Methods for selection of Daphnia resting eggs: the influence of manual decapsulation and sodium hypoclorite solution on hatching rates / Técnicas para seleção de ovos de resistência de Daphnia: influência do desencapsulamento manual e imersão em solução de hipoclorito nas taxas de eclosão

Abstract Cladocerans are able to produce resting eggs inside a protective resistant capsule, the ephippium, that difficults the visualization of the resting eggs, because of the dark pigmentation. Therefore, before hatching experiments, methods to verify viable resting eggs in ephippia must be considered. This study aimed to evaluate the number of eggs per ephippium of Daphnia from two tropical aquatic ecosystems and the efficiency of some methods for decapsulating resting eggs. To evaluate the influence of methods on hatching rates, three different conditions were tested: immersion in sodium hypochlorite, manually decapsulated resting eggs and intact ephippia. The immersion in hypochlorite solution could evaluate differences in numbers of resting eggs per ephippium between the ecosystems studied. The exposure to sodium hypochlorite at a concentration of 2% for 20 minutes was the most efficient method for visual evaluation and isolation of the resting eggs. Hatching rate experiments with resting eggs not isolated from ephippia were underestimated (11.1 ± 5.0%), showing the need of methods to quantify and isolate viable eggs. There were no differences between the hatching rate of resting eggs submitted to hypochlorite solution (47.2 ± 7.34%) and manually decapsulated (53.7 ± 13.24%). However, the immersion in hypochlorite was a more efficient technique, faster and not requiring manual ability.

Resumo Cladóceros são capazes de produzir ovos de resistência envoltos por uma cápsula protetora, o efípio, que dificulta a visualização do número de ovos, devido à pigmentação escura. Assim, antes da condução de experimentos de eclosão, métodos para determinar o número de ovos de resistência viáveis no interior do efípio devem ser utilizados. Este estudo teve como objetivo avaliar o número de ovos por efípio de Daphnia de dois ecossistemas aquáticos tropicais e a eficiência de alguns métodos de desencapsulamento de ovos de resistência. Para avaliar a influência dos métodos na taxa de eclosão foram testadas três condições: imersão em hipoclorito de sódio, ovos de resistência desencapsulados manualmente e efípios intactos. A imersão em solução de hipoclorito permitiu avaliar as diferenças no número de ovos de resistência por efípios entre os ecossistemas. A exposição ao hipoclorito de sódio a uma concentração de 2% durante 20 minutos foi o método mais eficiente para a avaliação visual e isolamento dos ovos de resistência. A taxa de eclosão de ovos não isolados de efípios foi subestimada (11,1 ± 5,0%), mostrando a necessidade de métodos para quantificação e isolamento dos ovos. Não foi verificada diferença de eclosão entre os ovos isolados a partir da imersão em solução de hipoclorito (47,2 ± 7,34%) e manualmente desencapsulados (53,7 ± 13,24%). Entretanto, a imersão em hipoclorito é uma técnica mais eficiente, pois além de mais rápida, não necessita de destreza manual.

Seasonal dynamics of Daphnia laevis Birge, 1878 ephippia in a tropical lake with a description of a new methodology for in situ evaluation / Dinâmica sazonal de efípios de Daphnia laevis Birge 1878 em um lago tropical com a descrição de uma nova metodologia para avaliação in situ

The effect of dormancy in zooplankton populations is still unknown, largely because of the lack of methods to estimate hatching and production of the dormant stages. This study aimed to compare the production and hatching rates of ephippia of Daphnia laevis between thermal stratification and mixing periods in Jacaré Lake (Middle Rio Doce, Minas Gerais, Brazil). For this, we collected ephippia on the sediment with core sampler and we created a device called the “Ephippial Collector”. There was a significant difference in ephippia hatching in situ between stratification and mixing periods (Pearson's Chi-squared test p <0.001), being higher in the second one. Significant differences in the hatching rates between periods was observed in the laboratory only for ephippia collected with Ephippial Collectors (Pearson's Chi-squared test p <0.001), being higher during the mixing period (∼8%). The core sample allows the collection of a certain fraction of the sediment that may contain a mixture of ephippia produced in different periods, i.e., may contain old and not viable ephippia, which masks the hatching rate. Thus, seasonality in hatching rates of ephippia was reported only by Ephippial Collectors. The higher hatching rate observed during the mixing period in the lake suggests that individuals hatched from ephippia may contribute to the increase in the population of D. laevis in the water column at this time.

O efeito de dormência nas populações zooplanctônicas é ainda desconhecido, em grande parte devido à falta de metodologias para estimar a produção e eclosão de formas dormentes. Esse trabalho teve como objetivo comparar as taxas de produção e eclosão de efípios de Daphnia laevis entre períodos de estratificação térmica e de mistura na lagoa Jacaré (Médio Rio Doce, Minas Gerais, Brasil). Para isso, foi coletado efípios no sedimento com amostrador “corer” e foi criado um aparato denominado “Coletor de Efípios”. Houve diferença significativa na eclosão de efípios in situ entre período de estratificação térmica e de mistura (Pearson's Chi-squared test p<0.001), sendo maior no segundo. Diferenças significativas nas taxas de eclosão em laboratório entre os períodos foram observadas somente para os efípios coletados com os Coletores de Efípios (Pearson's Chi-squared test p<0.001), sendo maiores durante período de mistura (∼8%). O amostrador “corer” permite a coleta de determinada fração do sedimento que pode conter uma mistura de efípios produzidos em períodos distintos, ou seja, pode conter efípios antigos e não mais viáveis, o que mascara a taxa de eclosão. Dessa forma, a sazonalidade nas taxas de eclosão dos efípios foi constatada apenas pelos Coletores de Efípios. A maior taxa de eclosão observada em período de mistura do lago sugere que os indivíduos eclodidos dos efípios podem contribuir para o aumento da população de D. laevis na coluna de água nesta época.

Passive zooplankton community in different environments of a neotropical floodplain / Comunidade zooplanctônica passiva em diferentes ambientes de uma planície de inundação neotropical

Zooplankton is able to respond promptly to environmental changes, producing resting forms in order to maintain populations when the conditions become unfavorable. The hatchling of the resting eggs was assessed in environments from the upper Paraná river floodplain, during the limnophase of 2008. We predicted that a higher production of these eggs and individuals' hatchling are observed at isolated lakes, during dried period. Sediment samples were obtained with a corer sampler. The resting eggs were sorted and kept in filtered water from the same environment, in the laboratory. We recorded the occurrence of 378 resting eggs, of which 122 individuals hatched (70 cladocerans and 52 rotifers). The highest number of hatchlings was verified for the isolated lakes (84 individuals), as well the shorter time for hatchling (2 days). The hatchlings occurred mainly in September, when we registered the lowest hydrologic level of Paraná river (2.40 m). Grimaldina brazzai presented the longest time for hatchling, 44 days; and Brachionus dolabratus and B. falcatus, the shortest time, 2 days. This result suggests that the longer residence time of the water, which did not allow a renewal of food resources and limnological conditions of the environment, caused a higher stress in the zooplankton.

O zooplâncton é capaz de responder prontamente às mudanças das condições ambientais produzindo formas de resistência, a fim de manter as populações quando essas condições se tornam desfavoráveis. A eclosão dos ovos resistência foi avaliada em diferentes ambientes da planície de inundação do alto rio Paraná, no período de limnofase em 2008. Foi pressuposto que ocorre uma maior produção desses ovos e de eclosões dos indivíduos nas lagoas fechadas, no período mais seco. As amostras do sedimento foram obtidas com um amostrador do tipo "corer". Os ovos de resistência foram triados e mantidos na própria água do ambiente filtrada, em temperatura ambiente. Foram triados 378 ovos de resistência, dos quais eclodiram 122 indivíduos (70 cladóceros e 52 rotíferos). Uma maior eclosão (91 indivíduos), e em um menor tempo (2 dias), foram observados nas lagoas fechadas. As eclosões ocorreram principalmente em setembro, quando o nível hidrológico do rio Paraná foi menor (2,40 m). Grimaldina brazzai apresentou o maior tempo de eclosão, 44 dias; e Brachionus dolabratus e B. falcatus, o menor tempo, 2 dias. Esse resultado sugere que o elevado tempo de residência da água, que não propiciou uma renovação dos recursos alimentares e das condições limnológicas no ambiente, foi o fator de estresse para o zooplâncton.

Hatching rates of resting eggs of 'Cladocera' (Crustacea; Branchiopoda) at a tropical bay, Brazil

The aim of this study was to determine the development time of embryos and to estimate the hatching rates of resting eggs of cladocerans found in the sediment of Guanabara Bay, Rio de Janeiro, Brazil, under experimental conditions. Eggs were sorted by species (Penilia avirostris - Sididae; Pleopis polyphemoides and Pseudevadne tergestina - Podonidae) and incubated at a temperature of 25 °C, salinity 35 and photoperiod 12 hours light/ 12 hours dark. Hatching rates were about 38 percent for Pseudevadne tergestina and 28 percent for Pleopis polyphemoides. Embryos of resting eggs of Penilia avirostris developed comparatively slowly (hatching after 86 days of incubation), with a hatching rate of only 5 percent. It was observed that development and hatching of resting eggs of marine cladocerans suggest that pulses of recruitment may exist, thus contributing to the rapid appearance and maintenance of planktonic populations of these crustaceans in Guanabara Bay.

O objetivo do presente estudo foi determinar o tempo de desenvolvimento de embriões e estimar as taxas de eclosão de ovos de resistência de cladóceros encontrados no sedimento da baía de Guanabara, Rio de Janeiro, Brasil, sob condições experimentais. Os ovos foram separados por espécie (Penilia avirostris - Sididae; Pleopis polyphemoides e Pseudevadne tergestina - Podonidae) e incubados a 25 °C, salinidade 35 e fotoperíodo 12 horas claro 12 horas escuro. As taxas de eclosão foram de aproximadamente 38 por cento para Pseudevadne tergestina e de 28 por cento para Pleopis -polyphemoides. Os embriões dos ovos de resistência de Penilia avirostris desenvolveram-se de forma relativamente lenta (eclodindo apenas 86 dias após o início da incubação), com uma taxa de eclosão de apenas 5 por cento. Foi observado que o desenvolvimento e a eclosão dos ovos de resistência de cladóceros marinhos sugerem que podem ocorrer em pulsos, contribuindo assim para o rápido aparecimento e manutenção destes crustáceos na baía de Guanabara.