Bacterioplâncton de quatro lagos rasos subtropicais com distintas características tróficas

Abstract

O papel exercido pelas bactérias é reconhecido como fundamental no metabolismo de qualquer sistema aquático, não só pela mineralização da matéria orgânica, como também pela transferência de matéria e energia para níveis tróficos superiores (“microbial loop”). Para a realização deste estudo foram escolhidos quatro lagos com diferentes estados tróficos no Campus Carreiros da Universidade Federal do Rio Grande – FURG - RS. O Lago Biguás e o da Base possuem características de ambientes eutrófico - hipereutrófico, enquanto que, o Lago Polegar é caracterizado como um ambiente oligo-mesotrófico e o Lago Negro é considerado um ambiente distrófico. Em um estudo anterior em nove lagos rasos nesta mesma região, incluindo os quatro analisados no presente trabalho, Souza (2007) sugeriu que as bactérias livres atuariam como mineralizadoras e o seu crescimento seria limitado pela disponibilidade de fosfato (controle “bottom-up”), enquanto que as bactérias aderidas participariam da decomposição dos agregados orgânicos. Também foi sugerido que as bactérias aderidas seriam controladas principalmente pela predação por flagelados e ciliados (controle “top-down”), provavelmente devido ao seu maior biovolume. Porém, estas informações foram obtidas a partir de relações estatísticas de dados coletados em uma única amostragem. Assim, neste estudo a comunidade bacteriana (abundância e biomassa) e outros parâmetros físicos, químicos e biológicos dos quatro lagos rasos sub-tropicais foram estudados em amostragens quinzenais no decorrer de um ano entre junho de 2008 e maio de 2009. Nossos resultados indicam que a disponibilidade de carbono orgânico dissolvido produzido pelo fitoplâncton parece ser um dos principais fatores controladores da dinâmica de bactérias nestes lagos. Entretanto, a predação no Lago Negro parece ter sido de maior magnitude no controle das bactérias neste ambiente, uma vez que não houve um incremento na abundância bacteriana deste lago proporcional ao incremento da clorofila a. A presença de um maior número de nano - e microflagelados neste lago dá suporte a esta hipótese. Para testar esta hipótese, foi realizado um experimento utilizando-se a Técnica da Diluição em conjunto com a técnica a de FISH (Hibridização in situ Fluorescente) para identificar as taxas de produção e consumo não só dos diferentes morfotipos, mas também dos diferentes grupos filogenéticos (Archaea, Eubacteria, Alfa- Beta- e Gama-Proteobacteria e Cytophaga-Flavobacter) de uma amostra de água do Lago Negro. Os resultados deste experimento indicaram que as bactérias estão, de fato, sendo consumidas por vi protozoários na mesma proporção que estão sendo produzidas. Além disso, no Lago Negro a predação parece estar vinculada ao tamanho/biovolume celular, sendo os morfotipos de tamanho reduzido mais resistentes a predação e, por isso, mais abundantes.

The role played by bacteria is recognized as fundamental in the metabolism of any aquatic system, not only for the mineralization of organic matter, but also in the transfer of matter and energy to higher trophic levels ("microbial loop"). Four lakes with different trophic states in the Campus Carreiros of Universidade Federal do Rio - FURG - RS were chosen for this study. Biguás and Base Lakes have characteristics of eutrophic - hypereutrophic environments, while the Polegar Lake is characterized as an oligo-mesotrophic, and the Negro Lake is considered a dystrophic environment. In a previous study in nine shallow lakes in this same region, including the four examined in this study, Souza (2007) suggested that the free bacteria would act as mineralizing and its growth would be limited by the availability of phosphate (bottom-up control), while the attached bacteria would participate in the decomposition of particulate organic matter. It was also suggested that attached bacteria would be controlled mainly by predation exerted by flagellates and ciliates (top-down control), probably because of their higher biovolume. However, this information was obtained from statistical relationships established for data collected in a single sample. In this study the bacterial community (abundance and biomass) and other physical, chemical and biological variables of the four sub-tropical shallow lakes were fortnightly sampled over a year from October 2008 to May 2009. Our results indicate that the availability of dissolved organic carbon produced by phytoplankton seems to be one of the main factors controlling the dynamics of bacteria in the lakes. However, predation in Negro Lake appears to have been of greater magnitude in the control of bacteria in this environment, since there was no significant increase in bacterial abundance in this lake according to the increment of chlorophyll a. The presence of a larger number of nano - and microflagelados this lake supports this hypothesis. To test this hypothesis an experiment was performed using the Dilution Technique in conjunction with the FISH technique (Fluorescent in situ Hybridization) to identify the rates of production and consumption not only of different morphotypes but also of different phylogenetic groups (Archaea, Eubacteria, Alfa, Beta, Gamma - Proteobacteria and Cytophaga-Flavobacter) of bacteria in water samples of Negro Lake. The results of this experiment indicate that bacteria are indeed being consumed by protozoa in the same proportion that are being produced. Moreover, in the Negro Lake predation seems to be linked to the size / biovolume, where smaller size of viii different bacterial morphotypes seems to be more resistant to predation and therefore more abundant.