ABSTRACT
ABSTRACT Species of the genus Mansonia Blanchard are disease pathogen vectors in some regions of the world and can cause considerable inconvenience due to their bites when present in high numbers. However, little is known regarding their biology in Brazil. The objective of this work was to investigate some reproductive parameters of Mansonia from the western Brazilian Amazon. Females were captured in the field using human landing catches in rural areas of Porto Velho, Rondonia, Brazil. The mosquitoes were identified and separated into two groups for oviposition: forced, i.e., with wing removal, and free oviposition, without wing removal. Daily observations of oviposition and female survival were conducted until oviposition. The eggs and subsequent larvae were counted for fecundity and fertility evaluation, respectively. The species collected in this study were Mansonia amazonensis (Theobald), Mansonia humeralis Dyar & Knab and Mansonia titillans (Walker). The oviposition percentage for Ma. amazonensis was much lower than for Ma. humeralis and Ma. titillans. Forced oviposition resulted in a higher number of ovipositing females only for Ma. humeralis. Fecundity and fertility were not affected by the oviposition method. Egg and larval numbers were generally lower for Ma. amazonensis compared with the other species. Forced oviposition may be a tool to increase the number of ovipositing females depending on the Mansonia species studied in order to establish colonies in the laboratory.
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: The objective of this study was to inventory the community of cladocerans associated with macrophytes in oxbow lakes of the Chandless River, located within the Chandless State Park, during the local dry season. In three lakes covered with macrophytes, 90 sample units were collected, arranged over nine transects. Twenty species of cladocerans were found, which 16 are new records for the state of Acre. Mascote Lake had the largest abundance and richness, while São João Lake had the lowest indexes. The Shannon-Wiener index points to an average diversity within the work area, probably due to the difference in richness and abundance between the lakes.
Resumo: O objetivo desse estudo foi inventariar a comunidade de cladóceros associados às macrófitas aquáticas em três lagos de meandro do rio Chandless, dentro do Parque Estadual Chandless, no período da estação seca local. Em três lagos com cobertura de macrófitas foram amostradas noventa unidades amostrais, dispostas ao longo de nove transectos. Foram encontradas vinte espécies de cladóceros, sendo que dessas dezesseis são novos registros para o estado do Acre. O lago Mascote foi o que apresentou maior abundância e riqueza, enquanto o lago São João foi o que apresentou as menores. O índice de Shannon-Wiener aponta para uma diversidade dentro de valores locais conhecidos, provavelmente por conta da diferença da riqueza e da abundância entre os lagos.
ABSTRACT
Abstract Growth and biological conditions of Messastrum gracile were evaluated to compare the effect of photoautotrophic and mixotrophic cultivation on the increase of biomass production and chemical conditions cultured in macrophyte and commercial culture media. The growth rate (k) of M. gracile was different in the culture media, higher in mixotrophic cultivation for Lemna minor culture medium, whilst to Eichhornia crassipes and NPK culture media were higher in photoautotrophic cultivation. Mean lipid contents in photoautotrophic cultivation were 8.2% biomass dry weight, whereas they reached 19% biomass dry weight in mixotrophic cultivation. Protein contents were below 48% biomass dry weight in photoautotrophic cultivation and 30% biomass dry weight in mixotrophic cultivation. Messastrum gracile cultured in macrophyte culture media (E. crassipes and L. minor) and NPK culture medium provided satisfactory results with regard to lipid and protein contents in mixotrophic and photoautotrophic cultivations, respectively. Lipid and protein contents in alternative media were higher or similar to the CHU12 commercial culture medium.
Resumo O crescimento e as condições biológicas da microalga Messastrum gracile foram avaliados para comparar o efeito do cultivo foto-autotrófico e mixotrófico na produção de biomassa e condições químicas em meios de cultura comercial e de macrófitas. A taxa de crescimento (k) de M. gracile foi diferente entre os meios de cultura, sendo maior no cultivo mixotrófico para o meio Lemna minor, enquanto para os meios Eichhornia crassipes e NPK foram maiores no cultivo foto-autotrófico. Os teores de lipídios no cultivo foto-autotrófico foram de 8,2% da biomassa seca, enquanto que no mixotrófico atingiram 19% da biomassa seca. Os teores de proteína em cultivo foto-autotrófico estiveram abaixo de 48% da biomassa seca e 30% de biomassa seca no cultivo mixotrófico. Messastrum gracile cultivada em meios de cultura de macrófitas (E. crassipes e L. minor) e NPK apresentaram resultados satisfatórios em relação aos teores de lipídeos e proteínas nos cultivos mixotróficos e foto-autotróficos, respectivamente. Os teores lipídicos e proteicos em meios alternativos foram maiores ou semelhantes ao meio comercial CHU12.
Subject(s)
Eichhornia , Microalgae , Chlorophyceae , Biomass , Culture MediaABSTRACT
Aim: Review of the new research on medium- and large-sized rivers in China and its impact to develop more rational management strategies for medium- and large-sized rivers.Methodology: Papers on rivers-related research in China published over the past 15 years (2004–2018) were summarised through statistical analyses. The main topics, data sources and contributions were also summarised, and representative papers were presented to illustrate milestones and contributions. Results: The management strategies of medium- and large-sized rivers shifted remarkably from traditional agricultural utilisation of floods and water resources to ecological protection. Water resources and pollution, conservancy projects and flooding and droughts were the four most focused research areas. Interpretation: Chinese economy significantly contributed to the change in river management strategies over the last two decades.
ABSTRACT
RESUMO O objetivo deste trabalho foi avaliar o desempenho de alagados construídos com fluxo subsuperficial horizontal cultivados com as macrófitas aquáticas Eleocharis sp. (junco) e Typha sp. (taboa) na redução da toxicidade de efluentes domésticos. Para isso, foram utilizados ensaios ecotoxicológicos com o microcrustáceo Daphnia similis, a dicotiledônea Lactuca sativa (alface), a monocotiledônea Sorghum vulgare (sorgo) e as macrófitas aquáticas Lemna sp. (lentilha-d'água) e Azolla sp. O efluente doméstico mostrou-se tóxico à Daphnia similis com média de EC50 de 1,3%. Os tratamentos com macrófitas reduziram significativamente a toxicidade do efluente, com médias de EC50 de 73% para o tratamento com junco, 53,17% para o com taboa e 78,25% para o com taboa + junco. O controle (sem macrófitas) também reduziu significativamente a toxicidade, com média de EC50 de 63,13%. Nos ensaios de fitotoxidade, a alface e o sorgo não se mostraram sensíveis ao efluente analisado, embora sejam para outros tipos de efluentes. A macrófita Lemna sp. também não foi sensível ao efluente estudado, no entanto, observou-se a capacidade de identificar, com essa espécie, o potencial eutrofizante do efluente, já que esta se desenvolveu melhor no efluente bruto do que nos tratados. Com a macrófita Azolla sp., foi possível verificar que o efluente bruto apresenta maior potencial eutrofizante se comparado com os tratamentos com junco, taboa e controle, nos quais houve remoção de nitrogênio e fósforo. No entanto, evidenciou-se efeito tóxico para Azolla sp. nos efluentes tratados.
ABSTRACT The research objective was to evaluate the performance of wetlands constructed with vertical sub-surface flow cultivated with Eleocharis sp. (Junco) and Typha sp. (Taboa). For this, ecotoxicological tests were used with the microcrustacean Daphnia similis, with the dicotyledon Lactuca sativa (alface), the monocotyledon Sorghum vulgare (sorgo) and the aquatic macrophytes Lemna sp. (Duckweed) and Azolla sp. The domestic effluent was toxic to Daphnia similis with a mean EC50 of 1.3%. Macrophyte treatments significantly reduced effluent toxicity with EC50 averages of 73% for junco treatment, EC50 53.17% for taboa treatment, and EC50 78.25% for taboa + junco treatment. The control (without macrophytes) also significantly reduced toxicity, with a mean EC50 of 63.13%. In the phytotoxicity tests, lettuce and sorgo were not sensitive to the analyzed effluent, although they were for other types of effluents. The macrophyte Lemna sp. was also not sensitive to the effluent studied. However, it was possible to identify the eutrophic potential of the effluent with this species, since it was better developed in the raw effluent than in treated ones. With the macrophyte Azolla sp., it was possible to verify that the raw effluent has greater eutrophic potential when compared to the treatments with junco, taboa and control, where nitrogen and phosphorus removal was observed. However, toxic effect was observed for Azolla sp. in treated effluents.
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: Knowledge of biodiversity in oligotrophic aquatic ecosystems is fundamental to plan conservation strategies for protected areas. This study assessed the diatom diversity from an urban reservoir with oligotrophic conditions. The Piraquara I reservoir is located in an Environmental Protection Area and is responsible for the public supply of Curitiba city and the metropolitan region. Samples were collected seasonally between October 2007 and August 2008. Periphytic samples were obtained by removing the biofilm attached to Polygonum hydropiperoides stems and to glass slides. The taxonomic study resulted in the identification of 87 diatom taxa. The most representative genera regarding the species richness were Pinnularia (15 species) and Eunotia (14 species). Five species were registered for the first time in Brazil and seven in the State of Paraná. Taxonomic and ecological comments of the species registered are provided.
Resumo: O conhecimento da biodiversidade em ecossistemas aquáticos oligotróficos é fundamental para planejar estratégias de conservação de áreas protegidas. Este estudo teve como objetivo conhecer a diversidade de diatomáceas em um reservatório urbano com condições oligotróficas. O reservatório do Piraquara I está inserido em uma Área de Proteção Ambiental em região de manancial e é responsável pelo abastecimento público de Curitiba e região metropolitana. Foram realizadas coletas estacionais entre os meses de outubro de 2007 e agosto de 2008. As amostras perifíticas foram obtidas pela remoção do biofilme aderido a caules de Polygonum hydropiperoides e de lâminas de vidro. O estudo taxonômico resultou na identificação de 87 táxons. Os gêneros mais representativos, considerando a riqueza de espécies, foram Pinnularia (15 espécies) e Eunotia (14 espécies). Cinco espécies de diatomáceas foram registradas pela primeira vez no Brasil e sete no estado do Paraná. Comentários taxonômicos e ecológicos também são apresentados para as espécies encontradas.
ABSTRACT
RESUMO O presente trabalho objetivou avaliar as condições de funcionamento de dois sistemas alagados construídos de escoamento horizontal subsuperficial (SACs-EHSS), um plantado (SACP) com taboa (Typha latifolia) e outro mantido sem plantas (SACNP), ao longo de oito anos de operação, no tratamento de esgoto sanitário. Mediu-se a extensão do escoamento superficial, como indicativo da colmatação do meio poroso ao longo do tempo, além de diversas variáveis que possibilitem inferências sobre as possíveis perdas de eficiência do sistema na remoção de poluentes dessa água residuária. As avaliações indicaram que o meio poroso dos dois SACs se encontra colmatado (mais de 80% do leito apresentando escoamento superficial), estando o SACNP, atualmente, em pior situação, tendo havido prejuízo do seu potencial de remoção de sólidos e nitrogênio em relação ao SACP. Apesar disso, o desempenho em ambos os sistemas permanece satisfatório, não existindo tendência de decréscimo acentuado nas suas capacidades de remoção de poluentes, contrariando a expectativa e corroborando resultados obtidos em trabalhos de monitoramento desses sistemas por longos períodos de tempo. A carga aplicada e o tipo de pré-tratamento a que o esgoto foi submetido parecem ter sido mais decisivos na eficiência dos sistemas em remover nutrientes/poluentes do que o próprio período de operação das unidades, sobretudo no que se refere ao SACP.
ABSTRACT The objective of this work was to evaluate the conditions of operation of two horizontal subsurface flow constructed wetlands (HSSF-CW), one planted (PCW) with cattail (Typha latifolia), and another, maintained without plants (NPCW), along eight years of operation in sewage treatment. The extent of the overland surface flow was measured as an indicative of the clogging of the pore medium over time, besides several variables that allow to infer possible losses of treatment efficiency in the pollutants removal from wastewater. Evaluations indicated that the porous medium of the two CWs is clogged (more than 80% of the bed with overland surface flow), and that the NPCW is currently in a worse condition, with a reduction of its solids and nitrogen removal potential in relation to the PCW. Despite this, the performance in both systems remains satisfactory, and there is no tendency of decrease in the capacity to remove pollutants, contrary to expectations, and corroborating the results obtained in works that monitored these systems for long periods of time. The load applied and the type of pretreatment to which the influent was submitted seem to have been more decisive in the systems' efficiency in removing nutrients/pollutants than the operating period of the unit, especially for the PCW.
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
RESUMO No Aterro Sanitário de Curitiba ocorre o pós-tratamento do lixiviado em áreas alagadas naturais. Para avaliar o papel das macrófitas nesse pós-tratamento, foi desenvolvido um sistema piloto. Dessa forma, o objetivo do presente estudo foi avaliar a eficiência do sistema piloto utilizado para o pós-tratamento do lixiviado desse aterro sanitário. O sistema foi construído com duas caixas d'água: na primeira foi colocada a macrófita Echinochloa polystachya e na segunda, Eichhornia crassipes. O sistema operou em batelada e foi realizado um ciclo de sete dias. Para o monitoramento do sistema foram efetuadas coletas e análises do lixiviado, do substrato e das macrófitas. A eficiência do sistema no pós-tratamento do lixiviado foi de 72% para demanda bioquímica de oxigênio, 30% para demanda química de oxigênio, 76% para fósforo total e fósforo inorgânico, 38% para nitrato, 33% para nitrito, 58% para nitrogênio amonical, 44% para nitrogênio orgânico e 13% para zinco.
ABSTRACT In the Curitiba Landfill the post-treatment of the leachate occurs in natural wetlands. In order to evaluate the role of macrophytes in this post-treatment, it was developed a pilot system. Thus, the objective of this study was to evaluate the effectiveness of the pilot system in the post-treatment of the leachate in this landfill. The system was built with two water tanks: the macrophyte Echinochloa polystachya was placed in the first one; and the Eichhornia crassipes was placed in the second one. The system operated in batch in a seven-day cycle. For monitoring the system, samples were collected, and analyses of the leachate, the substrate, and the macrophytes were performed. The efficiency of the system in the post-treatment of the leachate was 72% for biochemical oxygen demand, 30% for chemical oxygen demand, 76% for total phosphorus and inorganic phosphorus, 38% for nitrate, 33% for nitrite, 58% for ammoniacal nitrogen, 44% for organic nitrogen, and 13% for zinc.
ABSTRACT
Abstract: Brazil has an important role in marine ornamental trade, exploiting native species for both international and domestic market. A few works have previously assessed wild species exploited by the Brazilian marine aquarium industry and most of them focused solely on fish. Hence, the present paper intends to address an information gap regarding the species currently traded in the country, as well as concerning their conservation statuses. Thus, different sources of information were investigated and each species was categorized in accordance with existing lists of threatened species. A wide variety of native species was identified in Brazilian marine aquarium trade, including not only fish but also invertebrates, seaweeds and macrophytes. Some of these species were legally protected, but are still commerced anyway. Such illegal exploitation of native species causes increasing concerns about the sustainability of the activity. Therefore, in order to reduce environmental impacts caused by marine ornamental trade, Brazilian authorities should encourage the implementation of eco-fees, the purchase of eco-labeled aquarium products, the development of sustainable ornamental aquaculture and ecosystem-based management initiatives.
Resumo: O Brasil possui um papel importante no comércio de ornamentais marinhos, utilizando espécies tanto para exportação como para o mercado interno. Poucos trabalhos anteriores descreveram as espécies nativas utilizadas pela indústria brasileira de aquarismo marinho, e a maioria deles era focada exclusivamente no uso de peixes. Assim, o presente trabalho almeja preencher a falta de informação em relação às espécies atualmente exploradas no país, bem como relativas às suas categorias de conservação. Dessa forma, diferentes fontes de informação foram investigadas e cada espécie foi categorizada de acordo com as listas de espécies ameaçadas existentes. Uma grande variedade de espécies foi identificada no comércio do aquarismo marinho brasileiro, o que inclui não somente peixes, mas também invertebrados, macroalgas e macrófitas. Algumas dessas espécies não poderiam ser exploradas, mas mesmo assim seguem sendo comercializadas. Essa utilização ilegal de espécies nativas provoca preocupações frequentes acerca da sustentabilidade dessa atividade. Desse modo, para reduzir os impactos ambientais causados pelo aquarismo marinho, as autoridades brasileiras deveriam incentivar a implementação de taxas-ecológicas, a aquisição de produtos de aquário com selos ecológicos, o desenvolvimento sustentável da aquacultura ornamental e iniciativas de manejo baseadas no ecossistema.
ABSTRACT
Abstract The effects of treated and untreated water inlets with macrophytes on the improvement of water quality and zooplankton community were evaluated in a fish pond with continuous water flow. Water and zooplankton samples were retrieved at four sites during nine months. There were differences (p<0.01) between inlet water from fish pond and inlet water from canal with macrophytes, featuring higher concentrations of nutrient load, mainly TAN and TP in the former. The inlet water from fish pond contained a higher number of abundant species (9 species), whilst the water supply from the canal with macrophytes had a greater richness (31 species) of zooplankton species. Results showed that inlet water without macrophytes directly affected the characteristics of the water column and the dominance of zooplankton species such as Thermocyclops decipiens, and greater abundance of Rotifera species. Since aquatic plants in the inlet water of fish pond analyzed showed lower allochthonous material loads from the previous fish pond, the management adopted with macrophytes may be applied to avoid eutrophication risks, common in farm ponds.
Resumo Os efeitos do abastecimento tratado e não tratado com macrófitas sobre a qualidade da água e comunidade zooplanctônica foram avaliados em um viveiro de piscicultura com fluxo contínuo de água. Houve maior concentração de fósforo total e nitrogênio amoniacal na água não tratada (p<0,01). Na água de entrada sem tratamento de macrófitas foi observado maior número de espécies abundantes (9 espécies), contudo, a entrada de água tratada com macrófitas apresentou maior riqueza de espécies (31 espécies) zooplanctônicas. Os resultados obtidos mostraram que a água de entrada sem macrófitas influenciou as características da coluna de água com predominância de espécies zooplanctônicas, como Thermocyclops decipiens e maior abundância de espécies de Rotifera. A água tratada com macrófita apresentou menor carga de materiais alóctones provenientes do viveiro anterior, indicando que o manejo adotado com macrófitas pode ser aplicado para evitar riscos de eutrofização, comuns em piscicultura.
Subject(s)
Animals , Plants/metabolism , Water Pollutants, Chemical/metabolism , Zooplankton/physiology , Water Quality , Ponds/chemistry , Biodegradation, Environmental , Brazil , AquacultureABSTRACT
Abstract Some macrophytes species show a high growth potential, colonizing large areas on aquatic environments. Cattail (Typha angustifolia L.) uncontrolled growth causes several problems to human activities and local biodiversity, but this also may lead to competition and further problems for this species itself. Thus, the objective of this study was to investigate anatomical modifications on T. angustifolia plants from different population densities, once it can help to understand its biology. Roots and leaves were collected from natural populations growing under high and low densities. These plant materials were fixed and submitted to usual plant microtechnique procedures. Slides were observed and photographed under light microscopy and images were analyzed in the UTHSCSA-Imagetool software. The experimental design was completely randomized with two treatments and ten replicates, data were submitted to one-way ANOVA and Scott-Knott test at p<0.05. Leaves from low density populations showed higher stomatal density and index. These modifications on stomatal characteristics were more evident on the leaf abaxial surface. Plants from low density populations showed thicker mesophyll and higher proportion of aerenchymal area. Roots from low density populations showed a higher proportion of the vascular cylinder. Whereas, plants from higher density populations showed greater thickness of the endodermis, exodermis, phloem and root cortex. Higher density populations showed a higher proportion of aerenchymal gaps in the root cortex. Therefore, cattail plants from populations growing under high density population show anatomical traits typical of plants under stress, which promotes the development of less functional anatomical modifications to aquatic environments.
Resumo Algumas espécies de macrófitas podem apresentar um elevado potencial de crescimento, colonizando extensas áreas de ambientes aquáticos. O crescimento descontrolado da taboa (Typha angustifolia L.) causa problemas para a biodiversidade local e para atividades antrópicas, isso também pode levar à competição e problemas para a própria espécie. Dessa forma, o objetivo desse trabalho foi verificar se ocorrem modificações anatômicas em plantas de Typha angustifolia L. de diferentes densidades populacionais, uma vez que essas podem auxiliar na compreensão da biologia dessa espécie. Raízes e folhas de T. angustifolia foram coletadas de populações naturais com alto e baixo adensamento populacional. Esse material vegetal foi fixado e submetido a procedimentos usuais de microtécnica vegetal. As lâminas foram observadas e fotografadas em microscopia de luz e as imagens analisadas no software UTHSCSA-Imagetool. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado com dois tratamentos e dez repetições, os dados foram submetidos à análise de variância e ao teste de Scott-Knott para p<0,05. As folhas das populações com baixa densidade demonstraram maior densidade e índice estomáticos. Essas características foram mais evidentes na superfície abaxial em comparação com a superfície adaxial. As plantas de populações com baixo adensamento demonstraram maior espessura do mesofilo e área de aerênquima foliar. As raízes das populações com baixo adensamento demonstraram maior proporção do cilindro vascular. Por outro lado, as plantas de populações com alto adensamento demonstraram maior espessura da endoderme, exoderme, floema e do córtex nas raízes. Populações de alto adensamento demonstraram maior proporção de aerênquima no córtex radicular. Portanto, plantas de taboa sob alto adensamento populacional estão sob estresse o qual promove o desenvolvimento de modificações anatômicas menos funcionais para os ambientes aquáticos.
Subject(s)
Stress, Physiological/physiology , Typhaceae/anatomy & histology , Adaptation, Physiological/physiology , Random Allocation , Analysis of Variance , Population Density , Plant Roots/anatomy & histology , Plant Leaves/growth & development , Typhaceae/physiology , Biodiversity , Aquatic Organisms/physiologyABSTRACT
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 Growth and biological conditions of Messastrum gracile were evaluated to compare the effect of photoautotrophic and mixotrophic cultivation on the increase of biomass production and chemical conditions cultured in macrophyte and commercial culture media. The growth rate (k) of M. gracile was different in the culture media, higher in mixotrophic cultivation for Lemna minor culture medium, whilst to Eichhornia crassipes and NPK culture media were higher in photoautotrophic cultivation. Mean lipid contents in photoautotrophic cultivation were 8.2% biomass dry weight, whereas they reached 19% biomass dry weight in mixotrophic cultivation. Protein contents were below 48% biomass dry weight in photoautotrophic cultivation and 30% biomass dry weight in mixotrophic cultivation. Messastrum gracile cultured in macrophyte culture media (E. crassipes and L. minor) and NPK culture medium provided satisfactory results with regard to lipid and protein contents in mixotrophic and photoautotrophic cultivations, respectively. Lipid and protein contents in alternative media were higher or similar to the CHU12 commercial culture medium.
Resumo O crescimento e as condições biológicas da microalga Messastrum gracile foram avaliados para comparar o efeito do cultivo foto-autotrófico e mixotrófico na produção de biomassa e condições químicas em meios de cultura comercial e de macrófitas. A taxa de crescimento (k) de M. gracile foi diferente entre os meios de cultura, sendo maior no cultivo mixotrófico para o meio Lemna minor, enquanto para os meios Eichhornia crassipes e NPK foram maiores no cultivo foto-autotrófico. Os teores de lipídios no cultivo foto-autotrófico foram de 8,2% da biomassa seca, enquanto que no mixotrófico atingiram 19% da biomassa seca. Os teores de proteína em cultivo foto-autotrófico estiveram abaixo de 48% da biomassa seca e 30% de biomassa seca no cultivo mixotrófico. Messastrum gracile cultivada em meios de cultura de macrófitas (E. crassipes e L. minor) e NPK apresentaram resultados satisfatórios em relação aos teores de lipídeos e proteínas nos cultivos mixotróficos e foto-autotróficos, respectivamente. Os teores lipídicos e proteicos em meios alternativos foram maiores ou semelhantes ao meio comercial CHU12.
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 Environmental complexity is considered a key factor for diversity enhancement in aquatic ecosystems. Macrophyte stands are a major contributor for this complexity due to their differential architectures. Nevertheless, the influence of distinct aquatic habitat architectures (with different types of macrophytes or without them) on microcrustaceans’ taxa composition, usually found in macrophyte colonized water bodies, is underexplored in limnological studies. The main objective of this study was to analyze this influence by comparing the Cladocera composition among four habitat architectures: (1) fluctuant macrophytes, (2) rooted emergent macrophytes, (3) submerged macrophytes and (4) the limnetic zone of oxbow lakes associated to a large subtropical reservoir. Wide compositional variation was observed. Fluctuant macrophytes exhibited the richest Cladocera assemblage, dominated by Chydoridae. Submerged and rooted emergent macrophytes had the most similar assemblages between them. The most distinctive fauna was found in the limnetic zone, dominated by Bosminidae. Probable differences in resource availability in each sampled habitat architecture are considered as the driving factor for the Cladocera composition variation. We concluded that for a complete inventory of a given local fauna, it is imperative to take into account the aquatic habitat architecture, including macrophyte stands, in the data sampling design.
Resumo A complexidade ambiental é considerada um fator chave para o aumento na diversidade de ambientes aquáticos. A presença de bancos de macrófitas é um dos principais contribuintes para tal complexidade devido às suas arquiteturas diferenciadas. Entretanto, a influência de diferentes arquiteturas de habitat (com diferentes macrófitas ou sem elas) sobre a composição taxonômica de microcrustáceos, comumente encontrados em ambientes colonizados por macrófitas, é pouco explorada em estudos limnológicos. O objetivo desse estudo foi avaliar esta influência através da comparação da composição das associações de Cladocera entre quatro arquiteturas de habitat: (1) macrófitas flutuantes, (2) macrófitas enraizadas emersas, (3) macrófitas submersas e (4) a zona limnética em lagoas laterais associadas a um grande reservatório subtropical. Ampla variação composicional foi observada. Macrófitas flutuantes apresentaram as mais ricas assembléias de Cladocera, dominadas por Chydoridae. Macrófitas submersas e emersas enraizadas apresentaram as associações mais similares. A fauna mais distinta foi a da zona limnética, dominada por Bosminidae. Prováveis diferenças na disponibilidade de recursos entre as arquiteturas de habitat amostradas foram consideradas o fator mais relevante levando à variação composicional dos microcrustáceos. Concluímos que para um inventário completo de uma determinada fauna local é imperativo que seja considerada a arquitetura dos habitats aquáticos, incluindo os bancos de macrófitas, no desenho amostral.