Photo-degradation effect on dissolved organic carbon availability to bacterioplankton in a lake in the upper Paraná river floodplain / Photo-degradation effect on dissolved organic carbon availability to bacterioplankton in a lake in the upper Paraná river floodplain

Dissolved organic carbon (DOC) is nowadays recognized as the main substrate and source of energy for aquatic microbial community. The great part of available organic carbon for bacterioplankton might be formed after photolytic degradation of humic material, which constitutes the major part of DOC in almost all natural waters. The effects of DOC photo-degradation were evaluated, as was its utilization by bacterioplankton, through a two-step experiment, one involving photo-degradation of DOC and the other bacterial growth on the photo-degraded substrate. Photo-degradation was responsible for the consumption of 19% of DOC, reduced SUVA254, an increase in the E2/E3 and E3/E4 ratios, in addition to modifications in the fluorescence spectra that indicated a rise in the labile fraction of DOC. However, these alterations on DOC were not reflected in differences in bacterioplankton growth, as shown by the fact that there were no significant differences in density, biomass, bacterial production, bacterial respiration and bacterial growth efficiency between treatment and control.

O carbono orgânico dissolvido (COD) é reconhecido atualmente como o principal substrato e fonte de energia para a comunidade microbiana aquática. Grande parte do COD biodisponível para o bacterioplâncton pode ser gerada após degradação fotolítica do material húmico dissolvido, que constitui a maior parte do carbono orgânico total. Neste trabalho foram avaliados os efeitos da fotodegração no COD de um ambiente húmico e a sua posterior utilização pelo bacterioplâncton, por meio de um experimento em duas etapas, uma de fotodegradação do COD e outra de crescimento microbiano sobre o substrato fotodegradado. A fotodegradação causou consumo de 19% do COD, diminuição na SUVA254, aumento nas razões E2/E3 e E3/E4 e modificações nos espectros de fluorescência apontando aumento da fração lábil. No entanto, as alterações no COD não se refletiram em diferenças no crescimento do bacterioplâncton, não havendo diferenças significativas com relação à densidade, biomassa, produção, respiração e eficiência de crescimento bacteriano.

Papel trófico dll microbial loop en un lago de inundación en la amazonía central / The Trophic Role of Microbial Loop in an Amazonia Central Floodplain Lake

Con el propósito de evaluar la participación de bacterias heterotróficas en el flujo de carbono en la cadena trófica de un lago de inundación amazónico, recolectas mensuales de estos microorganismos fueron realizadas durante el año hidrológico de diciembre de 2007 hasta noviembre de 2008, en las regiones litoral, pelágica y de macrófitas acuáticas del lago Catalão, en la Amazonia central brasilera. Las bacterias fueron multiplicadas in vitro, usando como sustrato carbono orgánico disuelto (COD) del lago en cada una de las regiones estudiadas, para posterior análisis de la abundancia de isotopos estables de carbono y nitrógeno. Estos datos fueron confrontados con los valores de COD de los cuatro periodos limnológicos del lago (seca, inundación, llena y bajada de aguas). En general se encontró que la fuente principal de carbono de las bacterias heterotróficas fue aquella de origen C4, que presentó un aporte mínimo de 75%, en la medida en que el d13C de las bacterias presentó valor medio de -17,72‰ ± 2,25. Confrontando ese valor, con el d13C del zooplancton en el mismo período (- 33,04‰ ± 3,81) se concluye que el aporte de las bacterias heterotróficas al flujo de carbono hacia niveles tróficos superiores en el lago estudiado es mínimo.

In order to evaluate the role of heterotrophic bacteria on carbon flow in food chains of an Amazonian floodplain lake, monthly collections of these organisms were made during the hydrological year from December 2007 to November 2008. Littoral, pelagic, and aquatic macrophyte regions of the Catalão Lake in Central Amazonia were sampled and bacteria were multiplied in vitro, using dissolved organic carbon (COD) of each one of the regions studied as a substrate. The bacterial biomass obtained was used for stable isotope analyses of carbon and nitrogen. These data were confronted with COD values of the four hydrological periods of the lake (dry, rising, flood and fall). In general, it was found that the main source of carbon for heterotrophic bacteria was that of C4 origin, which presented a minimum contribution of 75% of bacterial biomass, to the extent that the bacteria d13C average value was -17.72‰ ± 2.25. Comparing this value with the d13C of zooplankton in the same period (-33.04‰ ± 3.81) permit concludes that the contribution of heterotrophic bacteria in the carbon flow to higher trophic levels in the Catalão lake is minimal.

Biomass distribution of heterotrophic and autotrophic microorganisms of the photic layer in Cuban southern oceanic waters

We measured the vertical and seasonal distribution of picoplankton (0.2-2 µm) and nanoplankton (2-20 µm) in the photic layer of Cuban southern oceanic and coastal waters. The concentration of the different fractions was estimated by epifluorescence microscopy. Heterotrophic components from the different fractions showed higher vertical stratification in the oceanic station in comparison to the coastal one. The autotrophic components showed an irregular vertical distribution pattern, both in coastal and oceanic stations. In all the analyzed stations, the heterotrophic bacteria showed an inverse correlation with the autotrophic (r= -0.98), and the heterotrophic nanoplankton (r= -0.96). Auto and heterotrophic nanoplankton probably regulate bacteria abundance by predation, although autotrophic nanoplankton may represent a source of organic matter for microorganisms. Rev. Biol. Trop. 55 (2): 449-457. Epub 2007 June, 29.

Determinamos la distribución vertical y estacional del picoplancton (0.2-2 µm) y el nanoplancton (2-20 µm) en la capa fótica de las aguas oceánicas y costeras al sur de Cuba. La concentración de las diferentes fracciones fue estimada mediante microscopía de epifluorescencia. Los componentes heterotróficos de las diferentes fracciones mostraron una elevada estratificación vertical en la estación oceánica en comparación con la estación costera. Por otro lado, los componentes autotróficos presentaron un patrón de distribución vertical irregular tanto en la estación costera como en la oceánica. En los análisis realizados las bacterias heterótrofas mostraron una correlación inversa con el nanoplancton autótrofo (r= -0.98), y con el nanoplancton heterótrofo (r= -0.96). Estos resultados sugieren que el nanoplancton (autótrofo y heterótrofo) probablemente regula la abundancia de bacterias mediante la depredación, además que el nanoplancton autótrofo pudiera representar una fuente de materia orgánica para los microorganismos.

Bacterial growth and DOC consumption in a tropical coastal lagoon

The aims of this research were to determine the main limiting nutrient to bacterial growth in Imboassica lagoon, southeastern Brazil, to estimate the percentage of dissolved organic carbon (DOC) available for bacterial growth, and to determine the bacterial growth efficiency (BGE) of natural assemblages. Bacterial growth and DOC consumption were determined in batch culture experiments, in which water samples were supplemented with nitrogen and phosphorus together or separately, or incubated without nutrient additions. When added together, N and P stimulated higher bacterial growth rates and production, as well as higher DOC consumption. The BGEs and DOC consumption rates were strongly dependent on the method used to determine bacterial production. The BGE ranged from 11 to 72%. However, only a minor fraction of bulk DOC was consumed by the planktonic bacteria (from 0.7 to 3.4%). The results suggest that low availability of phosphorus and nitrogen coupled with excess organic carbon was the main factor responsible for the relatively low bacterial utilization of DOC in Imboassica lagoon.

Os objetivos desta pesquisa foram: determinar o principal nutriente limitante ao crescimento bacteriano na lagoa Imboassica, estimar a porcentagem de Carbono Orgânico Dissolvido (COD) disponível para o crescimento bacteriano e determinar a Eficiência de Crescimento Bacteriano (ECB) da comunidade bacteriana. O crescimento bacteriano e o consumo de COD foram avaliados em experimentos de culturas de diluição, nos quais nitrogênio e fósforo foram adicionados às amostras de água, juntos ou separadamente, e um controle foi preparado sem adições de nutrientes. Quando adicionados juntos, N e P estimularam um maior crescimento e produção bacterianos, assim como maiores taxas de consumo de COD. ECB e taxas de consumo de COD foram fortemente dependentes do método utilizado para determinar a produção bacteriana. ECB variou de 11% a 72%, porém apenas uma pequena fração do COD total foi consumida pelas bactérias planctônicas (de 0,7% a 3,4%). Sugere-se que as baixas disponibilidades de fósforo e nitrogênio são os principais fatores responsáveis pela baixa utilização de COD pelas bactérias na lagoa Imboassica.

Use of molecular approach to verify the influence of a eutrophic lagoon in the nearby ocean's bacterioplankton communities

Rodrigo de Freitas lagoon is an eutrophic aquatic environment. The waters from the lagoon are released to the sea at Ipanema and Leblon beaches, through Jardim de Alah channel. In this work, the influence of these waters on the bacterial communities of these beaches was investigated. Eleven sampling stations were set between the lagoon and the beaches, and the samples were analyzed by molecular and microbiological parameters. PCR-DGGE of the DNA extracted from the samples was performed using rpoB primers. Preliminary results indicate that all used approaches could reveal the influence of the lagoon on the beaches bacterial communities.

A lagoa Rodrigo de Freitas é um ambiente aquático eutrofizado, cujas águas são lançadas ao mar nas praias de Ipanema e Leblon através do canal do Jardim de Alah. Nesse trabalho, foi estudada a influência desse aporte na comunidade bacteriana dessas praias. Para isso coletou-se água de onze estações distribuídas entre a lagoa e as praias. Essas amostras foram analisadas quanto a parâmetros moleculares e microbiológicos. Foi realizado também PCR-DGGE utilizando-se iniciadores para o gene rpoB, a partir de DNA extraído das amostras de água coletadas. Resultados preliminares mostram que a influência da lagoa na comunidade bacteriana das praias pode ser verificada por todas as abordagens.

Use of molecular approach to verify the influence of a eutrophic lagoon in the nearby ocean's bacterioplankton communities

Rodrigo de Freitas lagoon is an eutrophic aquatic environment. The waters from the lagoon are released to the sea at Ipanema and Leblon beaches, through Jardim de Alah channel. In this work, the influence of these waters on the bacterial communities of these beaches was investigated. Eleven sampling stations were set between the lagoon and the beaches, and the samples were analyzed by molecular and microbiological parameters. PCR-DGGE of the DNA extracted from the samples was performed using rpoB primers. Preliminary results indicate that all used approaches could reveal the influence of the lagoon on the beaches bacterial communities.

A lagoa Rodrigo de Freitas é um ambiente aquático eutrofizado, cujas águas são lançadas ao mar nas praias de Ipanema e Leblon através do canal do Jardim de Alah. Nesse trabalho, foi estudada a influência desse aporte na comunidade bacteriana dessas praias. Para isso coletou-se água de onze estações distribuídas entre a lagoa e as praias. Essas amostras foram analisadas quanto a parâmetros moleculares e microbiológicos. Foi realizado também PCR-DGGE utilizando-se iniciadores para o gene rpoB, a partir de DNA extraído das amostras de água coletadas. Resultados preliminares mostram que a influência da lagoa na comunidade bacteriana das praias pode ser verificada por todas as abordagens.