Phytoplankton composition of the Itaparica and Xingó reservoirs, São Francisco River, Brazil / Composição fitoplanctônica dos reservatórios de Itaparica e Xingó, Rio São Francisco, Brasil

The installation of dams causes changes to the integrity of rivers and to the water cycle, performing an instrumental role in the organization of biological communities, including that of phytoplankton. In the present study, we analyzed the taxonomic composition of phytoplankton in two hydroelectric reservoirs on the São Francisco River, Itaparica and Xingó reservoirs. Samples were collected at quarterly intervals between December 2007 and September 2009, at 12 sampling stations in each reservoir, totaling 92 samples. We identified 110 species in the Itaparica reservoir and 136 in the Xingó reservoir, of which diatoms followed by green algae, played a major contribution to both reservoirs. Most of the species is rare and/or occasional. In the Itaparica reservoir, there were no very frequent species, although in the Xingó this category was represented by the diatoms Aulacoseira granulata (Ehrenberg) Simonsen and Fragilaria crotonensis Kitton. These results show that, despite the similarity in the composition of phytoplankton, the reservoirs studied certainly differed regarding their environmental conditions.(AU)

A instalação de barragens provoca alterações na integridade dos rios e no ciclo hidrológico, desempenhando papel decisivo na organização das comunidades biológicas, incluindo a fitoplanctônica. No presente estudo, foi realizada uma análise da composição taxonômica do fitoplâncton em dois reservatórios hidrelétricos do rio São Francisco, reservatórios Itaparica e Xingó. As coletas foram realizadas entre dezembro de 2007 e setembro de 2009, com intervalos trimestrais, em 12 estações de amostragem em cada reservatório, totalizando 192 amostras. Foram identificadas 110 espécies no reservatório de Itaparica e 136 no reservatório de Xingó, sendo observado, em ambos, maior contribuição das diatomáceas, seguidas pelas algas verdes. A maioria das espécies foi considerada esporádica e/ou pouco frequente. No reservatório de Itaparica, não foram registradas espécies muito frequentes, já no reservatório de Xingó esta categoria esteve representada pelas diatomáceas Aulacoseira granulata (Ehrenberg) Simonsen e Fragilaria crotonensis Kitton. Esses resultados mostram que, apesar da semelhança na composição fitoplanctônica, os reservatórios estudados, certamente, diferem nas condições ambientais.(AU)

Vertical and temporal variation in phytoplankton assemblages correlated with environmental conditions in the Mundaú reservoir, semi-arid northeastern Brazil / Variações vertical e temporal nas assembleias fitoplanctônicas correlacionadas com condições ambientais no reservatório Mundaú, semiárido do nordeste do Brasil

The goal of this study was to analyse the vertical structure of the phytoplankton community at the Mundaú reservoir, located in the semi-arid region of northeastern Brazil, and to correlate it to environmental conditions over two distinct seasons, dry and rainy. Samples were collected bimonthly at eight depths in the dry and rainy season for analyses of the physical and chemical variables of the water, as well as density, abundance, dominance, species diversity index and equitability of the community. Analysis of variance (ANOVA-two way) was used to analyse the vertical and seasonal differences, and Canonical Correspondence Analysis (CCA) was used to assess associations between phytoplankton and environmental variables Cylindrospermopsis raciborskii (Woloszynska) Seenaya and Subba Raju was the only dominant species and Geitlerinema amphibium (C. Agardh) Anagnostidis, Merismopedia punctata Meyen and Synedra rumpens Kützing. Others six taxa were abundant in at least one of the samples. Distinct vertical distribution patterns were observed for the abundant taxa between depths and seasons. The cyanobacteria, with the exception of C. raciborskii, showed similar seasonal patterns, with higher densities in the dry season. The CCA showed a strong correlation between the density of the phytoplanktonic species and abiotic variables. The vertical changes in abundant taxa revealed distinct patterns regulated by the variation in the environmental factors that were directly linked to seasonality, with the success of one or more species being dependent on their life strategies and ecological needs. The present study restates the importance of environmental and seasonal factors for phytoplankton composition and distribution in a freshwater tropical reservoir through a vertical gradient.(AU)

O objetivo deste estudo foi avaliar a estrutura vertical da comunidade fitoplanctônica no reservatório Mundaú localizado na região semiárida do nordeste do Brasil e correlacioná-la com as condições ambientais durante dois períodos sazonais distintos, seca e chuva. Amostras foram coletadas bimensalmente em oito profundidades em duas estações climáticas, seca e chuvosa para análises de variáveis físicas e químicas da água, bem como, da densidade, abundância, dominância, índice de diversidade especifica e equitabilidade da comunidade. Análise de variância (ANOVA - dois critérios) foi usada para avaliar as diferenças vertical e sazonal e Análise de Correspondência Canônica (CCA) as associações entre o fitoplâncton e variáveis ambientais. Cylindrospermopsis raciborskii (Woloszynska) Seenaya and Subba Raju foi a única espécie dominante e Geitlerinema amphibium (C. Agardh) Anagnostidis, Merismopedia punctata Meyen e Synedra rumpens Kützing, foram abundantes em ambas as estações. Outros seis táxons foram abundantes em, pelo menos, uma das amostras. Distintos padrões de distribuição vertical foram observados para os táxons abundantes entre as profundidades e estações. As cianobactérias, com exceção de C. raciborskii, apresentaram padrão sazonal similar com maiores densidades no período seco. A CCA mostrou uma correlação entre a densidade das espécies fitoplanctônicas e as variáveis ambientais. As mudanças verticais nos táxons abundantes revelaram distintos padrões regulados pela variação nos fatores ambientais que estiveram diretamente ligados à sazonalidade, sendo assim, o sucesso de uma ou mais espécie está ligado à sazonalidade, às suas estratégias de vida e às suas necessidades ecológicas. O presente estudo corrobora a importância de fatores ambientais e sazonal na composição e distribuição do fitoplâncton ao longo de um gradiente vertical em um reservatório de água doce de região tropical.(AU)

Phytotoxicity associated to microcystins: a review / Fitotocixidade associada às microcistinas: uma revisão

Microcystins (MC) are the most studied toxins of cyanobacteria since they are widely distributed and account for several cases of human and animal poisoning, being potent inhibitors of the serine/threonine protein phosphatases 1 (PP1) and 2A (PP2A). The phosphatases PP1 and PP2A are also present in plants, which may also suffer adverse effects due to the inhibition of these enzymes. In aquatic plants, biomass reduction is usually observed after absorption of cyanotoxins, which can bioaccumulate in its tissues. In terrestrial plants, the effects caused by microcystins vary from inhibition to stimulation as the individuals develop from seedling to adult, and include reduction of protein phosphatases 1 and 2A, oxidative stress, decreased photosynthetic activity and even cell apoptosis, as well as bioaccumulation in plant tissues. Thus, the irrigation of crop plants by water contaminated with microcystins is not only an economic problem but becomes a public health issue because of the possibility of food contamination, and this route of exposure requires careful monitoring by the responsible authorities.(AU)

Microcistinas (MC) são as toxinas de cianobactérias mais estudadas, uma vez que são amplamente distribuídas e responsáveis por vários casos de intoxicação humana e animal. São potentes inibidoras das proteínas fosfatases serina/treonina 1 (PP1) e 2A (PP2A). As fosfatases PP1 e PP2A também estão presentes em plantas, as quais podem sofrer efeitos adversos devido à inibição dessas enzimas. Em plantas aquáticas, a redução da biomassa é geralmente observada após absorção de cianotoxinas que podem bioacumular em seus tecidos. Em plantas terrestres, os efeitos causados pelas microcistinas variam de inibição ao estímulo, como no desenvolvimento de plântulas ao estádio adulto, e incluem a redução de proteínas fosfatases 1 e 2A, estresse oxidativo, diminuição da atividade fotossintética e até mesmo apoptose celular, bem como a bioacumulação em tecidos de plantas. Assim, a irrigação de plantas cultivadas com água contaminada com microcistina não é apenas um problema econômico, mas torna-se um problema de saúde pública, devido à possibilidade de contaminação dos alimento, sendo uma via de exposição que requer um monitoramento cuidadoso por parte das autoridades responsáveis.(AU)

The role of a cascade of reservoirs and seasonal variation in the phytoplankton structure in a tropical river / O papel da cascata de reservatórios e da sazonalidade na variação da estrutura fitoplanctônica em um rio tropical

This study aims to analyse the influence of a cascade of reservoirs on the density, richness and functional groups of phytoplankton in the Contas River, a tropical river of Brazil. This river has two dams along its course, forming the Pedra and Funil reservoirs. Samples were collected over three consecutive years (Dec., 2007 to Dec., 2010) at 28 sampling stations along the river. We identified 198 species and the stretches downstream from the reservoirs showed greater richness. Chlorophyceae, followed by Bacillariophyceae and Cyanophyceae were the dominant groups and highest density was recorded during the rainy season. Overall, a longitudinal pattern in algal densities was found for both seasons, with the lowest values recorded in sections of the Pedra and Funil reservoirs and the highest densities in the downstream sections. Nine functional groups were identified (C, F, J, MP, S1, Sn, Td, Y, Ws); of these, F and J grouped the species with the highest relative abundance during the dry season, while the S1 group, represented by the cyanobacterium Planktothrix agardhii, was dominant in the rainy season. The present study showed a high longitudinal variation in the phytoplankton richness and density, attributed to the hydrological change between the lotic and lentic stretches. Furthermore, the effects of the cascade of reservoirs on phytoplankton, such as reduced density, increased richness and changes in algal associations, were strongly influenced by habitat heterogeneity found in this environment, as well as the rainfall in the region.(AU)

Este estudo tem como objetivo analisar a influência da cascata de reservatórios sobre a riqueza, a densidade e os grupos funcionais do fitoplâncton em um rio tropical, o Rio de Contas, Bahia, Brasil. Este rio apresenta dois barramentos ao longo do seu curso, os Reservatórios de Pedra e Funil. As coletas foram realizadas durante três anos consecutivos (2007 a 2010), compreendendo os períodos seco (dezembro e março) e chuvoso (junho e setembro), em 28 estações. Foram identificadas 198 espécies fitoplanctônicas, sendo observada maior riqueza nos trechos a jusante dos reservatórios. Chlorophyceae, seguida pelas Bacillariophyceae e Cyanophyceae, foram os grupos dominantes. Maior densidade foi registrada durante o período chuvoso, com 630.388 org.L1, enquanto, no período seco, foi de 233.121 org.L1. De maneira geral, foi verificado que houve um padrão longitudinal nas densidades das algas em ambos os períodos sazonais, tendo os menores valores sido registrados nos trechos que correspondem aos Reservatórios de Pedra e Funil e as maiores densidades, nos trechos a jusante. Nove grupos funcionais foram identificados (C, F, J, MP, S1, Sn, Td, Y, Ws); destes, os grupos F e J agruparam as espécies com maiores abundâncias relativas durante o período seco, enquanto o grupo S1, representado pela cianobactéria Planktothrix agardhii (Gomont) Anagnostidis & Komárek, foi dominante no período chuvoso. O presente estudo mostrou elevada variação longitudinal da riqueza e da densidade, variação esta atribuída à mudança hidrológica entre os trechos lóticos e lênticos. Além disso, os efeitos da cascata de reservatórios sobre o fitoplâncton como a redução da densidade, o aumento da riqueza e a mudança das associações algais foram fortemente influenciados pela heterogeneidade de habitats encontrada neste ambiente, assim como pelo regime pluviométrico da região.(AU)

Vertical and temporal dynamics of cyanobacteria in the Carpina potable water reservoir in northeastern Brazil / Dinâmica vertical e temporal de cianobactérias no reservatório de Carpina de abastecimento de água no nordeste do Brasil

This study analysed vertical and temporal variations of cyanobacteria in a potable water supply in northeastern Brazil. Samples were collected from four reservoir depths in the four months; September and December 2007; and March and June 2008. The water samples for the determination of nutrients and cyanobacteria were collected using a horizontal van Dorn bottle. The samples were preserved in 4 percent formaldehyde for taxonomic analysis using an optical microscope, and water aliquots were preserved in acetic Lugol solution for determination of density using an inverted microscope. High water temperatures, alkaline pH, low transparency, high phosphorous content and limited nitrogen content were found throughout the study. Dissolved oxygen stratification occurred throughout the study period whereas temperature stratification occurred in all sampling months, with the exception of June. No significant vertical differences were recorded for turbidity or total and dissolved forms of nutrients. There were high levels of biomass arising from Planktothrix agardhii, Cylindrospermopsis raciborskii, Geitlerinema amphibium and Pseudanabaena catenata. The study demonstrates that, in a tropical eutrophic environment with high temperatures throughout the water column, perennial multi-species cyanobacterial blooms, formed by species capable of regulating their position in the water column (those that have gas vesicles for buoyancy), are dominant in the photic and aphotic strata.(AU)

O presente estudo analisou as variações vertical e temporal de cianobactérias em um reservatório de abastecimento de água no nordeste do Brasil. As amostras foram coletadas em quatro profundidades no reservatório, durante quatro meses (setembro e dezembro de 2007, março e junho de 2008). As amostras de água para a determinação de nutrientes e de cianobactérias foram coletadas por meio de garrafa horizontal de Van Dorn. As amostras foram preservadas em formol 4 por cento para posterior análise taxonômica utilizando um microscópio óptico, e alíquotas de água foram preservadas em solução de Lugol acético para determinação da densidade através de um microscópio invertido. Altas temperaturas da água, pH alcalino, baixa transparência, alto teor de fósforo e limitação de nitrogênio foram encontrados ao longo do estudo. Durante todo o estudo, foi verificada estratificação do oxigênio dissolvido enquanto que estratificação térmica só não foi observada em junho. Diferenças verticais não foram registradas para a turbidez e formas totais e dissolvidas de nutrientes. Ocorreram altas biomassas de Planktothrix agardhii, Cylindrospermopsis raciborskii, Geitlerinema amphibium e Pseudanabaena catenata. O presente estudo demonstra que, em um ambiente eutrófico tropical com temperaturas elevadas em toda a coluna d'água, florações perenes multiespécies de cianobactérias formadas por espécies capazes de regular a sua posição na coluna de água (aqueles que possuem vacúolos de gás para flutuação) são dominantes nas camadas fótica e afótica.(AU)