Cyanobacteria bloom: selective filter for zooplankton? / Floração de cianobactéria: filtro seletivo para zooplâncton?

The Ibirité reservoir is an urban and eutrophic environment, with regular occurrences of cyanobacteria blooms. The reservoir is warm monomict and remains stratified most of the year, circulating in the dry season (winter). During the hydrological cycle of October/07 to October/08 there were four scenarios with different environmental conditions, which influenced the structure of the zooplankton community, as confirmed in a previous study. Changes in the zooplankton community structure between the scenarios were studied, aiming at analyzing the stability and persistence of this community. The Spearman’s coefficient of correlation was used to measure the stability; the persistence was evaluated through a cluster analysis and changes in community composition were estimated by the "temporal" β diversity index. Considering the distribution patterns of abundance, the community was stable only in the transition between scenarios 1 and 2 (n = 30, r = 0.71, p = 0.00001), when there were no cyanobacteria blooms. The persistence of zooplankton between the scenarios was low, showing a distinct species composition for each scenario. The highest variations in species composition, observed by the values of temporal β diversity index, were the transitions between scenarios 3-0 (1.45) and 0-1 (1.05), and the lowest variations occurred in the transition between scenarios 1-2 (0.57). The results suggest that the cyanobacteria blooms at Ibirité reservoir are be acting as "selective filters", and are, thus, disturbances with sufficient ability to change the structure of the zooplankton community. Keywords Urban Reservoir, zooplankton, bloom of cyanobacteria, stability, persistence. .

O reservatório de Ibirité é um ambiente urbano, eutrófico com periódicas ocorrências de florações de cianobactérias. O padrão de mistura deste reservatório é monomítico quente, permanecendo estratificado a maior parte do ano, circulando na estação seca (inverno). Durante o ciclo hidrológico de outubro/07 a outubro/08, ocorreram quatro cenários com condições ambientais distintas, que influenciaram na estruturação da comunidade zooplanctônica, conforme observado em estudo prévio. As mudanças na estrutura da comunidade zooplanctônica entre os cenários foram estudadas objetivando analisar a estabilidade e persistência desta comunidade. O coeficiente de correlação de Spearman foi utilizado para medir a estabilidade; a persistência foi considerada por meio de uma análise de agrupamento; e as mudanças na composição da comunidade foram estimadas através do índice de diversidade β temporal. A comunidade foi estável, considerando os padrões de distribuição da abundância, somente na transição entre os cenários 1 e 2 (n=30; r= 0,71; p=0,00001), nos quais não foram observadas florações de cianobactérias. A persistência do zooplâncton entre os cenários foi baixa, apresentando composições de espécies distintas. As maiores variações na composição das espécies, estimadas através dos valores de diversidade β temporal, foram nas transições entre os cenários 3-0 (1,45) e 0-1 (1,05), e o menor valor na transição entre os cenários 1-2 (0,57). Os resultados do presente trabalho sugerem que as florações de cianobactérias no reservatório de Ibirité estariam funcionando como “filtros seletivos”, ou seja, distúrbios com capacidade suficiente para alterar a estrutura da comunidade zooplanctônica.

The inverted trophic cascade in tropical plankton communities: impacts of exotic fish in the Middle Rio Doce lake district, Minas Gerais, Brazil

The present study deals with the ecological impacts of the introduction of two alien species of piscivorous fish in several lakes of the Middle Rio Doce lake district in Minas Gerais, Brazil. It was demonstrated that these effects were not restricted only to the fish community. The introduction of the predatory red piranha Pygocentrus nattereri and the tucunaré Cichla cf. ocellaris caused not only a sharp decrease in the number of native fish species, but also major shifts in other trophic levels. Just after the fish were introduced, most lakes began to show conspicuous changes in phytoplankton species composition, in which Cyanophyceae gradually came to dominate. The zooplankton community lost several species, and in some cases, such as Lake Carioca, all the cladoceran species disappeared. On the other hand, invertebrate predators, represented by the dipteran Chaoboridae, boomed in the lake, with higher densities of exotic species, probably as a result of the "ecological release" by reduction of the original fish fauna. There was a general trend of species loss in different trophic levels. All these changes are apparently associated with decreases in water quality. The present situation in these lakes demands new approaches to the management and conservation of these ecosystems.

O presente estudo trata dos impactos ecológicos da introdução de duas espécies invasoras de peixes piscívoros em diversos lagos da região lacustre do médio rio Doce em Minas Gerais, Brasil. Demonstrou-se que estes efeitos não se restringiram às comunidade de peixes. A introdução dos predadores Pygocentrus nattereri (piranha-vermelha) e Cichla cf. ocelaris (tucunaré) não só causou uma forte redução no número de espécies de peixes nativos, como também mudanças nos níveis tróficos inferiores. Pouco depois das introduções, a maioria dos lagos começou a mostrar alterações na comunidade fitoplanctônica, tais como o aparecimento da dominância de Cyanophyceae. A comunidade zooplanctônica perdeu diversas espécies e, em alguns casos, houve o desaparecimento de todas as espécies de cladóceros limnéticos, como é o caso da lagoa Carioca. Por outro lado, predadores invertebrados, representados pelos dípteros da família Chaoboridae, floresceram nos lagos com maiores densidades de espécies exóticas de peixes, provavelmente como resultado da "liberação ecológica" causada pela redução da ictiofauna original. Além de uma tendência geral de perda de espécies em diferentes níveis tróficos, outras mudanças estão aparentemente associadas com a redução da qualidade de água. Dessa forma, esses ecossistemas estão necessitando urgentemente de novas abordagens nas estratégias de manejo e conservação.