Enfermedad del desgaste en praderas de Thalassia testudinum (Hydrocharitaceae) y su relación con el perfil metabólico / Wasting disease in Thalassia testudinum (Hydrocharitaceae) meadows and its relationship with metabolic profile

Resumen Introducción: Los protistas del género Labyrinthula causan la denominada "Enfermedad del desgaste" en el pasto marino, Thalassia testudinum. Desde el 2008 los monitoreos en el Caribe colombiano han mostrado variación espacial y temporal en la incidencia de la enfermedad, pero sin la alta mortalidad observada en otras regiones del mundo. Objetivo: Analizar algunos parámetros epidemiológicos en T. testudinum y comparar metabolitos entre plantas sanas e infectadas. Métodos: Registramos la severidad, incidencia y prevalencia de esta enfermedad en el Parque Nacional Natural Tayrona e Isla de Providencia, y analizamos muestras de agua y sedimentos. Además, aplicamos cromatografía líquida y de gases, junto con espectrometría de masas, a extractos metanólicos de muestras de hojas y rizomas de brotes sanos e infectados. Resultados: Las praderas se encontraban en buen estado, a pesar de la escasez de brotes de fanerógamas marinas en Tayrona y una alta incidencia (15 %) y severidad (355 %) de la enfermedad en Providencia. Las plantas infectadas tenían niveles más bajos de fenoles, flavonoides y azúcares. Las flavonas sulfatadas con aglicona luteolina y diosmetina, los esteroles (sitosterol y estigmasterol) y las oxilipinas volátiles se acumularon en las hojas (3-hidroxi-2-isopentanona) y los ácidos isopentanoico y octadecatrienoico en los rizomas. Conclusiones: Estos pastos marinos colombianos tienen producción diferencial de metabolitos. Probablemente como una defensa exitosa, aún a niveles bajos de severidad (0.1 %) e incidencia (1 %) de la enfermedad.

Abstract Introduction: Protists of the genus Labyrinthula cause the so-called "Wasting Disease" in seagrass, Thalassia testudinum. Monitoring in the Colombian Caribbean since 2008 has shown spatial and temporal variation in the disease's incidence, but without the high mortality observed in other regions of the world. Objective: To analyze some epidemiological parameters in T. testudinum and to compare metabolites between healthy and infected plants. Methods: We recorded severity, incidence and prevalence of this disease in Tayrona National Natural Park and Providencia Island, and we analyze water and sediment samples. Additionally, we applied gas and liquid chromatography, coupled with mass spectrometry, to methanolic extracts from leaf and rhizome samples of healthy and infected shoots. Results: The meadows were in good condition, despite the scarce seagrass shoots in Tayrona and a high incidence (15 %) and severity (35.5 %) of the disease in Providencia. Infected plants had lower levels of phenols, flavonoids and sugars. Sulphated flavones with aglycone luteolin and diosmetin, sterols (sitosterol and stigmasterol) and volatile oxylipins are accumulated in leaves (3-hydroxy-2-isopentanone) and isopentaenoic and octadecatrienoic acids in rhizomes. Conclusions: These Colombian seagrasses have differential production of metabolites. Probably as a successful defense, even at low levels of severity (0.1 %) and incidence (1 %) of the disease.

Structure and dynamics of the protoplankton community in an environmentally protected urban stream / Estrutura e dinâmica da comunidade de protoplâncton em um córrego urbano ambientalmente protegido

Abstract We aimed to investigate spatial and temporal scales, abundance, and factors that structure the communities of protozoans in a tropical urban stream. Methods: Samples of water for analysis of biological communities (testate amoebae, ciliates and bacteria) and limnological variables were taken in the Mandacaru stream located in the Conservation Unit of Parque do Cinquentenário, in the city of Maringá, Paraná State, Brazil, in two hydrological periods (dry and rainy). We calculated the Water Quality Index (WQI) composed by nine parameters of water quality (dissolved oxygen, thermotolerant coliforms, pH, BOD, water temperature, total nitrogen, total phosphorous, turbidity, and total solids), Trophic State Index (TSI) for phosphorous and we used a Redundancy Analysis (RDA) to verify the influence of environmental variables in the protozoan community. Results: The WQI showed that water quality was considered good in some points and considered bad in other points. The TSI for phosphorus classified the stream as mesotrophic in the majority of sampled sites points (mean between 53.09 and 58.35). We identified 19 taxa of testate amoebae, belonging to six families, being Difflugiidae, Centropyxidae, and Arcellidae those with more species and 71 infrageneric taxa of ciliates, distributed in 12 orders being Peniculida the most representative order, followed by Euplotida. According to RDA analysis, samples of the dry period were characterized by higher values of bacteria density and concentrations of chlorophyll-a, total phosphorous, and total nitrogen. Ciliates and testate amoebae presented higher abundance values in some of the months characterized by higher precipitation and in conditions of higher system productivity. Conclusion: we may conclude that the Mandacaru stream, although strongly influenced by anthropic action, still presents an acceptable water quality. Lastly, we emphasize that protists abundance was strongly influenced by system productivity. This was evidenced by elevated protozoan densities where there was higher primary and bacterial productivity. Thus, these organisms must be considered in studies that aim at the identification of organisms that may indicate anthropic impacts and environmental quality.

Resumo O objetivo foi investigar, em escalas espacial e temporal, a abundância das comunidades de protozoários bem como os fatores intervenientes na estruturação das mesmas em um córrego urbano. Métodos: Amostras de água para análise de comunidades biológicas (amebas testáceas, ciliados e bactérias) e para análise de variáveis limnológicas foram tomadas no córrego Mandacaru localizado na Unidade de Conservação do Parque do Cinquentenário, na cidade de Maringá, Paraná State, Brasil, em dois períodos hidrológicos (seco e chuvoso). Calculamos o Índice de Qualidade de Água (IQA), o Índice de Estado Trófico (ETI) para fósforo e utilizamos uma Análise de Redundância (RDA) para verificar a influência de variáveis ambientais na comunidade de protozoários. Resultados: O IQA mostrou que a qualidade da água foi considerada boa em alguns pontos e considerada ruim em outros pontos, e o ETI para o fósforo classificou o córrego como mesotrófico na maioria dos locais amostrados (média entre 53,09 e 58,35). Foram identificados 19 táxons de amebas testáceas, pertencentes a seis famílias, sendo Difflugiidae, Centropyxidae e Arcellidae as mais especiosas, e 71 táxons de ciliados, distribuídos em 12 ordens, sendo Peniculida a ordem mais representativa, seguida por Euplotida. De acordo com a análise RDA, amostras do período seco foram caracterizadas por maiores valores de densidade bacteriana e concentrações de clorofila-a, fósforo total e nitrogênio total. As amebas testáceas e os ciliados apresentaram valores de abundância maiores em alguns dos meses caracterizados por maior precipitação e em condições de maior produtividade do sistema. Podemos concluir que o córrego Mandacaru, embora fortemente influenciado pela ação antrópica, ainda apresenta uma qualidade de água aceitável. Por fim, enfatizamos que a abundância de protistas foi fortemente influenciada pela produtividade do sistema. Isto foi evidenciado pelas elevadas densidades de protozoários onde houve maior produtividade primária e bacteriana. Assim, esses protistas devem ser considerados em estudos que visem à identificação de organismos que possam indicar impactos antrópicos e qualidade ambiental.

Structure and dynamics of the protoplankton community in an environmentally protected urban stream

Abstract We aimed to investigate spatial and temporal scales, abundance, and factors that structure the communities of protozoans in a tropical urban stream. Methods: Samples of water for analysis of biological communities (testate amoebae, ciliates and bacteria) and limnological variables were taken in the Mandacaru stream located in the Conservation Unit of Parque do Cinquentenário, in the city of Maringá, Paraná State, Brazil, in two hydrological periods (dry and rainy). We calculated the Water Quality Index (WQI) composed by nine parameters of water quality (dissolved oxygen, thermotolerant coliforms, pH, BOD, water temperature, total nitrogen, total phosphorous, turbidity, and total solids), Trophic State Index (TSI) for phosphorous and we used a Redundancy Analysis (RDA) to verify the influence of environmental variables in the protozoan community. Results: The WQI showed that water quality was considered good in some points and considered bad in other points. The TSI for phosphorus classified the stream as mesotrophic in the majority of sampled sites points (mean between 53.09 and 58.35). We identified 19 taxa of testate amoebae, belonging to six families, being Difflugiidae, Centropyxidae, and Arcellidae those with more species and 71 infrageneric taxa of ciliates, distributed in 12 orders being Peniculida the most representative order, followed by Euplotida. According to RDA analysis, samples of the dry period were characterized by higher values of bacteria density and concentrations of chlorophyll-a, total phosphorous, and total nitrogen. Ciliates and testate amoebae presented higher abundance values in some of the months characterized by higher precipitation and in conditions of higher system productivity. Conclusion: we may conclude that the Mandacaru stream, although strongly influenced by anthropic action, still presents an acceptable water quality. Lastly, we emphasize that protists abundance was strongly influenced by system productivity. This was evidenced by elevated protozoan densities where there was higher primary and bacterial productivity. Thus, these organisms must be considered in studies that aim at the identification of organisms that may indicate anthropic impacts and environmental quality.

Resumo O objetivo foi investigar, em escalas espacial e temporal, a abundância das comunidades de protozoários bem como os fatores intervenientes na estruturação das mesmas em um córrego urbano. Métodos: Amostras de água para análise de comunidades biológicas (amebas testáceas, ciliados e bactérias) e para análise de variáveis limnológicas foram tomadas no córrego Mandacaru localizado na Unidade de Conservação do Parque do Cinquentenário, na cidade de Maringá, Paraná State, Brasil, em dois períodos hidrológicos (seco e chuvoso). Calculamos o Índice de Qualidade de Água (IQA), o Índice de Estado Trófico (ETI) para fósforo e utilizamos uma Análise de Redundância (RDA) para verificar a influência de variáveis ambientais na comunidade de protozoários. Resultados: O IQA mostrou que a qualidade da água foi considerada boa em alguns pontos e considerada ruim em outros pontos, e o ETI para o fósforo classificou o córrego como mesotrófico na maioria dos locais amostrados (média entre 53,09 e 58,35). Foram identificados 19 táxons de amebas testáceas, pertencentes a seis famílias, sendo Difflugiidae, Centropyxidae e Arcellidae as mais especiosas, e 71 táxons de ciliados, distribuídos em 12 ordens, sendo Peniculida a ordem mais representativa, seguida por Euplotida. De acordo com a análise RDA, amostras do período seco foram caracterizadas por maiores valores de densidade bacteriana e concentrações de clorofila-a, fósforo total e nitrogênio total. As amebas testáceas e os ciliados apresentaram valores de abundância maiores em alguns dos meses caracterizados por maior precipitação e em condições de maior produtividade do sistema. Podemos concluir que o córrego Mandacaru, embora fortemente influenciado pela ação antrópica, ainda apresenta uma qualidade de água aceitável. Por fim, enfatizamos que a abundância de protistas foi fortemente influenciada pela produtividade do sistema. Isto foi evidenciado pelas elevadas densidades de protozoários onde houve maior produtividade primária e bacteriana. Assim, esses protistas devem ser considerados em estudos que visem à identificação de organismos que possam indicar impactos antrópicos e qualidade ambiental.

An annotated checklist of the Arcella (Arcellidae) from littoral zone of Paranoá lake-Brazil, with a pictorial key / Checklist comentada de Arcella (Arcellidae) da região litorânea do lago Paranoá, Brasil, com uma chave pictórica

The pictorial key contributes to taxonomic analysis, as it lists the species found in a given environment, and points out the morphological characteristics that differs one specific taxon from the others. Arcellidae Ehrenberg, 1830 is one of the testate amoebae families with highest representativity in terms of richness and abundance, including three genera, that Arcella shows greater dispersion in different types of aquatic biotopes. The zooplankton community in the Paranoá Lake has been extensively studied over the decades. However, there are no studies on testate amoebae in this environment. The study aimed to develop a pictorial key to help in the identification of Arcella in the Paranoá Lake. Samples were taken with plankton net at 13 sites in the littoral zone of the lake. The elaboration of the key was based on morphological characteristics of the shell and pseudostoma of the individuals. There were identified 23 taxa, 16 species and seven subspecies. Two species with low incidence in Brazil were recorded (Arcella catinus and Arcella rota). The species richness was higher than the records published to date in Brazil, thus demonstrating the relevance of the data and the applicability of this pictorial key in other studies both in the Paranoá Lake, as in other regions.

A chave pictórica apresenta -se como uma ferramenta que contribui para análise taxonômica, pois além de apresentar uma listagem de espécies encontradas em determinado ambiente, pontua os caracteres morfológicos que difere um táxon específico dos demais. Arcellidae Ehrenberg, 1830 é considerada uma das famílias de amebas testáceas com maior representatividade em termos de riqueza e abundância, abrangendo três gêneros, dos quais, Arcella apresenta maior distribuição em diferentes tipos de biótopos aquáticos. O lago Paranoá tem sido foco de diversos trabalhos sobre a comunidade zooplanctônica. Entretanto, não há publicações com as amebas testáceas naquele ambiente. O presente estudo objetivou elaborar uma chave pictórica para auxiliar na identificação de Arcella para o lago Paranoá. Foram coletadas amostras em 13 pontos da região litorânea do lago, com rede de plâncton. A construção da chave baseou-se em características morfológicas da carapaça e do pseudostoma dos organismos. Foram identificados 23 táxons, 16 espécies e sete subespécies. Observou-se o registro de espécies com pouca incidência no Brasil (Arcella catinus e Arcella rota). A riqueza foi superior aos registros publicados até o momento para o Brasil, evidenciando, assim, a relevância dos dados encontrados e a aplicabilidade desta chave pictórica em outros estudos tanto no lago Paranoá, como em outras regiões.

Structure of planktonic ciliates community (Protist, Ciliophora) from an urban lake of southern Brazil / Estrutura da comunidade de ciliados planctônicos (Protista, Ciliophora) de um lago urbano do Sul do Brasil

This study examined temporal and spatial (vertical) variations of composition, richness and abundance of the planktonic ciliates community in an urban and eutrophic lake, as well as identified the limnological factors involved in determining the patterns observed. To this end, samples of ciliates and measures of limnological variables were taken at different depths and hydrological periods. 35 ciliate species were identified, among which 14 species occurred in all periods and strata, being Prostomatida the most specious, followed by Gymnostomatida, Oligotrichida, Peritrichida, and Scuticociliatida. The patterns found for composition, abundance and species richness evidenced a vertical and temporal variation of these attributes. However, in general the composition and species richness have varied more along the vertical gradient than between periods, whereas for the abundance, only temporal differences could be detected. Results observed herein indicated that benthic species seem to be mainly influenced by the amount of organic matter, phosphorus and ammonia, while planktonic ones, abundant at the surface, were mainly associated with higher dissolved oxygen concentrations. In this way, seasonal and vertical variations of limnological characteristics were decisive for the patterns of occurrence and abundance of ciliate species.

O presente estudo teve como objetivo investigar as variações temporais e espaciais (vertical) da composição, riqueza de espécies e abundância da comunidade de ciliados planctônicos em um lago urbano, eutrófico, e identificar alguns fatores limnológicos intervenientes na determinação dos padrões observados. Para tal, amostras de ciliados, bem como as mensurações das variáveis limnológicas foram obtidas em diferentes profundidades e períodos hidrológicos. Trinta e cinco espécies de ciliados foram identificadas, das quais 14 ocorreram em ambos os períodos e estratos. Prostomatida foi a ordem com maior número de espécies, seguida por Gymnostomatida, Oligotrichida, Peritrichida e Scuticociliatida. A composição e riqueza de espécies, em geral, variaram mais verticalmente que temporalmente, enquanto que para a abundância, diferenças foram observadas apenas entre os períodos hidrológicos Os resultados indicaram que espécies bentônicas parecem ser influenciadas principalmente pela quantidade de matéria orgânica, fósforo total e amônia, enquanto que as espécies planctônicas, abundantes na superfície, estiveram principalmente associadas com as maiores concentrações de oxigênio dissolvido. Desta forma, as variações sazonais e verticais das características limnológicas foram decisivas na determinação dos padrões de ocorrência e abundância de espécies de ciliados.