Autor(es):
Figueiredo, Daniela Rebelo de 
Data: 2003
Identificador Persistente: http://hdl.handle.net/10773/10860
Origem: RIA - Repositório Institucional da Universidade de Aveiro
Assunto(s): Microbiologia molecular - Teses de mestrado; Ecossistemas aquáticos; Toxinas; Fitoplâncton; Interacções tróficas; Eutrofização
Descrição
O aumento da eutrofização nos sistemas hídricos superficiais devido à
intensificação das actividades antropogénicas e às alterações climáticas
(aumento da temperatura e luminosidade) tem favorecido o aparecimento de
blooms (ou florescências) superficiais de cianobactérias. Estes blooms são
potencialmente perigosos devido à capacidade de várias estirpes
cianobacterianas produzirem toxinas nocivas para diversos grupos de
organismos, desde bactérias até humanos. A microcistina, em particular, é
uma hepatotoxina que coloca sérios riscos para a Saúde Pública devido à sua
capacidade de promover cancro por ingestão crónica de pequenas
quantidades na água para consumo humano. As estirpes produtoras de
microcistina pertencem essencialmente aos géneros Microcystis, Anabaena,
Oscillatoria (Planktothrix), Nostoc, Anabaenopsis e Aphanizomenon, sendo a
sua toxicidade determinada primariamente pela diversidade genotípica entre
estirpes, embora possa haver também influência de factores ambientais. O
estudo laboratorial da ecologia de estirpes potencialmente produtoras de
microcistina pode permitir o aperfeiçoamento de estratégias de gestão dos
sistemas aquáticos, de forma a controlar, ou mesmo evitar, a ocorrência deste
tipo de fenómenos. Uma primeira parte do presente trabalho consistiu numa
pesquisa bibliográfica relativamente exaustiva acerca da investigação
realizada nos domínios da ocorrência, toxicidade e síntese de cianotoxinas,
com especial relevância para a microcistina. Uma segunda fase incluiu o
estudo da dinâmica fitoplanctónica num sistema aquático eutrofizado
(integrando os resultados com dados físico-químicos), em que ocorreu um
grande bloom dominado pela cianobactéria Aphanizomenon flos-aquae,
potencialmente produtora de microcistina. Uma terceira parte pretendeu
estudar, em laboratório, a estirpe de A. flos-aquae isolada do bloom,
relativamente ao crescimento em diferentes concentrações de nitratos e
fosfatos. A parte final do trabalho referiu-se ao estudo dos efeitos desta estirpe
no crescimento de microalgas (Chlorella vulgaris e Pseudokirchneriella
subcapitata) e na sobrevivência e reprodução de cladóceros (Dapnhia magna
e D. longispina). O desenvolvimento do bloom de A. flos-aquae foi relacionado
com os valores mais baixos de nitratos, nitritos e amónia. Dos estudos
laboratoriais de nutrição pôde concluir-se que o crescimento desta estirpe
cianobacteriana depende da disponibilidade de fosfatos, mas não da de
nitratos, provavelmente devido à sua capacidade de fixação de azoto. O
crescimento das espécies fitoplanctónicas testadas parece ser afectado pelos
exudatos de A. flos-aquae. Quando sujeitos a uma alimentação exclusiva com
esta estirpe, os cladóceros mostraram ser afectados na sua sobrevivência e
reprodução, principalmente com A. flos-aquae cultivada em concentrações
superiores de fosfatos. A partir dos resultados obtidos neste estudo, pode
sugerir-se que o desenvolvimento de blooms desta estirpe cianobacteriana é
independente da indisponibilidade em nitratos, mas favorecido por elevadas
concentrações em fosfatos. Assim, o controlo das entradas de fosfatos
(provenientes de efluentes agro-pecuários, por exemplo) para os sistemas
aquáticos seria um importante factor para evitar o desenvolvimento de blooms
potencialmente tóxicos desta estirpe e suas consequências nos diversos níveis
tróficos, nomeadamente aos níveis do fitoplâncton e do zooplâncton. The increasing eutrophication of superficial water bodies, due to the
intensification of anthropogenic activities, along with climate changes towards
higher temperature and light conditions, enhance the massive development of
cyanobacteria in water bodies leading to formation of blooms frequently
accumulating as surface scum. Some cyanobacterial blooms may become
dangerous because there are many strains of cyanobacteria capable of
producing toxins that affect many organisms from bacteria to humans.
Microcystin, in particular, is a hepatotoxin that poses a serious Public Health
risk due to its potential of promoting cancer through chronic ingestion of small
quantities in drinking water. The microcystin producing strains mainly belong to
the genera Microcystis, Anabaena, Oscillatoria (Planktothrix), Nostoc,
Anabaenopsis and Aphanizomenon, and its toxigenicity seems to be primarily
determined by genotype diversity among strains, although some environmental
factors are known to influence microcystin biosynthesis. The ecological
laboratory studies of potentially microcystin producing cyanobacterial strains
may allow the improvement of water management strategies to control or even
avoid the occurrence of this kind of phenomena. The first step of the present
work consisted in an exhaustive compilation of the investigation recently made
on the occurrence, toxicity and synthesis of cyanotoxins, with special regard to
microcystin. A second part of the work included the study of the phytoplankton
dynamics in an eutrophied water body (integrating biological and physicochemical
data) where a bloom of the potentially microcystin producer
Aphanizomenon flos-aquae occurred. On a third phase, in laboratory, the A.
flos-aquae strain was isolated from the bloom and grown in different nitrate and
phosphate concentrations. The final part of the study aimed to assess the
effects of this strain on the growth of other microalgae (Chlorella vulgaris and
Pseukirchneriella subcapitata) and on survival and reproduction of cladocerans
(Dapnhia magna and D. longispina).The A. flos-aquae bloom development was
related to the lowest values of nitrogen sources: nitrate, nitrite and ammonium.
From the laboratory nutritional experiments it could be concluded that this
cyanobacterial strain growth depends on the availability of phosphate but not
nitrate, probably due to its nitrogen fixing capability. The growth of the
microalgae tested showed to be affected by the exudates of A. flos-aquae.
When this strain was given as an exclusive food source, the tested cladocerans
showed to be affected in their survival and reproduction, particularly with A.
flos-aquae grown with higher phosphate concentrations. After the results
obtained in this work, it can be suggested that the bloom development of this
cyanobacterial strain is independent of nitrate unavailability but favoured by
high phosphate concentrations. Thus, the control of the phosphate inflow (from
the agriculture and animal farming effluents, for example) into the superficial
water bodies would be an important factor to avoid the development of
potentially toxic blooms of this strain and its consequences at different trophic
levels, namely at phytoplankton and zooplankton levels. Mestrado em Biologia
