ABSTRACT
Abstract: The effect of the hydrological cycle on the abundance of adults and larvae of the weevils Cyrtobagous salviniae and Cyrtobagous singularis in the Pantanal was tested and related to the host-plant abundance, limnological variables, and hydrological connectivity of 10 "bays" (lakes and ponds) along the Cuiabá River. Adults and larvae of C. salviniae were more abundant than C. singularis, and larvae and adult abundance differed significantly both within and between the two species. Adults and larvae of both species were more abundant in connected bays, but only C. salviniae responded to both connectivity and hydrological cycle, with the highest abundances during the high-water and rising-water periods for adults and larvae, respectively. Abundance of C. singularis was negatively related to the predominance of C. salviniae, and populations of adults and larvae of both species were slightly and negatively related to the limnological variables and host-plant abundance. The results showed that the temporal variation in larval and adult abundance and dominance of C. salviniae is influenced by hydrological cycle and connectivity, but not by limnological variables and host-plant abundance.
Resumo: O efeito do ciclo hidrológico sobre a abundância de adultos e larvas dos curculionídeos Cyrtobagous salviniae e Cyrtobagous singularis do Pantanal foi testado e relacionado com a abundância das plantas hospedeiras, variáveis limnológicas e conectividade hidrológica de 10 baías do rio Cuiabá. Os adultos e larvas de C. salviniae foram mais abundantes do que C. singularis, e a abundância de larvas e adultos diferiu significativamente intra e interespecificamente. Adultos e larvas de ambas espécies foram mais abundantes em baías conectadas, mas apenas C. salviniae respondeu ao ciclo hidrológico, com a maior abundância de adultos durante o período de cheia, e maior abundância de larvas na enchente. A abundância de C. singularis foi relacionada negativamente com a predominância de C. salviniae, e a abundância de adultos e larvas de ambas espécies foi fraca e negativamente relacionada com as variáveis limnológicas e abundância das plantas hospedeiras. Os resultados demonstraram que a variação temporal na abundância de larvas e adultos e a dominância de C. salviniae foram influenciadas pela conectividade e ciclo hidrológico, mas não pelas variáveis limnológicas e abundância das macrófitas aquáticas.
ABSTRACT
Abstract Aquatic macrophytes have a recognized role in ecosystem structuring and an important position in trophic cascades interactions, whose understanding is to improve water quality. In recent years, the number of studies on the role of aquatic macrophytes in trophic webs and interactions has increased, but South America has made little progress in research in the area. In this study, we investigated the main gaps and perspectives for future studies on macrophytes and trophic interactions, analyzing global publications, especially those conducted by South American researchers. We accessed publications using an international database (Thomson Reuters ISI-Web of Knowledge-(formerly Institute for Scientific Information)) from 1980 to 2015. We ranked each article by ecosystem and study approach, biological organization and interacting taxonomic groups (phytoplankton, periphyton, zooplankton, aquatic invertebrates, fish and birds), countries publishing in cooperation and affiliations. The results showed that published studies (n = 242) emphasizing aquatic plants in trophic interactions increased in 35 years. Comparing the contributions of the 32 countries investigated, those from South America as first affiliation, had few publications (n = 26) and in cooperation (n = 7). The largest volume of articles indexed by the researchers dealt with the dynamics and structure of aquatic assemblages, webs and trophic interactions. Ecosystems such reservoirs and wetlands have received little attention. Large numbers of studies have encompassed community-wide aquatic approaches, including in South American studies, the interactions between macrophytes, zooplankton and phytoplankton were the second most studied interactions of all indexed articles. Knowledge about trophic cascade and interactions has been successfully enhanced in several countries with the purpose of restructuring communities and restore water quality of many ecosystems. In summary, we conclude that studies in the area of trophic interactions mediated by macrophytes may be directed in a way to attenuate international asymmetries, encouraging the increase of scientific productivity in South America.
Resumo Macrófitas aquáticas tem reconhecida função na estruturação de ecossistemas e importante papel nas interações tróficas em cascata, cujo entendimento é chave para melhorar a qualidade da água. Nos últimos anos, o número de estudos sobre o papel das macrófitas aquáticas nas interações e teia trófica aumentaram mas, a América do Sul progrediu pouco em pesquisas na área. Nesse estudo investigamos as principais lacunas e perspectivas para estudos futuros sobre macrófitas e interações tróficas analisando publicações mundiais, especialmente aquelas conduzidas por pesquisadores sul-americanos. Acessamos publicações usando base de dados internacional (Thomson Reuters ISI Web of Knowledge) entre 1980 a 2015. Computamos para cada artigo a organização biológica e grupos taxonômicos em interação (fitoplâncton, perifíton, zooplâncton, invertebrados aquáticos, peixes e aves), ecossistema estudado e abordagem de pesquisa, a cooperação entre países da América do Sul e demais, além das filiações. Os resultados mostraram que estudos publicados (n = 242) enfatizando plantas aquáticas em interações tróficas cresceram em 35 anos. Comparando as contribuições dos 32 países investigados, aqueles da América do Sul apresentaram baixo número de indexações (n= 26), poucos em cooperação (n= 7). O maior volume de publicações indexadas pelos pesquisadores trataram sobre a dinâmica e estrutura das assembléias aquáticas, teias e interações tróficas. Reservatórios e áreas alagadas têm recebido pouca atenção. Grande número de estudos compreeenderam abordagems de toda comunidade aquática e interações entre macrófitas, fitoplâncton, zooplâncton e peixes. Em síntese, concluimos que estudos enfatizando as interações tróficas mediadas pelas macrófitas poderão ser direcionados de maneira a atenuar assimetrias internacionais, encorajando o aumento da produtividade científica na América do Sul. O conhecimento sobre as interações tróficas em cascata tem sido desenvolvido com sucesso em diversos países cujas finalidades tem sido reestruturar comunidades e restaurar a qualidade da água de muitos ecossistemas.
Subject(s)
Plants , Botany , Bibliometrics , Food Chain , Hydrobiology , South America , Ecosystem , Aquatic OrganismsABSTRACT
Abstract: We present a checklist for the aquatic biodiversity from two reservoirs within a PPBio (Biodiversity Research Program) site in a peri-urban forest fragment, the Dois Irmãos State Park (PEDI), in Pernambuco, Brazil. We obtained the data via extensive field collection and information from a specialized literature survey. We recorded 397 species in 156 families; the animal was the most abundant group (140 species) followed by fungi taxa (103), periphyton (69), aquatic macrophytes (44), and terrestrial plants in flooded areas (41). This review reflects different sample efforts toward selected groups and allows the definition of a long-term protocol for guiding new research based on the identified knowledge gaps revealed. Future ecological research should address the influence of the trophic state of the reservoirs, as well as the effects of competitive exclusion and predation on the long-term viability of the local diversity.
Resumo: Apresentamos uma lista da biodiversidade aquática de dois reservatórios em um sítio do PPBio (Programa de Pesquisa em Biodiversidade) em um fragmento de floresta peri-urbana, o Parque Estadual Dois Irmãos (PEDI), em Pernambuco, Brasil. Obtivemos os dados através de extensa coleta de campo e informações de pesquisa bibliográfica especializada. Registramos 397 espécies em 156 famílias; os animais foram o grupo mais abundante (140 espécies), seguido pelos fungos (103), perifíton (69), macrófitas aquáticas (44) e plantas terrestres em áreas alagadas (41). Esta revisão reflete diferentes esforços de amostra para grupos selecionados e permite a definição de um protocolo de longo prazo para orientar novas pesquisas com base nas lacunas de conhecimento identificadas. Pesquisas ecológicas futuras devem abordar a influência do estado trófico dos reservatórios, bem como os efeitos da exclusão competitiva e predação na viabilidade a longo prazo da diversidade local.
ABSTRACT
Abstract Typha domingensis (cattail) is a native macrophyte known by its capacity to tolerate several heavy metals effects and the potential use for phytoremediation. However, in despite that cadmium (Cd) is one of the most toxic pollutants; its effects in T. domingensis biology remain uninvestigated. Thus, the objective of this study was to study the tolerance of T. domingensis to cadmium contamination by evaluating its growth, Cd uptake, leaf anatomy and gas exchange. The experiment was designed using three cadmium concentrations (0, 10 and 50 µM) and ten replicates for 90 days. The cadmium uptake, growth, gas exchange, chlorophyll content and leaf anatomy were evaluated. Data was submitted to ANOVA and Scott-Knott test for P<0.05. Typha domingensis accumulates Cd proportionally to its concentration on the solution and the content of this metal was higher in roots as compared to shoots. Plants showed no significant modifications on growth parameters such as the biomass production, number of leaves, number of clones and the biomass allocation to organs. The photosynthesis, transpiration and chlorophyll content were not modified by Cd. Most anatomical traits evaluated were not modified by the metal but the stomatal density and the proportion of vascular tissues were reduced under 50 µM of Cd. In despite, the leaf anatomy showed no toxicity evidences for any Cd level. The absence of growth reduction and the stability of anatomical and physiological traits give insight about the Cd tolerance of this species. Therefore, T. domingensis is able to overcome Cd toxicity and shows potential for phytoremediation.
Resumo A espécie Typha domingensis (taboa) é uma macrófita nativa conhecida por sua tolerância a vários metais pesados e potencial uso na fitorremediação. Contudo, apesar de que o Cd é um dos poluentes mais tóxicos; Seus efeitos em T. domingensis ainda não foram investigados. Assim, o objetivo desse estudo foi avaliar a tolerância de T. domingensis ao cádmio, avaliando o crescimento, absorção de Cd, anatomia foliar e trocas gasosas. O experimento foi conduzido utilizando três concentrações de Cd (0, 10 e 50 µM) e dez repetições por 90 dias.. O crescimento, trocas gasosas e o teor de clorofila e anatomia foliar foram avaliados. Os dados foram submetidos à ANOVA e ao teste de Scott-Knott para P<0,05. A absorção de cádmio, crescimento, trocas gasosas, teor de clorofila e anatomia foliar foram analisados. As plantas de T. domingensis podem acumular Cd proporcionalmente à sua concentração na solução e o teor deste metal foi maior nas raízes em comparação com a parte aérea. As plantas não apresentam modificações significativas nos parâmetros de crescimento como produção de biomassa, número de folhas, número de clones produzidos e alocação de biomassa nos órgãos. A fotossíntese, transpiração e conteúdo de clorofila não foram afetados de forma significativa pelo Cd. A maioria das características anatômicas avaliadas não apresentou diferenças, mas houve redução na densidade estomática e na proporção de tecidos vasculares na concentração de 50 µM de Cd. A anatomia foliar não mostrou evidências de toxicidade em nenhum dos níveis de Cd. A ausência de redução de crescimento e estabilidade das características anatômicas e fisiológicas caracteriza alta tolerância da espécie ao Cd. Portanto, T. domingensis é capaz de superar a toxicidade do Cd e demostra potencial para fitorremediação.
Subject(s)
Cadmium/metabolism , Plant Leaves/metabolism , Typhaceae/growth & development , Typhaceae/metabolism , Photosynthesis/physiology , Biodegradation, Environmental , Cadmium/toxicity , Chlorophyll/metabolism , Chlorophyll/chemistry , Plant Roots/metabolism , Plant Roots/chemistry , Plant Leaves/chemistry , Biomass , Dose-Response Relationship, DrugABSTRACT
Abstract Typha domingensis (cattail) is a native macrophyte known by its capacity to tolerate several heavy metals effects and the potential use for phytoremediation. However, in despite that cadmium (Cd) is one of the most toxic pollutants; its effects in T. domingensis biology remain uninvestigated. Thus, the objective of this study was to study the tolerance of T. domingensis to cadmium contamination by evaluating its growth, Cd uptake, leaf anatomy and gas exchange. The experiment was designed using three cadmium concentrations (0, 10 and 50 µM) and ten replicates for 90 days. The cadmium uptake, growth, gas exchange, chlorophyll content and leaf anatomy were evaluated. Data was submitted to ANOVA and Scott-Knott test for P 0.05. Typha domingensis accumulates Cd proportionally to its concentration on the solution and the content of this metal was higher in roots as compared to shoots. Plants showed no significant modifications on growth parameters such as the biomass production, number of leaves, number of clones and the biomass allocation to organs. The photosynthesis, transpiration and chlorophyll content were not modified by Cd. Most anatomical traits evaluated were not modified by the metal but the stomatal density and the proportion of vascular tissues were reduced under 50 µM of Cd. In despite, the leaf anatomy showed no toxicity evidences for any Cd level. The absence of growth reduction and the stability of anatomical and physiological traits give insight about the Cd tolerance of this species. Therefore, T. domingensis is able to overcome Cd toxicity and shows potential for phytoremediation.
Resumo A espécie Typha domingensis (taboa) é uma macrófita nativa conhecida por sua tolerância a vários metais pesados e potencial uso na fitorremediação. Contudo, apesar de que o Cd é um dos poluentes mais tóxicos; Seus efeitos em T. domingensis ainda não foram investigados. Assim, o objetivo desse estudo foi avaliar a tolerância de T. domingensis ao cádmio, avaliando o crescimento, absorção de Cd, anatomia foliar e trocas gasosas. O experimento foi conduzido utilizando três concentrações de Cd (0, 10 e 50 µM) e dez repetições por 90 dias.. O crescimento, trocas gasosas e o teor de clorofila e anatomia foliar foram avaliados. Os dados foram submetidos à ANOVA e ao teste de Scott-Knott para P 0,05. A absorção de cádmio, crescimento, trocas gasosas, teor de clorofila e anatomia foliar foram analisados. As plantas de T. domingensis podem acumular Cd proporcionalmente à sua concentração na solução e o teor deste metal foi maior nas raízes em comparação com a parte aérea. As plantas não apresentam modificações significativas nos parâmetros de crescimento como produção de biomassa, número de folhas, número de clones produzidos e alocação de biomassa nos órgãos. A fotossíntese, transpiração e conteúdo de clorofila não foram afetados de forma significativa pelo Cd. A maioria das características anatômicas avaliadas não apresentou diferenças, mas houve redução na densidade estomática e na proporção de tecidos vasculares na concentração de 50 µM de Cd. A anatomia foliar não mostrou evidências de toxicidade em nenhum dos níveis de Cd. A ausência de redução de crescimento e estabilidade das características anatômicas e fisiológicas caracteriza alta tolerância da espécie ao Cd. Portanto, T. domingensis é capaz de superar a toxicidade do Cd e demostra potencial para fitorremediação.
ABSTRACT
Abstract Aquatic macrophytes have a recognized role in ecosystem structuring and an important position in trophic cascades interactions, whose understanding is to improve water quality. In recent years, the number of studies on the role of aquatic macrophytes in trophic webs and interactions has increased, but South America has made little progress in research in the area. In this study, we investigated the main gaps and perspectives for future studies on macrophytes and trophic interactions, analyzing global publications, especially those conducted by South American researchers. We accessed publications using an international database (Thomson Reuters ISI-Web of Knowledge-(formerly Institute for Scientific Information)) from 1980 to 2015. We ranked each article by ecosystem and study approach, biological organization and interacting taxonomic groups (phytoplankton, periphyton, zooplankton, aquatic invertebrates, fish and birds), countries publishing in cooperation and affiliations. The results showed that published studies (n = 242) emphasizing aquatic plants in trophic interactions increased in 35 years. Comparing the contributions of the 32 countries investigated, those from South America as first affiliation, had few publications (n = 26) and in cooperation (n = 7). The largest volume of articles indexed by the researchers dealt with the dynamics and structure of aquatic assemblages, webs and trophic interactions. Ecosystems such reservoirs and wetlands have received little attention. Large numbers of studies have encompassed community-wide aquatic approaches, including in South American studies, the interactions between macrophytes, zooplankton and phytoplankton were the second most studied interactions of all indexed articles. Knowledge about trophic cascade and interactions has been successfully enhanced in several countries with the purpose of restructuring communities and restore water quality of many ecosystems. In summary, we conclude that studies in the area of trophic interactions mediated by macrophytes may be directed in a way to attenuate international asymmetries, encouraging the increase of scientific productivity in South America.
Resumo Macrófitas aquáticas tem reconhecida função na estruturação de ecossistemas e importante papel nas interações tróficas em cascata, cujo entendimento é chave para melhorar a qualidade da água. Nos últimos anos, o número de estudos sobre o papel das macrófitas aquáticas nas interações e teia trófica aumentaram mas, a América do Sul progrediu pouco em pesquisas na área. Nesse estudo investigamos as principais lacunas e perspectivas para estudos futuros sobre macrófitas e interações tróficas analisando publicações mundiais, especialmente aquelas conduzidas por pesquisadores sul-americanos. Acessamos publicações usando base de dados internacional (Thomson Reuters ISI Web of Knowledge) entre 1980 a 2015. Computamos para cada artigo a organização biológica e grupos taxonômicos em interação (fitoplâncton, perifíton, zooplâncton, invertebrados aquáticos, peixes e aves), ecossistema estudado e abordagem de pesquisa, a cooperação entre países da América do Sul e demais, além das filiações. Os resultados mostraram que estudos publicados (n = 242) enfatizando plantas aquáticas em interações tróficas cresceram em 35 anos. Comparando as contribuições dos 32 países investigados, aqueles da América do Sul apresentaram baixo número de indexações (n= 26), poucos em cooperação (n= 7). O maior volume de publicações indexadas pelos pesquisadores trataram sobre a dinâmica e estrutura das assembléias aquáticas, teias e interações tróficas. Reservatórios e áreas alagadas têm recebido pouca atenção. Grande número de estudos compreeenderam abordagems de toda comunidade aquática e interações entre macrófitas, fitoplâncton, zooplâncton e peixes. Em síntese, concluimos que estudos enfatizando as interações tróficas mediadas pelas macrófitas poderão ser direcionados de maneira a atenuar assimetrias internacionais, encorajando o aumento da produtividade científica na América do Sul. O conhecimento sobre as interações tróficas em cascata tem sido desenvolvido com sucesso em diversos países cujas finalidades tem sido reestruturar comunidades e restaurar a qualidade da água de muitos ecossistemas.
ABSTRACT
Abstract Considering the importance of lignocellulose macrophyte-derived for the energy flux in aquatic ecosystems and the nutrient concentrations as a function of force which influences the decomposition process, this study aims to relate the enzymatic activity and lignocellulose hydrolysis in different trophic statuses. Water samples and two macrophyte species were collected from the littoral zone of a subtropical Brazilian Reservoir. A lignocellulosic matrix was obtained using aqueous extraction of dried plant material (≈40 °C). Incubations for decomposition of the lignocellulosic matrix were prepared using lignocelluloses, inoculums and filtered water simulating different trophic statuses with the same N:P ratio. The particulate organic carbon and dissolved organic carbon (POC and DOC, respectively) were quantified, the cellulase enzymatic activity was measured by releasing reducing sugars and immobilized carbon was analyzed by filtration. During the cellulose degradation indicated by the cellulase activity, the dissolved organic carbon daily rate and enzyme activity increased. It was related to a fast hydrolysable fraction of cellulose that contributed to short-term carbon immobilization (ca. 10 days). After approximately 20 days, the dissolved organic carbon and enzyme activity were inversely correlated suggesting that the respiration of microorganisms was responsible for carbon mineralization. Cellulose was an important resource in low nutrient conditions (oligotrophic). However, the detritus quality played a major role in the lignocelluloses degradation (i.e., enzyme activity) and carbon release.
Subject(s)
Bacteria/enzymology , Bacterial Proteins/metabolism , Cellulase/metabolism , Araceae/metabolism , Paspalum/metabolism , Fresh Water/chemistry , Lignin/metabolism , Brazil , Carbon/metabolism , Cellulose/genetics , Cellulose/metabolism , Ecosystem , Araceae/growth & development , Araceae/microbiology , Paspalum/growth & development , Paspalum/microbiology , Fresh Water/microbiologyABSTRACT
Abstract Macrophytes in oxbow lakes represent an important substrate for the Coleoptera. Two oxbow lakes the Rio Paranapanema were studied and the other two Rio Mogi-Guaçu, in the State de São Paulo, Brasil. In this study, there is greater similarity between the communities of Coleoptera of lakes greater connectivity with the main river channel or the difference in the species of Salvinia collected in the lakes studied interferes Coleoptera fauna that uses as substrate. A total of 9,222 specimens of Coleoptera were collected and identified in 10 families and 40 genera. The analysis MDS for abundance of Coleoptera showed the grouping of the oxbow lakes the Paranapanema River and a distancing the oxbow lakes the Mogi-Guaçu. The PERMANOVA test did not reveal any difference in the fauna between the wet and dry periods. It was concluded that the connectivity between river and lake is not decisive for the richness and abundance of aquatic fauna of Coleoptera. Therefore, the richness and abundance of aquatic Coleoptera associated vary with the species of Salvinia used as substrate.
Resumo As macrófitas em lagoas marginais constituem um importante substrato para os Coleoptera. Foram estudadas duas lagoas marginais ao Rio Paranapanema e outras duas ao Rio Mogi-Guaçu, no estado de São Paulo, Brasil. Neste estudo, haverá maior similaridade entre as comunidades de Coleoptera das lagoas de maior conectividade com o canal princial do rio ou a diferença na espécie de Salvinia coletada nas lagoas estudadas interfere na fauna de Coleoptera que a utiliza como substrato. Foram coligidos 9.222 espécimes de Coleoptera sendo identificadas 10 famílias e 40 gêneros. A análise MDS para abundância de Coleoptera mostrou o agrupamento das lagoas marginais ao Rio Paranapanema e um distanciamento das lagoas marginais ao Rio Mogi-Guaçu. Os resultados da análise PERMANOVA não mostraram diferença na composição faunística entre os períodos de chuva e seca. Concluiu-se que a conectividade entre rio e lagoa não é determinante para a riqueza e abundância da fauna de Coleoptera aquáticos. Portanto, a riqueza e a abundância de Coleoptera aquáticos associados variam com as espécies de Salvinia utilizadas como substrato.
ABSTRACT
Abstract Macrophytes in oxbow lakes represent an important substrate for the Coleoptera. Two oxbow lakes the Rio Paranapanema were studied and the other two Rio Mogi-Guaçu, in the State de São Paulo, Brasil. In this study, there is greater similarity between the communities of Coleoptera of lakes greater connectivity with the main river channel or the difference in the species of Salvinia collected in the lakes studied interferes Coleoptera fauna that uses as substrate. A total of 9,222 specimens of Coleoptera were collected and identified in 10 families and 40 genera. The analysis MDS for abundance of Coleoptera showed the grouping of the oxbow lakes the Paranapanema River and a distancing the oxbow lakes the Mogi-Guaçu. The PERMANOVA test did not reveal any difference in the fauna between the wet and dry periods. It was concluded that the connectivity between river and lake is not decisive for the richness and abundance of aquatic fauna of Coleoptera. Therefore, the richness and abundance of aquatic Coleoptera associated vary with the species of Salvinia used as substrate.
Resumo As macrófitas em lagoas marginais constituem um importante substrato para os Coleoptera. Foram estudadas duas lagoas marginais ao Rio Paranapanema e outras duas ao Rio Mogi-Guaçu, no estado de São Paulo, Brasil. Neste estudo, haverá maior similaridade entre as comunidades de Coleoptera das lagoas de maior conectividade com o canal princial do rio ou a diferença na espécie de Salvinia coletada nas lagoas estudadas interfere na fauna de Coleoptera que a utiliza como substrato. Foram coligidos 9.222 espécimes de Coleoptera sendo identificadas 10 famílias e 40 gêneros. A análise MDS para abundância de Coleoptera mostrou o agrupamento das lagoas marginais ao Rio Paranapanema e um distanciamento das lagoas marginais ao Rio Mogi-Guaçu. Os resultados da análise PERMANOVA não mostraram diferença na composição faunística entre os períodos de chuva e seca. Concluiu-se que a conectividade entre rio e lagoa não é determinante para a riqueza e abundância da fauna de Coleoptera aquáticos. Portanto, a riqueza e a abundância de Coleoptera aquáticos associados variam com as espécies de Salvinia utilizadas como substrato.
Subject(s)
Animals , Biodiversity , Coleoptera/physiology , Ferns , Analysis of Variance , Brazil , Ferns/growth & development , Lakes , RiversABSTRACT
One of the major problems encountered in the textile industry is the production of large volumes of highly coloured wastewater. The textile industries daily discharge million litres of untreated effluents in the form of wastewater into public drains that eventually empty into rivers. They cause serious health hazard. Textile wastewater also contains substantial pollution loads which increase the Chemical Oxygen Demand (COD), Biological Oxygen Demand (BOD), Total Suspended solids (TSS), Total Dissolved Solids (TDS) and heavy metals. So pre-treatment is needed prior to discharge of these effluents. Among all method investigated presently, Phytoremediation by AMATS (Aquatic Macrophytes Treatment Systems) is a well established environmental protective technique. The most common aquatic Macrophytes being employed in wastewater treatment are water hyacinth, penny wort, water lettuce, water ferns and duck weeds, because they are cheaper to construct and a little skill is required to operate them. This review paper discusses comparative study and efficiency of plants and proposed mechanism of various plant contributed for remediation of textile waste water.
ABSTRACT
This study evaluated the differences in composition, abundance and morphology of testate amoebae among different habitats of the same aquatic environment (plankton, aquatic macrophyte and sediment) in the Upper Paraná River floodplain. Triplicate samplings were undertaken monthly at each habitat from April 2007 to March 2008. The structure of the community of testate amoebae was different among the habitats. The species typical for each habitat, according to Indval, were classified by their shell morphology. Arcella species together with Difflugia gramen and Difflugia pseudogramem were more abundant for plankton. Trinema and Phryganella stood out by their abundance and frequency in aquatic macrophytes. Centropyxis was an indicator of sediment. The results indicated a higher frequency of hemispherical and spherical shells in plankton and spherical and elongated shells in aquatic macrophytes. In the sediment, there was a high frequency of elongated species. Our results support the hypothesis that the community of testate amoebae has different structures among the habitats, refuting the idea that the organization of this community in plankton is guided by random events like the resuspension of organisms from the sediment and their displacement from marginal vegetation.
Este estudo avaliou as diferenças na composição, abundância e morfologia das amebas testáceas entre diferentes hábitats de um mesmo ambiente aquático (plâncton, macrófitas aquáticas e sedimento) da planície de inundação do alto rio Paraná. As amostras foram coletadas mensalmente no período de abril de 2007 a março de 2008. A estrutura da comunidade de amebas testáceas foi diferente entre os hábitats. As espécies típicas para cada hábitat, de acordo com o Indval, foram classificadas pela morfologia da teca. Espécies de Arcella, Difflugia gramen e Difflugia pseudogramem foram mais abundantes para o plâncton. Trinema e Phryganella destacaram-se pela alta abundância e frequência nas macrófitas aquáticas. Centropyxis foi considerado indicador do sedimento. Os resultados indicaram uma alta frequência de tecas esféricas e hemisféricas no plâncton e de tecas alongadas nas macrófitas aquáticas. No sedimento foi registrada uma maior frequência de espécies alongadas. Nossos resultados suportam a hipótese que a comunidade de amebas testáceas possui estrutura diferente entre os hábitats, refutando a ideia que a comunidade presente no plâncton é guiada por processos estocásticos como a ressuspensão dos organismos do sedimento e simples carreamento da vegetação marginal.
Subject(s)
Amoeba/classification , Ecosystem , Rivers/parasitology , Biodiversity , Brazil , WetlandsABSTRACT
Nymphaea has seven species already catalogued in the flood prone areas of the Brazilian Pantanal. However, some species remain difficult to identify and descriptions of the anatomy of vegetative organs are an important tool for infrageneric separation to aid in group taxonomy. The species collected in the Pantanal and prepared according to the usual techniques for anatomical studies showed similar structural characteristics, and data on the arrangement of vascular bundles in the midrib and petiole, as well as the form and distribution of sclereids, were consistent. Nymphaea oxypetala stands out from the other evaluated species for having a greater number of differential characters, including angular collenchyma and the absence of bicollateral bundles in the petiole. Nymphaea lingulata stands out as the only species to feature bicollateral bundles in the leaf blade. The results, summarised in the dichotomous key, facilitate the identification of species that use the flower as the main differentiation, but are in a vegetative stage.
Nymphaea tem sete espécies catalogadas nas áreas inundáveis do Pantanal brasileiro. No entanto, algumas espécies são de difícil identificação e descrições da anatomia dos órgãos vegetativos são uma ferramenta importante para a separação infragenérica para auxiliar na taxonomia do grupo. As espécies coletadas no Pantanal e preparadas de acordo com as técnicas usuais para estudos anatômicos mostraram as mesmas características estruturais, e os dados de arranjo dos feixes vasculares na nervura central e pecíolo, bem como a forma e distribuição de esclereides, foram consistentes. Nymphaea oxypetala se destaca das outras espécies avaliadas por ter um maior número de caracteres diferenciais, incluindo colênquima angular e ausência de feixes bicolaterais no pecíolo. Nymphaea lingulata se destaca como a única espécie que apresenta feixes bicolaterais no limbo. Os resultados, resumidos em uma chave dicotômica, facilitam a identificação de espécies que utilizam a flor como principal diferenciação quando se encontram em estágio vegetativo.
Subject(s)
Biodiversity , Floods , Nymphaea/anatomy & histology , Nymphaea/classification , BrazilABSTRACT
Wetlands are important because they have high biodiversity and are considered, by environmental agencies, permanently protected areas due to their importance to conservation. In Southern Brazil the aquatic macrophyte Typha domingensis is harvested to be used in the manufacture of handicraft, being an important income source to small farmers. This work aims to test the cut effect of T. domingensis on benthic macroinvertebrates as well as on macrophyte regeneration. These phenomena were analyzed in small areas (1 m²) in a T. domingensis stand by comparing cut treatments and control treatments. Macroinvertebrate were sampled with a corer in the following time sequence after the cut event in both treatments: one day, 26 days, 60 days, 89 days, and 182 days. Macrophyte regeneration was monitored through monthly measurements at each treatment. The macroinvertebrate density did not differ between treatments (ANOVA, p < 0.05). Among the 23 taxa identified, Tubificidae was the only family to response to cut treatment. DCA showed an overlapping between treatments indicating a not clear pattern. The growth of T. domingensis shoots was not affected by the disturbance. Macrophyte regeneration was quick when comparing the treatments and statistical differences were found in one day after the disturbance and 26 days after the disturbance, whereas no differences were found in the remaining sampling dates (60, 89 and 182 days). Observing the macroinvertebrate response and the T. domingensis regeneration, our results suggest that sustainable use of this macrophyte is possible on a small scale.
As áreas úmidas são importantes, pois apresentam alta biodiversidade e são consideradas pelos órgãos ambientais áreas de proteção permanente devido à sua importância para conservação. No Sul do Brasil a macrófita aquática Typha domingensis é colhida para ser usada na fabricação de artesanato, sendo uma fonte de renda importante para pequenos agricultores. Este trabalho teve como objetivo testar o efeito de corte de T. domingensis sobre os macroinvertebrados bentônicos, bem como sobre a regeneração da macrófita. Para avaliar o efeito do corte foram analisadas pequenas áreas (1 m²) em uma formação de T. domingensis onde comparou-se o tratamento de corte com tratamentos controle. Macroinvertebrados foram amostrados com um "corer" na seguinte sequência de tempo após o corte, em cada tratamento: um dia, 26 dias, 60 dias, 89 dias e 182 dias. A regeneração da macrófita foi monitorada através de medições mensais em cada tratamento. Não houveram diferenças significativas na densidade de macroinvertebrados entre os tratamentos (ANOVA, p < 0.05). Entre os 23 táxons identificados, Tubificidae foi a única família a responder ao tratamento de corte. A DCA mostrou uma sobreposição entre os tratamentos, indicando um padrão não claro. O crescimento dos ramos de T. domingensis não foi afetado pelo distúrbio. A regeneração da macrófita foi rápida quando se compararam os tratamentos, diferenças estatísticas foram encontradas em um dia e 26 dias após o corte, enquanto não foram encontradas diferenças nas datas de amostragem restantes (60, 89 e 182 dias). Observando a resposta dos macroinvertebrados e a regeneração de T. domingensis, sugere-se que o uso sustentável desta macrófita é possível em pequena escala.
ABSTRACT
To evaluate the effects of macrophytes presence in the structure of littoral fish assemblages in the littoral zone, monthly samples were collected from September, 2006 to August, 2007 in an impounded tributary of the Itá Reservoir, the Fragosos River, located in the Upper Uruguay River Basin. Fish were collected using a beach seine and sampling was conducted in the littoral zone inside a macrophyte stand and in an area with no macrophytes. A total of 5,191 fish were captured during the study period. Fish assemblage attributes (fish abundance, species richness, and diversity) varied significantly between sampling months and areas. The abundance of Astyanax cf. bimaculatus, Astyanax fasciatus, Geophagus brasiliensis, and Gymnotus carapo also varied significantly between sampling months and areas. Detrended Correspondence Analysis showed a clear spatial segregation at the first axis and a slight temporal segregation at the second axis. These results were confirmed by Multiple Response Permutation Procedure analysis. Apparently, the presence of the aquatic macrophytes is not the only factor influencing the distribution of littoral fish assemblages in the Fragosos River. Littoral fish seem to be taking advantage of low- to medium-sized macrophyte stands, but few species used maximum-sized stands.
Buscando-se avaliar os efeitos da presença de macrófitas na estrutura da assembleia de peixes litorâneos, foram realizadas coletas mensais (setembro/2006 a agosto/2007) na região lêntica de um tributário represado pelo reservatório de Itá (Rio Uruguai, Brasil), o Rio Fragosos. As amostragens foram realizadas com uma rede de arrasto na zona litorânea dentro do banco de macrófitas e em áreas sem macrófitas. Os peixes coletados foram identificados e submetidos a uma biometria. Para caracterizar os locais amostrados, foi avaliada a qualidade da água e estimada a área de cobertura do banco. Foram capturados 5191 indivíduos durante todo o período de estudo. Os atributos da assembleia analisados variaram significativamente entre os meses e os locais amostrados, assim como a abundância das espécies Astyanax cf. bimaculatus, Astyanax fasciatus, Geophagus brasiliensis e Gymnotus carapo. A Análise de Correspondência Destendenciada mostrou uma forte segregação espacial e uma leve segregação temporal. Esses resultados foram confirmados pela análise de permutação múltipla - MRPP. Aparentemente, a presença das macrófitas aquáticas não é o único fator que está influenciando a distribuição da assembleia de peixes do rio Fragosos, a qual parece estar se beneficiando do banco de macrófitas em períodos de baixa e média cobertura vegetal, sendo que poucas espécies utilizam esse ambiente quando o banco se torna maior.
Subject(s)
Animals , Magnoliopsida , Ecosystem , Fishes/classification , Brazil , Population Density , Seasons , Tropical ClimateABSTRACT
The study was carried out to determine the seasonal variation of nitrite levels in drinking and surface waters of urban, peri-urban and rural areas of Lucknow, during 2007-2008, and to evaluate the nitrite removal and accumulation potential of certain native aquatic macrophytes. Most of the drinking and surface water samples were collected from urbanized region of the city. All drinking water samples detected, showed higher nitrite level in winter, when compared with that in summer and rainy seasons. However, in drinking water samples nitrite level was below the permissible limit i.e. 3.29 mg l-1 NO2. The surface water showed more than 3 fold higher levels of nitrite over the permissible level i.e. 0.06 mg l-1, and the level was higher during rainy season than in summer and winter seasons. Eight macrophytes viz. Peltandra virginica, Utricularia vulgaris, Eichhornia crassipes, Trapa natans, Mimulus glabratus, Marsilea quadrifolia, Pistia stratiotes and Polygonum persicaria were studied for phytoremediation potential of nitrite from the water under simulated laboratory conditions. The gradual diminution in the level of nitrite in the water and simultaneously it’s increase in the plant tissues was recorded at 5th, 10th and 15th d after plant culture. All the plants selected, removed nitrite from water but Polygonum persicaria, Mimulus glabratus, Trapa natans and Pistia stratiotes were found more efficient and removed nitrite upto 60.91, 58.09, 60.97 and 72.28%, respectively. Observations revealed that Pistia stratiotes can be used for the effective removal of nitrite from the contaminated water.
ABSTRACT
The influence of macrophytes on rotifer and microcrustacean assemblage in a tropical floodplain. Most studies on zooplankton ecology have been conducted in open waters. However, it has been considered of great importance to extend such studies to other habitats, such as those generated of macrophytes. We studied the spatial and temporal variation of the microcrustacean and rotifer assemblage structures associated with macrophytes, and compare them with the variation exhibited in open waters. Integrated samples were collected for zooplankton and phytoplankton biomass using a Schindler bottle, in four open water sites and four other sites covered by macrophytes in the floodplain complex of Ayapel (Córdoba, Colombia) during different limnimetric levels. The significant differences in the structure were evaluated using Kruskal & Wallis and discriminant analyses, and the similarity among sampling sites was evaluated using Bray & Curtis analysis. Zooplanktonic richness was favored by macrophytes. However, we did not find a constant spatial pattern for density, and only particular trends apparently conditionated by flood pulses. The presence of Eichhornia azurea (Pontederiaceae) contributed in a significant way with an increase in the diversity and density of benthic taxa. The density of some zooplanktonic groups was related with environmental conditions and phytoplanktonic biomass. Rev. Biol. Trop. 59 (2): 853-870. Epub 2011 June 01.
La mayoría de estudios ecológicos del zooplancton se han realizado en aguas abiertas. No obstante, es importante ampliar la exploración hacia hábitats como el de las macrófitas. En este estudio se evaluó la variación espacio-temporal de la estructura del ensamble de rotíferos y microcrustáceos asociados a macrófitas y se comparó con la variación de su estructura en aguas abiertas, para lo cual se tomaron muestras integradas de zooplancton y biomasa de fitoplancton usando una botella Schindler de 5L en cuatro sitios de aguas abiertas y en cuatro sitios cubiertos por macrófitas durante diferentes niveles limnimétricos en el complejo cenagoso de Ayapel (Córdoba, Colombia). Las diferencias significativas de la estructura se evaluaron mediante Kruskal & Wallis y discriminantes; y la similitud entre sitios de muestreo mediante Bray & Curtis. Las macrófitas favorecieron la riqueza zooplanctónica; sin embargo, no hubo un patrón espacial constante en la densidad, pero sí tendencias particulares condicionadas por el pulso de inundación. La presencia de Eichhornia azurea (Pontederiaceae) contribuyó significativamente a la mayor diversidad y densidad de taxones bentónicos y sólo la densidad de algunos taxones y grupos del zooplancton se relacionó con las condiciones ambientales y la biomasa de fitoplancton.
Subject(s)
Animals , Magnoliopsida/physiology , Crustacea/physiology , Ecosystem , Phytoplankton/physiology , Rotifera/physiology , Colombia , Crustacea/classification , Environmental Monitoring/methods , Fresh Water , Population Density , Rotifera/classificationABSTRACT
Enzymatic activity during decomposition is extremely important to hydrolyze molecules that are assimilated by microorganisms. During aquatic macrophytes decomposition, enzymes act mainly in the breakdown of lignocellulolytic matrix fibers (i.e. cellulose, hemicellulose and lignin) that encompass the refractory fraction from organic matter. Considering the importance of enzymatic activities role in decomposition processes, this study aimed to describe the temporal changes of xylanase and cellulose activities during anaerobic decomposition of Ricciocarpus natans (freely-floating), Oxycaryum cubense (emergent) and Cabomba furcata (submersed). The aquatic macrophytes were collected in Óleo Lagoon, Luiz Antonio, São Paulo, Brazil and bioassays were accomplished. Decomposition chambers from each species (n = 10) were set up with dried macrophyte fragments and filtered Óleo Lagoon water. The chambers were incubated at 22.5ºC, in the dark and under anaerobic conditions. Enzymatic activities and remaining organic matter were measured periodically during 90 days. The temporal variation of enzymes showed that C. furcata presented the highest decay and the highest maximum enzyme production. Xylanase production was higher than cellulase production for the decomposition of the three aquatic macrophytes species.
Subject(s)
Aquatic Microorganisms , Biological Assay , Cellulase/analysis , Environmental Microbiology , Enzyme Reactivators , Macrophytes , Peptide Hydrolases , Xylans/analysis , Enzyme Activation , Coastal Lagoon , Methods , MethodsABSTRACT
Regnellidium diphyllum Lindman is a heterosporous fern, growing in aquatic environments and surrounding wetlands, which is assumed to be threatened by increasing water pollution and disappearance of its natural habitats. Among contaminants, hexavalent chromium - Cr(VI) - is known to be present in effluents from some leather tanning factories. Megaspore germination tests were performed using Meyer's solution, at concentrations 0 (control), 0.1, 0.5, 1, 5, 10, 15, 20, 30, 50, and 80 mg.L-1, from a standard solution of Titrisol® 1000 mg.L-1. The primary development of apomictic sporophytes was studied using solutions containing 0.025 to 4.8 mg.L-1 of Cr(VI). The experiments were conducted in a growth chamber at 24 ± 1 ºC and for a 12-hour photoperiod under fluorescent lights, providing a nominal irradiance of 77 µmol.m-2/s. Significant differences in megaspore germination, with subsequent sporophytic development, were verified from 0.5 mg.L-1 Cr(VI) concentration onwards. Growth of primary root and primary and secondary leaves was significantly reduced at 3.2 mg.L-1 Cr(VI) concentration or higher. Considering the pollution from Cr(VI) in some areas of R. diphyllum natural occurrence, these data indicate that low reproductive rates and disappearance of populations are likely to occur in these situations.
Regnellidium diphyllum Lindman é uma filicínea heterosporada que se desenvolve em ambientes aquáticos e áreas úmidas circundantes, sendo considerada ameaçada pelo aumento da poluição e desaparecimento dos seus hábitats naturais. Entre os contaminantes, o cromo hexavalente - Cr(VI) - é conhecido por estar presente nos efluentes de algumas indústrias de curtimento de couro. Testes de germinação foram realizados em meio líquido de Meyer, com concentrações de 0(controle); 0,1; 0,5; 1; 5; 10; 15; 20; 30; 50; e 80 mg.L-1 de Cr(VI), a partir de uma solução padrão de Titrisol® a 1000 mg.L-1. O desenvolvimento primário dos esporófitos apomíticos foi analisado em meios contendo de 0,025 a 4,8 mg.L-1 de Cr(VI). Os experimentos foram conduzidos em câmara de crescimento a 24 ± 1 ºC, fotoperíodo de 12 horas com lâmpadas fluorescentes fornecendo irradiância nominal de 77 µmol.m-2/s. Diferenças significativas na germinação dos megásporos e seu subsequente desenvolvimento foram verificadas a partir da concentração 0,5 mg.L-1 de Cr(VI). O crescimento da raiz primária e das folhas primárias e secundárias foi significativamente reduzido na concentração 3,2mg.L-1 de Cr(VI) ou superior. Considerando a poluição proveniente por Cr(VI) em algumas áreas de ocorrência natural de R. diphyllum, esses dados indicam que as baixas taxas de reprodução e mesmo o desaparecimento das populações podem ser esperadas nessas situações.
ABSTRACT
Although the importance of long-term data has been emphasized by ecologists in recent years, little is known about how communities may change over time. In this study, we describe the general patterns of aquatic macrophyte diversity in the Paraná River floodplain observed during six years of study. Temporal changes in community composition were also evaluated. Data on the presence or absence of aquatic macrophytes were collected between March 2002 and March 2008, in six lakes associated with three rivers. Different analytical strategies were used to evaluate the dynamics of aquatic macrophyte communities between the different systems in the floodplain. The composition of aquatic macrophytes differed among the rivers, mainly with respect to the different vegetation life forms (floating, submersed, emergent and rooted with floating stems). The temporal similarity of species composition during the six years and the beta-diversity index indicated that the month-to-month species turnover was, in general, lower in the connected lakes, which are directly influenced by the river. Probably the water level fluctuation is a selective force that contributes to maintaining diversity or richness. Our findings indicated the importance of abiotic characteristics and connectivity of the lakes in determining macrophyte composition and community stability over a long time frame.
Estudos utilizando ampla escala temporal ainda são escassos na ecologia, mesmo considerando sua importância no estudo de comunidades. Esse trabalho teve como objetivo principal descrever padrões gerais sobre a diversidade de macrófitas aquáticas na planície de inundação do Alto Rio Paraná utilizando uma ampla escala temporal (seis anos de estudo). Mudanças na composição das comunidades ao longo do tempo também foram avaliadas. Dados de presença ou ausência de macrófitas foram obtidos entre Março de 2002 e Março de 2008 em seis lagoas associadas a três rios na planície de inundação. Diferentes técnicas foram utilizadas para avaliar a dinâmica das comunidades de macrófitas aquáticas entre os diferentes ambientes. De maneira geral, a composição das comunidades foi dissimilar entre os diferentes rios, principalmente considerando os diferentes grupos funcionais de macrófitas (flutuante livre, submersa, emergente e enraizada com folha flutuante). A similaridade temporal na composição de espécies e o índice de diversidade beta indicaram que a substituição de espécies ao longo dos meses foi, de maneira geral, menor nas lagoas conectadas ao rio principal. Provavelmente, a flutuação no nível da água representa uma pressão seletiva que ajuda a manter a diversidade de espécies nas lagoas diretamente influenciadas pelo rio. Os resultados desse estudo indicaram a importância das características abióticas e da conectividade das lagoas na composição e estabilidade temporal das comunidades de macrófitas aquáticas na planície de inundação do Alto Rio Paraná.
Subject(s)
Magnoliopsida/classification , Biodiversity , Rivers , BrazilABSTRACT
Although the importance of long-term data has been emphasized by ecologists in recent years, little is known about how communities may change over time. In this study, we describe the general patterns of aquatic macrophyte diversity in the Paraná River floodplain observed during six years of study. Temporal changes in community composition were also evaluated. Data on the presence or absence of aquatic macrophytes were collected between March 2002 and March 2008, in six lakes associated with three rivers. Different analytical strategies were used to evaluate the dynamics of aquatic macrophyte communities between the different systems in the floodplain. The composition of aquatic macrophytes differed among the rivers, mainly with respect to the different vegetation life forms (floating, submersed, emergent and rooted with floating stems). The temporal similarity of species composition during the six years and the beta-diversity index indicated that the month-to-month species turnover was, in general, lower in the connected lakes, which are directly influenced by the river. Probably the water level fluctuation is a selective force that contributes to maintaining diversity or richness. Our findings indicated the importance of abiotic characteristics and connectivity of the lakes in determining macrophyte composition and community stability over a long time frame.
Estudos utilizando ampla escala temporal ainda são escassos na ecologia, mesmo considerando sua importância no estudo de comunidades. Esse trabalho teve como objetivo principal descrever padrões gerais sobre a diversidade de macrófitas aquáticas na planície de inundação do Alto Rio Paraná utilizando uma ampla escala temporal (seis anos de estudo). Mudanças na composição das comunidades ao longo do tempo também foram avaliadas. Dados de presença ou ausência de macrófitas foram obtidos entre Março de 2002 e Março de 2008 em seis lagoas associadas a três rios na planície de inundação. Diferentes técnicas foram utilizadas para avaliar a dinâmica das comunidades de macrófitas aquáticas entre os diferentes ambientes. De maneira geral, a composição das comunidades foi dissimilar entre os diferentes rios, principalmente considerando os diferentes grupos funcionais de macrófitas (flutuante livre, submersa, emergente e enraizada com folha flutuante). A similaridade temporal na composição de espécies e o índice de diversidade beta indicaram que a substituição de espécies ao longo dos meses foi, de maneira geral, menor nas lagoas conectadas ao rio principal. Provavelmente, a flutuação no nível da água representa uma pressão seletiva que ajuda a manter a diversidade de espécies nas lagoas diretamente influenciadas pelo rio. Os resultados desse estudo indicaram a importância das características abióticas e da conectividade das lagoas na composição e estabilidade temporal das comunidades de macrófitas aquáticas na planície de inundação do Alto Rio Paraná.