Structure and dynamics of the phytoplankton community within a maturation pond in a semiarid region / Estrutura e dinâmica da comunidade fitoplanctônica de uma lagoa de maturação em região semiárida

Abstract In northeastern Brazil, stabilization ponds are very suitable for wastewater treatment because of the relative great land availability and environmental conditions (e.g., high temperature) favorable for microorganism optimal development. However, blooms of potentially toxic cyanobacteria may affect the use of these treatment ponds due to resulting effluent poor quality. The objective of this study was to evaluate the dynamics of phytoplankton communities and the occurrence of cyanobacteria in a maturation pond located immediately after a series of two ponds. Temperature, dissolved oxygen, pH, BOD, N, and P were measured during a period of four months when samples were collected from the surface and the bottom of 7 sampling points distributed inside the pond. The phytoplankton of collected samples was also identified and classified using a conventional optical microscopy. Analysis of variance and Tukey test were used to evaluate the results. The three phytoplankton divisions found (Cyanophyta, Chlorophyta, and Euglenophyta) did not change considerably through surface and bottom. However, they changed greatly over the sampled months; great dominance of Cyanophyta was found at April and October, while Chlorophyta dominated the lagoon in September. Low superficial organic loads (between 78 and 109 kg BOD.ha–1.d–1) and N:P ≤ 10 were the determinant factors that favored the predominance of Cyanophyta. The presence of two potentially toxic species of Cyanophyta, Oscillatoria sp. and Microcystis aeruginosa, indicates that caution is required when considering the final destination of treated effluent and suggests a need to assess the risks and benefits associated with the use of the treatment technology.

Resumo No nordeste do Brasil, as lagoas de estabilização são muito adequadas para o tratamento de águas residuárias por causa da disponibilidade relativamente grande de terra e das condições ambientais (por exemplo, altas temperaturas) favoráveis ao melhor desenvolvimento dos microorganismos. Entretanto, florações de cianobactérias potencialmente tóxicas podem afetar o uso dessas lagoas de tratamento, devido à consequente qualidade inferior do efluente. O objetivo deste estudo foi avaliar a dinâmica das comunidades de fitoplâncton e a ocorrência de cianobactérias em uma lagoa de maturação situada após duas lagoas em série. Temperatura, oxigênio dissolvido, pH, DBO, N e P foram medidos durante um período de quatro meses, durante o qual amostras foram coletadas na superfície e fundo em sete pontos de amostragem da lagoa. As comunidades de fitoplâncton das amostras coletadas foram também identificadas e classificadas utilizando-se um microscópio óptico convencional. Para avaliar os resultados utilizou-se a análise de variância e o teste de Tukey. Para as três divisões de fitoplâncton encontradas (Cyanophyta, Chlorophyta e Euglenophyta), não houve diferença significativa para as amostras de superfície e de fundo de um mesmo mês. Entretanto, ocorreu grande variação para as amostras dos diferentes meses; nos meses de abril e outubro houve uma predominância de Cyanophyta, ao passo que em setembro o predomínio na lagoa foi de Chlorophyta. Os fatores determinantes que favoreceram o predomínio de Cyanophyta foram a baixa carga orgânica superficial aplicada (entre 78 e 109 kg DBO.ha–1.d–1) e N:P ≤ 10. A presença de duas das espécies de Cyanophyta, Oscillatoria sp. e Microcystisaeruginosa, consideradas potencialmente tóxicas, indica que é necessária precaução quando se considera o destino final do efluente tratado e sugere a necessidade de avaliar os riscos e benefícios associados ao uso da tecnologia de tratamento.

Photoacclimation in a tropical population of Cladophora glomerata (L.) Kützing 1843 (Chlorophyta) from southeastern Brazil

Photoacclimation of photosynthesis was investigated in a tropical population of C. glomerata (São Paulo State, southeastern Brazil, 20º 48’ 24" S and 49º 22’ 24" W) by chlorophyll fluorescence parameters and chlorophyll a content. Plants were acclimated to two levels of irradiance: low (65 ± 5 µmol.m-2.s-1) and high (300 ± 10 µmol.m-2.s-1) and exposed short-term (4 days) and long-term (28 days) under a light-dark cycle of 12:12 hours. Photosynthesis-irradiance (PI) curves revealed distinct strategies of photoacclimation. In long-term exposure, plants acclimated by altering the photosynthetic units (PSU) number and keeping fixed the PSU size, revealed by increased rates of maximum photosynthesis (Pmax), lower photosynthetic efficiency (alpha) and higher values of the saturation parameter (Ik) under high irradiance. The short-term acclimation strategy consisted of changing the PSU size, with a fixed number of PSUs, as revealed by similar Pmax but higher alpha and lower Ik under low irradiance. Chlorophyll a contents followed the general pattern reported in green algae of higher concentrations under lower irradiance. Dark/light induction curves revealed consistently higher values of potential quantum yield under low irradiance. Initial and final values showed a higher recovery capacity in the short (84.4-90.6 percent) term exposure than in the long-term case (81.4-81.5 percent). ETR (electron transport rate) and NPQ (non-photochemical quenching) values were consistently higher under low irradiance. ETR showed a continuous and steady increase along the light exposure period in the short and long-term experiments, whereas NPQ values revealed a rapid increase after 15 seconds of light exposure, kept a slightly increasing trend and stabilized in most treatments. Lower photosynthetic performance (ETR) and recovery capacity of potential quantum yield were observed, particularly in long-term exposure, suggesting that this population...

A fotoaclimatação da fotossíntese foi investigada numa população tropical de Cladophora glomerata (Estado de São Paulo, sudeste do Brasil, 20º 48’ 24" S e 49º 22’ 24" W) através de parâmetros de fluorescência da clorofila e conteúdo de clorofila a. As plantas foram aclimatadas a dois níveis de irradiância: baixa (65 ± 5 µmol.m-2.s-1) e alta (300 ± 10 :mol.m-2.s-1) e expostas a curto período (4 dias) e longo período (28 dias) em fotoperíodo de 12 horas. Curvas de fotossíntese-irradiância (FI) revelaram estratégias distintas de fotoaclimatação. Plantas expostas a longo período aclimataram pela alteração do número de unidades fotossintéticas (UF) e mantiveram fixo o tamanho das UF. Estas características foram reveladas por menores taxas de fotossíntese máxima (Fmax), menor eficiência fotossintética (alfa) e valores mais altos do parâmetro de saturação (Ik) em alta irradiância. A estratégia de aclimatação em curto período consistiu em mudança no tamanho das UF, com número fixo de UF, conforme revelado por taxas semelhantes de fotossíntese máxima (Fmax), maiores valores de alfa e menores de Ik em baixa irradiância. Os conteúdos de clorofila a seguiram o padrão geral reportado para algas verdes de maiores concentrações em baixa irradiância. Curvas de indução escuro/luz revelaram valores consistentemente mais elevados de rendimento quântico potencial em baixa irradiância. Valores iniciais e finais mostraram capacidade de recuperação mais elevada em curto período (84,4-90,6 por cento) do que em longo período (81,4-81,5 por cento). Os valores da taxa de transporte de elétrons (ETR) e extinção não-fotoquímica (NPQ) foram consistentemente mais elevados em baixa irradiância. Os valores de ETR tiveram aumento contínuo e estável ao longo do período de exposição luminosa em curto e longo períodos, enquanto que os de NPQ revelaram aumento rápido após 15 seconds de exposição à luz, mantiveram leve tendência de aumento e então estabilizaram...

collective taxonomic study of Eusiphoniidae [chlorophycophyta] from the Mediterranean seashore of Alexandria, Egypt

Caullerpa prolifera [Foerskal] Lamour. ecotype-I, C. prolifera [Foerskal] Lamour. ecotype-II, C. prolifera [foerskal] J. Ag. var. microphysa [Weber] n. Comb., Halimeda tuna [Ellis and Solander] Lamour. var. typica Barton, H. opuntia [L] micro Lamour. var. typica Barton, Bryopsis plumosa [Hudson] C. Ag. and B. pennata Lamour. collected from the Mediterranean seashore of Alexandria were chosen for this investigation. These taxa were compared for their morphological features, pigments and electrophoretic isozymal patterns of alpha-Esterase [a-Est], Malate dehydrogenase [MDH], Alkaline phosphatase [Alk. ph], Acid phosphatase [Ac.ph.] and Leucine amino peptidase [LAP]. Isozymal bands in the different zymograms were treated numerically by cluster analysis. Results indicate the association of ecotypic variations in C. prolifera with a special distribution of carotenoids in this species. However, the isozymal patterns of C. prolifera show the least variation with the isolation of ecotypes. The taxonomic importance of the distribution of carotenoids among the Eusiphoniidae has been demonstrated. Also, and based the present collective taxonomic approach, the systematic position of Halimeda, which appeared paradoxial in same classification systems, seemed to be more acceptable by placing with the species of Codium [Codiaceae]