Zooplankton communities as eutrophication bioindicators in tropical reservoirs / Comunidades zooplanctônicas como bioindicadoras de eutrofização em reservatórios tropicais

Eutrophication is a process characterized by an increase in the aquatic system productivity, which causes profound changes in the structure of its communities. Owing to the high environmental sensitivity of planktonic species, the study of their communities can indicate the deterioration of the environment. The Jaguari and Jacareí reservoirs are part of the Cantareira System, supplying water to São Paulo inhabitants and that has been affected by several forms of continuous human interference. Here we analyze some properties of the zooplankton community as bioindicators of eutrophication and water quality change. In situ physical and chemical measurements were carried out, water was collected for analysis and quantitative zooplankton samples were taken at eight sites in the two reservoirs, in both seasons, dry and rainy. Species were identified and their numerical abundances and biomasses were determined and used to estimate two biological indices. The overall trophic state and zooplankton structure, the Calanoida/Cyclopoida ratio and the k-dominance curves were associated with the disturbance levels, mainly represented by nutrient river inputs and by water level fluctuations. The Jaguari Reservoir was more eutrophicated than the Jacareí Reservoir, as evidenced by the obtained indices values. The zooplankton community properties used as indicators of the reservoir trophic state were useful monitoring tools.

A eutrofização é um processo caracterizado pelo aumento da produtividade do sistema aquático, o que provoca profundas alterações na estrutura de suas comunidades. Devido è alta sensibilidade ambiental das espécies planctônicas, o estudo de suas comunidades pode indicar a deterioração do ambiente. Os reservatórios Jaguari e Jacareí são parte do Sistema Cantareira, que fornece água para os habitantes de São Paulo e que tem sido afetado por diversas formas de contínua interferência humana. Neste trabalho vamos analisar algumas propriedades da comunidade zooplanctônica como bioindicadoras de eutrofização e alteração da qualidade da água. Foram realizadas medições in situ de variáveis físicas e químicas, amostras de água foram coletadas para análises e amostras quantitativas de zooplâncton foram coletadas em oito localidades compreendendo os dois reservatórios, em duas estações, seca e chuvosa. As espécies foram identificadas e suas abundâncias numéricas e biomassas foram determinadas e utilizadas para estimar dois índices biológicos. O estado trófico e a estrututa do zooplâncton, a relação Calanoida / Cyclopoida e as curvas de k-dominância foram associados com os níveis de perturbação, representada principalmente pela entrada de nutrientes transportados pelo rio e pelas flutuações no nível da água. O Reservatório Jaguari se encontrava mais eutrofizado do que o Reservatório Jacareí, como evidenciado pelos índices obtidos. As propriedades da comunidade zooplanctônica utilizadas como indicadoras do estado trófico dos reservatórios foram úteis como ferramentas de monitoramento.

Checklist dos Copepoda Calanoida de água doce do Estado de São Paulo / Checklist of fresh-water Copepoda Calanoida from São Paulo State, Brazil

Copepoda Calanoida do Estado de São Paulo foi intensivamente estudado através da análise de 389 amostras obtidas dos corpos hidricos de 22 Unidades de Gerenciamento de Recursos Hidricos (UGRHI) do Estado de São Paulo durante o Programa BIOTA/FAPESP realizado entre 1999-2003. Foram identificadas 12 espécies sendo uma delas especie nova Notodiaptomus oliveirai foi encontrada em quase todas as bacias hidrográficas, exceto na UGRHI Alto Tietê. Uma outra espécie, provavelmente nova, necessita de um melhor estudo para a sua identificação. Algumas espécies de rara ocorrência já registradas no Estado de São Paulo tais como Idiodiaptomus gracilipes, Trichodiaptomus coronatus, Notodiaptomus conifer, N. spinuliferus, N. transitans, N. isabelae, N. jatobensis e Pseudodiaptomus acutus não foram encontradas nas amostragens do BIOTA/FAPESP.

Calanoida copepods from São Paulo State were studied extensively during the Project BIOTA/FAPESP (1999-2003). A number of 389 samples were collected from several hydric systems belonging at 22 UGRHI (Unit Management of Hydric Resources) of São Paulo State. Twelve (12) species of Calanoida were found, one of them a new species described as Notodiaptomus oliveirai (Matsumura-Tundisi et al. 2010) and registered in several water bodies of the UGRHI analysed except the Alto Tietê UGRHI. Other less frequent species however recorded already in São Paulo State such as Idiodiaptomus gracilipes, Trichodiaptomus coronatus, Notodiaptomus conifer, N. spinuliferus, N. transitans, N. isabelae, N. jatobensis and Pseudodiaptomus acutus were not found in the samplings of BIOTA/FAPESP.

Copépodos Notodiaptomus sp. Kiefer (Crustacea, Calanoida) naturalmente infectados com metacestódeos no reservatório do Juqueri, São Paulo, Brasil / Copepods Notodiaptomus sp. Kiefer (Crustacea, Calanoida) naturally infected by metacestodes in the Juqueri reservoir, São Paulo, Brazil

The aim of this work was to identify the components of zooplankton that act as intermediate hosts of cestodes. One hundred and ninety four copepods of the suborder Calanoida, 317 copepods of the suborder Cyclopoida and 4240 cladocerans were collected in the Juqueri reservoir, in the state of São Paulo, from January to August, 2003. Only Copepods Calanoida of the genus Notodiaptomus sp. Kiefer were found to be infected and contained two distinct forms of metacestodes. The metacestodes, denominated Met 1 (order Proteocephalidea) and Met 2 (order Cyclophyllidea), had the following rates of prevalence and mean intensities of infection: Met 1 - 2.06 percent and 64 larvae/copepod and Met 2 - 0.52 percent and one larvae/copepod. The positive copepods were collected at the margins of the reservoir during the day. This finding suggest that parasitism may lead to a change in the behavior of the copepods and make them more susceptible to predation in shallow water.

Este trabalho teve o objetivo de identificar os componentes do zooplâncton que atuam como hospedeiros intermediários de cestódeos. Foram examinados 194 copépodos da subordem Calanoida, 317 copépodos da subordem Cyclopoida e 4240 cladóceros coletados no reservatório do Juqueri, Estado de São Paulo, entre janeiro e agosto de 2003. Apenas copépodos Calanoida do gênero Notodiaptomus sp. Kiefer encontravam-se positivos, sendo relatada duas formas morfológicas distintas de metacestódeos. Os metacestódeos, denominados Met 1 (Proteocephalidea) e Met 2 (Cyclophyllidea) apresentaram as seguintes prevalências e intensidades médias de infecção: Met 1 - 2,06 por cento e 64 larvas/copépodo e Met 2 - 0,52 por cento e uma larva/copépodo. Os copépodos positivos foram coletados na região litorânea do reservatório durante o dia, o que leva a crer que o parasitismo pode modificar o comportamento dos copépodos tornando-os mais acessíveis à predação.

CAMBIOS EN LA ESTRUCTURA DE LA POBLACIÓN DE Boeckella gracilis (CRUSTACEA, CENTROPAGIDAE) EN EL PLANCTON DEL LAGO DE TOTA, BOYACÁ - COLOMBIA / Changes Of The Population Structure Of Boeckella gracilis (Crustacea, Centropagidae) In The Plankton From Lago de Tota, Boyaca - Colombia

Se realizó un seguimiento a la población de Boeckella gracilis Daday, 1902 en el lago de Tota, Boyacá, Colombia , durante seis meses con periodicidad quincenal a partir de mayo de 2004. La densidad poblacional fue de 11.968 Ind.m-3 en promedio y expresó un incremento progresivo hasta el final del estudio que corresponde a época de fuertes lluvias en la zona y aguas altas en el lago. Los machos adultos dominaron en densidad y biomasa, constituyendo el 32,5% y el 35,8% de la población, respectivamente. La fecundidad promedio se estimó en 0,32 huevos por hembra. En la época de aguas altas se presentó un aumento de la actividad reproductiva evidenciado por el incremento de la fecundidad y el mayor número de copepoditos. Con base en el análisis de componentes principales, la transparencia, el pH y el oxígeno disuelto fueron las variables determinantes de la expresión temporal del hábitat. El comportamiento de la biomasa de la población se asoció positivamente con la variación de la densidad de los adultos y copepoditos y negativamente con la concentración de oxígeno disuelto en el lago.

The population of Boeckella gracilis Daday, 1902 of the lago de Tota, Boyacá, Colombia , was studied during a period of six months forthnightly starting in May 2004. The population density with a mean of 11.968 nd.m-3 showed a progressive increase to the end of the period of study corresponding to high values of rain intensity in the region and high water level of the lake. Mature males dominated in density and biomass, achieving 32.5% and 35.8% respectively. Fecundity indicated a mean of 0.32 eggs for female. In the period of high water level an increase of the reproductive activity occured and was evidenced by the increment on fecundity and the highest copepodite density. The analysis of main components showed that transparency, pH and dissolved oxygen were the decisive variables for the temporal expression of the habitat. Biomass variation was positively associated to adult and copepodit density variation and negatively related to oxygen dissolved concentration in the lake.

Life cycle, feeding and adaptive strategy implications on the co-occurrence of Argyrodiaptomus furcatus and Notodiaptomus iheringi in Lobo-Broa Reservoir (SP, Brazil)

The population dynamics, life cycle and feeding of Argyrodiaptomus furcatus and Notodiaptomus iheringi, were studied in Broa reservoir from August 1988 to August 1989, period when a replacement of A. furcatus by N. iheringi was observed. Some abiotic factors such as temperature, dissolved oxygen, pH and conductivity were measured to characterize the limnological conditions of the reservoir. Also, phytoplankton composition was analyzed and related to the feeding of the two species. Experimental data on developmental time and reproduction of A. furcatus and N. iheringi under different temperatures showed that lower temperatures were responsible for density decreasing of both populations in the reservoir during the dry season. Chlorophyta and Chrysophyta smaller than 20 mum were the most abundant phytoplankton groups in the reservoir as well as in the gut content of A. furcatus and N. iheringi, representing an important food source for both species. The temporary disappearance of Argyrodiaptomus furcatus, observed between 1988 and 1989 and its replacement by Notodiaptomus iheringi was related to mining activities upstream, modifying the water turbidity, pH and conductivity. However, the reappearance and maintenance of A. furcatus for another ten years and a recent replacement re-incidence indicates that these two calanoids do not coexist in this environment. Adaptive strategies of both species, related to changes in environmental conditions, are discussed. Probably, Argyrodiaptomus furcatus is an indicator of less eutrophic environments, while Notodiaptomus iheringi of more eutrophic systems.

A dinâmica da população, o ciclo de vida e a alimentação de Argyrodiaptomus furcatus e de Notodiaptomus iheringi foram investigados na represa do Broa, durante o período de agosto de 1988 a agosto de 1989, quando houve a substituição da primeira espécie pela segunda. Alguns fatores abióticos, como temperatura, oxigênio dissolvido, pH e condutividade, foram medidos para caracterizar as condições limnológicas do reservatório. A composição fitoplanctônica também foi analisada para ser relacionada à alimentação das duas espécies. Dados experimentais sobre o tempo de desenvolvimento e a reprodução de A. furcatus e N. iheringi sob diferentes temperaturas mostraram que baixas temperaturas foram responsáveis pelo decréscimo de ambas as populações durante a estação de seca. Chlorophyta e Chrysophyta, grupos de organismos de fitoplâncton menores do que 20 mim, foram os mais abundantes tanto no reservatório quanto no conteúdo estomacal de A. furcatus e de N. iheringi, constituindo importante fonte de alimento para ambas as espécies. O desaparecimento temporário de Argyrodiaptomus furcatus, observado entre 1988 e 1989, e sua substituição por Notodiaptomus iheringi coincide com a atividade mineradora instalada na cabeceira do reservatório nesse período, alterando a turbidez, o pH e a condutividade. Entretanto, o reaparecimento e a manutenção de A. furcatus por mais dez anos, e a recente reincidência da substituição, indicam que essas duas espécies de Calanoida não coexistem nesse ambiente. Estratégias adaptativas de ambas as espécies em relação às condições ambientais são discutidas. Provavelmente, Argyrodiaptomus furcatus seja uma espécie indicadora de ambientes menos eutróficos, enquanto Notodiaptomus iheringi sobrevive bem em sistemas eutróficos com freqüentes florescimentos de cianofíceas.

Short-term variability of copepod abundance in Jurumirim Reservoir, São Paulo, Brazil

Short-term variability in composition and abundance of copepod populations were studied during the dry (winter) and rainy (summer) seasons, at the dam region of Jurumirim Reservoir, São Paulo, Brazil. An intensive sampling program was carried out during 30 days in each period of the year. Samples and measurements were taken every other day at 0, 5, 10, 15, 20 and 25 m depths. The relationship between variability of the populations and some environmental factors was analyzed. The main species were: Argyrodiaptomus furcatus (Sars), Notodiaptomus iheringi (Wright), Mesocyclops longisetus (Thiébaud), Thermocyclops decipiens (Fischer), and T. minutus (Lowndes). Thermocyclops minutus was the most abundant species in dry season and its abundance varied significantly between sampling days. A large increase in abundance of calanoids occurred during the rainy season. This increase was correlated with higher temperature values. At that time, Notodiaptomus iheringi was dominant. This species showed significant short-term variations in abundance in both dry and rainy seasons. Significant variation in density of populations within the same sampling period might result from either the dispersion pattern of the populations or continuous substitution of the water masses. Significant correlation was observed between copepod abundance and temperature, especially for species of calanoids and there was also some correlations between densities of particular species of copepods and some phytoplankton taxa, mainly during the dry season. As for vertical distribution, most organisms were found between the surface and 15 m deep. During the rainy season, there was some evidence of the occurrence of spatial segregation between species of cyclopoids and calanoids, with the cyclopoids in a deeper position within the water column.

O presente estudo examinou a variabilidade na composição e na abundância das populações de copépodos, em dois períodos do ano, seco (inverno) e chuvoso (verão), na região da barragem da Represa de Jurumirim, São Paulo, Brasil. Foram realizadas coletas a cada 48 horas, durante 30 dias, em cada período; a amostragem da comunidade e as medidas das variáveis ambientais foram feitas a 0, 5, 10, 15, 20 e 25 metros de profundidade. As relações entre a variabilidade das populações e alguns fatores ambientais foram analisadas. As principais espécies encontradas foram: Argyrodiaptomus furcatus (Sars), Notodiaptomus iheringi (Wright), Mesocyclops longisetus (Thiébaud), Thermocyclops decipiens (Fischer) e T. minutus (Lowndes). Thermocyclops minutus foi a espécie mais abundante no período seco e sua densidade variou significativamente entre os dias de amostragem. Ocorreu um grande aumento na abundância de Calanoida durante a estação chuvosa. Esse aumento foi correlacionado a maiores valores de temperatura. Nessa época, Notodiaptomus iheringi foi dominante, a densidade dessa espécie apresentou variações de curto prazo significativas em ambos os períodos de estudo. Variações significativas na densidade das populações dentro de um mesmo período de estudo podem ser resultado do padrão de dispersão das populações ou da substituição contínua das massas de água. Foram observadas correlações significativas entre a abundância de copépodos e a temperatura, especialmente para as espécies de Calanoida; também foram observadas correlações entre algumas espécies de copépodos e alguns táxons fitoplanctônicos, principalmente durante a estação seca. Durante a época chuvosa, notaram-se evidências de segregação espacial entre as espécies de Cyclopoida e Calanoida; os Cyclopoida, algumas vezes, foram encontrados em maior densidade na camada mais profunda da coluna d'água.

A NEW SPECIES OF Rhacodiaptomus Kiefer, 1936, FROM THE BRAZILIAN AMAZON (CRUSTACEA:COPEPODA: CALANOIDA)

A new species of Calanoid copepod, Rhacodiaptomus besti,is described from material collected in the Igarapé São Pedro, Rio Jamari, State of Rondônia, and Lago Amanã, Rio Japurá, State of Amazonas, in Western Amazonia. A detailed morphological analysis of the species was undertaken in order to provide a basis for future studies on inter and intrageneric relationships.

Uma nova espécie de Copepoda Calanoida, Rhacodiaptomus besti,é descrita de material coletado no Igarapé São Pedro, Rio Jamari, Rondônia, e no Lago Amanã, rio Japurá, Tefé, Amazonas, na Amazônia Ocidental. Foi feita uma análise morfològica detalhada desta espécie para embasar futuros estudos de associações inter e intragenéricas.