Ecologia marinha

Ecologia marinha

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Constituiçªo do fitoplâncton

O Fitoplâncton ou fracçªo vegetal do plâncton Ø capaz de sintetizar matØria orgânica atravØs da fotossíntese. O Fitoplâncton Ø responsÆvel por grande parte da produçªo primÆria nos oceanos (definida como a quantidade de matØria orgânica sintetizada pelos organismos fotossintØticos e quimiosintØticos). Estudos recentes revelaram que a biomassa de Bacterioplâncton nos oceanos estÆ intimamente relacionada com a biomassa fitoplanctónica. As bactØrias podem utilizar 10 a 50 % do carbono produzido atravØs de actividade fotossintØtica. O nœmero de bactØrias presente nos oceanos pode ser em parte controlado por flagelados heterotróficos nanoplanctónicos que sªo ubíquos no meio marinho. Estes flagelados sªo por sua vez predados por organismos zooplanctónicos intervindo deste modo activamente nas cadeias tróficas marinhas. O Fitoplâncton marinho e estuarino Ø constituído essencialmente por DiatomÆceas (Bacillarophyceae) e

Dinoflagelados (Dinophyceae). Outros grupos de algas flageladas podem constituir igualmente uma fracçªo importante do Fitoplâncton, nomeadamente Coccolithophoridae, Haptophyceae, Chrysophyceae (Silicoflagelados), Cryptophyceae e algumas algas Chlorophyceae. Exemplos de fitoplanctontes.

Constituiçªo do zooplâncton (formas holo- e meroplanctónicas)

No seio do Zooplâncton podemos reconhecer organismos pertencentes à grande maioria dos Phyla do reino animal. As formas Meroplanctónicas, ou formas larvares de muitos invertebrados, tŒm na maior parte dos casos designaçıes próprias. Exemplos de formas holo- e meroplanctónicas.

2.4- Adaptações à vida no domínio pelágico

Apesar de existir uma grande diversidade de formas planctónicas Ø possível reconhecer algumas características gerais do Plâncton, sobretudo no que diz respeito à pigmentaçªo e dimensıes. Ao contrÆrio das formas bentónicas, os planctontes apresentam geralmente uma pigmentaçªo pouco intensa, sendo na maior parte dos casos transparentes. Existem no entanto algumas excepçıes. Os neustontes apresentam por vezes pigmentaçªo intensa, assim como o plâncton das Æguas oceânicas profundas. Por outro lado, e de um modo geral, os planctontes apresentam dimensıes reduzidas. Algumas formas apresentam no entanto dimensıes apreciÆveis, como Ø o caso de alguns Scyphozoa e Pyrosomata. A maioria dos planctontes tŒm dimensıes da ordem do centímetro ou do milímetro no caso do Zooplâncton, ou da ordem da centena ou dezena de micrómetros no caso do Fitoplâncton. Sªo inœmeros os processos desenvolvidos pelos organismos planctónicos, que tŒm por resultado uma melhor adaptaçªo à vida no domínio pelÆgico. A manutençªo de uma posiçªo na coluna de Ægua pode ser conseguida atravØs de diversas adaptaçıes, nomeadamente: i) desenvolvimento de elementos esquelØticos menos densos e resistentes relativamente aos organismos bentónicos; i) composiçªo química específica; ii) enriquecimento em Ægua dos tecidos e desenvolvimento de substâncias gelatinosas; iv) secreçªo de gotas de óleo; v) desenvolvimento de flutuadores. A superfície de resistŒncia pode igualmente ser aumentada tendo por resultado a diminuiçªo da velocidade de queda nomeadamente atravØs: i) da diminuiçªo das dimensıes do organismo; i) do achatamento do corpo (aumento da superfície relativamente ao volume do organismo); i) da existŒncia de espinhos e apŒndices plumosos; iv) do batimento de flagelos ou bandas ciliares e movimentos natatórios. A manutençªo dos planctontes no seio da coluna de Ægua pode ser associada a um equaçªo simples que relaciona a velocidade de afundamento dos organismos planctónicos na coluna de Ægua com alguns parâmetros físicos.

2.5- Métodos de amostragem e de estudo do plâncton

As primeiras colheitas qualitativas de organismos zooplanctónicos com o auxílio de redes de plâncton foram realizadas hÆ cerca de 200 anos. Alguns aspectos da história dos engenhos e mØtodos de colheita de planctontes.

EstratØgias de amostragem (colheitas qualitativas e quantitativas)

Os organismos planctónicos podem ser encontrados em maior ou menor concentraçªo nos domínios marinho e estuarino. Os mØtodos e estratØgias de amostragem destes planctontes sªo muito variados. Nªo existe um œnico mØtodo standard de amostragem de uma comunidade ou de uma populaçªo planctónica. Diversos factores devem ser considerados previamente se se pretender amostrar qualitativa- ou quantitativamente uma comunidade planctónica (e.g. tipo de engenho a utilizar, estratØgia de amostragem, evitamento dos organismos a amostrar, migraçıes verticais, microdistribuiçªo, evitamento, extrusªo, colmatagem, etc.). A estratØgia de amostragem a empregar reveste-se de igual importância relativamente às anÆlises e tØcnicas utilizadas no laboratório. A informaçªo contida numa determinada amostra depende sobretudo da precisªo com que esta foi obtida. Uma estratØgia de amostragem bem concebida Ø fundamental para a correcta descriçªo da comunidade planctónica que se pretende estudar. A definiçªo da comunidade ou populaçªo planctónica a estudar reveste-se de particular importância uma vez que desta depende em grande medida a utilizaçªo de diversos tipos de engenhos de colheita com características e finalidades distintas. A distinçªo entre estratØgias de amostragem quantitativas ou meramente qualitativas Ø um dos aspectos a considerar de início. As colheitas qualitativas podem permitir o estudo da riqueza específica de uma comunidade planctónica, da distribuiçªo dos planctontes e das variaçıes estacionais entre outros aspectos. Usualmente as colheitas sªo realizadas em estaçıes determinadas que sªo amostradas sucessivamente ao longo de um determinado período numa Ærea em que as características hidrológicas sªo conhecidas. As características do engenho de colheita a utilizar sªo naturalmente dependentes da comunidade que se pretende amostrar. Habitualmente utiliza-se de um modo sistemÆtico um œnico engenho de colheita no estudo da composiçªo específica e abundância de uma comunidade planctónica numa regiªo particular. Esta metodologia permite em muitos casos amostrar tanto qualitativa- como quantitativamente os organismos planctónicos. Os estudos quantitativos revestem-se de dificuldades superiores. Os primeiros planctonologistas que aplicaram mØtodos quantitativos na interpretaçªo dos resultados dedicaram-se fundamentalmente ao problema da amostragem. Os referidos trabalhos foram baseados nos axiomas fundamentais da estatística: a amostragem deve ser nªo selectiva, efectuada ao acaso e as amostras devem ser consideradas como independentes entre si. Estes princípios nunca sªo integralmente respeitados em planctonologia sendo praticamente impossível "controlar" o conjunto das perturbaçıes introduzidas no momento da amostragem (excepto talvez em estudos desenvolvidos numa Ærea muito vasta). É exactamente esta contradiçªo que faz com que exista uma ambiguidade inerente à planctonologia quantitativa. A anÆlise matemÆtica dos acontecimentos ecológicos em planctonologia Ø relativamente recente. A razªo principal deste facto prende-se fundamentalmente com a dificuldade que o planctonologista sente na amostragem de um "meio móvel". Em ecologia terrestre, o investigador pode destrinçar, ao nível da sua planificaçªo, as dimensıes espacial e temporal. No entanto, em planctonologia esta destrinça tornase difícil, senªo impossível. Com efeito, se bem que no primeiro caso seja possível seguir a evoluçªo de um determinado fenómeno espacio-temporal no local, o mesmo Ø extremamente difícil no segundo caso uma vez que Ø praticamente impossível efectuar uma experiŒncia na mesma massa de Ægua, devido sobretudo aos movimentos da embarcaçªo e do meio líquido. Teoricamente, para evitar qualquer interacçªo espaciotemporal seria necessÆrio efectuar todas as amostras simultaneamente em todas as estaçıes previamente estabelecidas e em todas as profundidades no caso de estudo espacial, ou seguindo a mesma massa de Ægua no caso de um estudo temporal. Esta necessidade, totalmente irrealizÆvel materialmente, obriga o investigador a introduzir erros sistemÆticos, que dependem necessariamente das características espaciotemporais inerentes à estratØgia de amostragem. Esta interacçªo entre a amostragem e a interpretaçªo da realidade deve ser entendida como uma funçªo da escala da experiŒncia. Se se considerarem campanhas oceanogrÆficas cobrindo uma Ærea considerÆvel, ou uma amostragem desenvolvida ao longo de vÆrios anos, os acontecimentos ecológicos dominantes podem ser reconhecidos, uma vez que estes se desenvolvem sobretudo numa œnica direcçªo facilmente identificÆvel. Por outro lado, em Æreas restritas, as referidas situaçıes sªo de difícil interpretaçªo devido à apariçªo simultânea de fenómenos espacio-temporais de igual amplitude. No meio estuarino todas estas dificuldades sªo acrescidas uma vez que se tem de considerar a influŒncia das marØs. As estratØgias de amostragem a desenvolver devem considerar previamente o estado da marØ e as condiçıes gerais de circulaçªo das massas de Ægua. Pode estudar-se a distribuiçªo horizontal e vertical dos planctontes relativamente ao transporte de marØ ou realizar estudos específicos. Estas estratØgias específicas de amostragem podem ser por exemplo de ponto fixo (eulerianas) ou de seguimento da massa de Ægua (lagrangianas). As estratØgias de amostragem de ponto fixo correspondem à obtençªo de valores referentes aos diversos parâmetros biológicos num local fixo (e.g. abundância, distribuiçªo vertical, mortalidade, ritmos de actividade dos planctontes, entre outros) e físico-químicos (e.g. temperatura, salinidade, turbidez, oxigØnio dissolvido, pH, intensidade e direcçªo da corrente, entre outros) a intervalos de tempo regulares, produzindo-se deste modo para cada parâmetro uma sØrie cronológica de dados. As amostragem lagrangianas ou de seguimento da massa de Ægua baseiam-se na obtençªo de sØries cronológicas de parâmetros biológicos e físico-químicos numa determinada massa de Ægua, marcada com o auxílio de uma boia ou "drogue", durante um determinado intervalo de tempo, usualmente correspondente a um ou vÆrios períodos de marØ. Detecçªo remota por satØlite e os estudos de plâncton (vantagens e desvantagens). Vantagens: (i) grande Ærea de cobertura; (i) sinopticidade; (ii) monitorizaçªo durante longos períodos de tempo, mesmo em regiıes inacessíveis; (iv) mediçıes nªo interferem nos processos oceânicos; (v) colheita rÆpida de dados. Desvantagens: (i) mediçıes restringidas a fenómenos superficiais; (i) resoluçªo espacial e temporal limitada e pouco flexível; (ii) frequente falta de rigor (baixa resoluçªo espacial, absorpçªo espacial pelas partículas atmosfØricas).

Bacterioplâncton (garrafas de colheita de Ægua)

O Bacterioplâncton pode ser amostrado recorrendo ao auxílio de diversas garrafas para colheita de Ægua. Utilizam-se geralmente garrafas do tipo Johnson-ZoBell e Niskin, entre outras, que podem efectuar colheitas a diversas profundidades da coluna de Ægua. Pode igualmente amostrar-se unicamente a camada superficial da Ægua recorrendo a dispositivos específicos. Os dispositivos de colheita tŒm de ser previamente esterilizados. As amostras obtidas atravØs destes processos tŒm de ser subdivididas para estudo ulterior do Bacterioplâncton.

Fitoplâncton e microzooplâncton (redes de plâncton e garrafas de colheita de Ægua, bombas de filtraçªo)

16 As tØcnicas e mØtodos utilizados na colheita de fitoplanctontes sªo essencialmente idŒnticos aos usados na amostragem de microzooplâncton. A utilizaçªo de redes de plâncton de poro reduzido resulta geralmente na sua colmatagem e consequentemente na diminuiçªo da eficiŒncia de filtragem. Para obviar estas dificuldades utilizam-se geralmente garrafas ou bombas de Ægua para a colheita quantitativa deste tipo de planctontes. As garrafas para a colheita de Ægua sªo essencialmente idŒnticas às utilizadas pelos oceanógrafos físicos. Podem ser usadas individualmente ou em bateria por forma a obter uma amostragem ao longo de toda ou parte da coluna de Ægua (por exemplo unicamente na zona eufótica). Pode recorrer-se ao uso de garrafas do tipo Nansen, Niskin, Van Dorn, etc. Todos estes engenhos de colheita foram concebidos com a mesma finalidade: recolher amostras de Ægua de volume variÆvel a diversas profundidades. Sªo munidos de dispositivos mecânicos que permitem fechar a garrafa à profundidade desejada. Podem ainda ser acopulados dispositivos diversos de determinaçªo de parâmetros físico-químicos da Ægua (e.g. termómetros de inversªo, sondas multiparâmetro, etc.). A colheita quantitativa de fitoplanctontes pode ser ainda efectuada com o auxílio de bombas de filtraçªo de Ægua de diversos tipos. É deste modo possível colher organismos planctónicos a uma determinada profundidade ou integrar toda a coluna de Ægua. A determinaçªo de alguns parâmetros físico-químicos pode ser efectuada simultaneamente e o volume de Ægua filtrado Ø facilmente avaliado. Este tipo de engenhos nªo sªo, no entanto, de fÆcil utilizaçªo requerendo meios operacionais importantes (a sua praticabilidade restringe-se normalmente aos primeiros 100m da coluna de Ægua). Existem ainda outras desvantagens decorrentes do seu uso, nomeadamente: (i) a fricçªo da Ægua no interior do tubo utilizado pode provocar turbulŒncia e consequentemente a "contaminaçªo" de amostras efectuadas a diferentes níveis batimØtricos; (i) o volume de Ægua filtrado por uma bomba de filtraçªo Ø usualmente inferior ao volume amostrado com o auxílio de uma rede de plâncton; (i) os planctontes capturados atravØs deste processo sªo quase sempre danificados ou sofrem efeitos fisiológicos adversos. O Fitoplâncton e Microzooplâncton pode ser amostrado qualitativamente recorrendo a redes de plâncton cónicas ou cilíndrico-cónicas com um tecido filtrante de poro compreendido entre 30 e 75µm. As colheitas efectuadas com o auxílio destes engenhos sªo unicamente qualitativas uma vez que a colmatagem Ø usualmente muito elevada (baixa eficiŒncia de filtragem) sendo deste modo muito difícil quantificar o volume de Ægua filtrado.

Zooplâncton (redes de plâncton), Tipos de redes de plâncton, Amostragem quantitativa (evitamento, extrusªo e colmatagem)

Os zooplanctontes sªo usualmente amostrados recorrendo ao auxílio de redes de plâncton arrastadas em trajectos diversos. Sªo sobretudo trŒs os tipos de redes utilizadas: (i) cónicas; (i) cilíndrico-cónicas e (ii) cónicas com uma reduçªo da abertura igualmente cónica. Foram igualmente concebidas redes com uma abertura quadrada ou rectangular e uma estrutura cónica. Estas redes podem ser acopuladas ao cabo de arrasto de modo diverso. A utilizaçªo de redes de plâncton permite amostrar um volume de Ægua variado (dependente do engenho utilizado e da velocidade de arrasto). Os principais problemas associados à amostragem quantitativa de zooplâncton sªo fundamentalmente trŒs: (i) evitamento dos organismos relativamente à rede; (i) extrusªo dos mesmos atravØs dos poros da rede e (ii) variaçıes na eficiŒncia de filtragem devido à colmatagem do tecido filtrante. A minimizaçªo de um destes inconvenientes usualmente acarreta o aumento dos restantes. Por exemplo a utilizaçªo de redes de plâncton arrastadas a velocidades elevadas minimiza os fenómenos de evitamento mas tende a aumentar os fenómenos de extrusªo e colmatagem. O tecido filtrante das redes de plâncton Ø uma gaze de nylon de poro calibrado. As dimensıes do poro podem variar entre 10 e 1400µm ou seja entre (190 e 5,4 poros por cm). As redes de poro mais reduzido tŒm maior tendŒncia a colmatar o que acarreta uma diminuiçªo da sua eficiŒncia de filtragem. Ao contrÆrio as redes de plâncton de poro elevado sªo utilizadas na colheita de zooplanctontes de dimensıes elevadas perdendo consequentemente por extrusªo os organismos de tamanho mais reduzido. É deste modo fÆcil de deduzir que nªo existe uma œnica rede de plâncton adequada para a colheita das diversas categorias de organismos planctónicos. A rede usualmente utilizada como standard para a colheita de zooplâncton (rede WP-2) apresenta um tecido filtrante com um poro de 200µm. A massa de plâncton amostrada com o auxílio deste tipo de engenhos Ø habitualmente recolhida num copo terminal. Este copo deve possuir duas a quatro aberturas munidas de um tecido filtrante de poro igual ao da rede por forma a minimizar os danos provocados nos planctontes pelo processo de colheita.

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