diferença espacial entre os córregos. Por outro lado, em relação à variação temporal, não houve separação entre os dados amostrados. A análise Indval mostrou dez espécies indicadoras, como Coleps hirtus, Euplotes moebiusi e Tintinidium pusillum. A análise de Cluster realizada por riacho versus período evidenciou uma maior distinção dos córregos no período seco. Por outro lado, foi observada uma baixa similaridade entre os locais dentro do mesmo córrego. Em síntese, os resultados indicaram que os ciliados podem ser utilizados como ferramentas importantes como bioindicadores em ambientes lóticos afetados por diferentes graus de poluição, devido ao fato de apresentarem um curto ciclo de vida, permitindo a detecção de impactos em uma pequena escala de tempo, bem como por apresentarem respostas diretas às mudanças ambientais e alta sensibilidade a contaminantes.