Influence of antifouling paint on freshwater invertebrates (Mytilidae, Chironomidae and Naididae): density, richness and composition

Abstract We conducted a study about invertebrates on artificial substrates with different antifouling paints in order to answer the following questions 1) is there lower accumulation of organic matter on substrates with antifouling paints, 2) is invertebrate colonization influenced by the release of biocides from antifouling paints, 3) is the colonization of aquatic invertebrates positively influenced by the material accumulated upon the substrate surface and 4) is the assemblage composition of invertebrates similar among the different antifouling paints? To answer these questions, four structures were installed in the Baía River in February 1st, 2007. Each structure was composed of 7 wood boards: 5 boards painted with each type of antifouling paints (T1, T2, T3, T4 and T5), one painted only with the primer (Pr) and the other without any paint (Cn). After 365 days, we observed a greater accumulation of organic matter in the substrates with T2 and T3 paint coatings. Limnoperna fortunei was recorded in all tested paints, with higher densities in the control, primer, T2 and T3. The colonization of Chironomidae and Naididae on the substrate was positively influenced by L. fortunei density. The non-metric multidimensional scaling (NMDS) of the invertebrate community provided evidence of the clear distinction of invertebrate assemblages among the paints. Paints T2 and T3 were the most similar to the control and primer. Our results suggest that antifouling paints applied on substrates hinder invertebrate colonization by decreasing the density and richness of invertebrates.

Resumo O estudo dos invertebrados em substrato artificial com diferentes revestimentos antiincrustantes foi realizado com o intuito de responder as seguintes questões 1) Há menor acumulação de material orgânico nos substratos com revestimentos antiincrustantes? 2) A colonização de invertebrados é afetada pela liberação de biocidas dos revestimentos antiincrustantes? 3) A colonização dos invertebrados aquáticos é facilitada por material acumulado sobre a superfície do substrato? 4) A composição da assembléia é similar entre os diferentes revestimentos? Para realização deste estudo, quatro estruturas foram instaladas em 01 de fevereiro de 2007 no rio Baía. Em cada estrutura foram colocadas sete placas de madeira: cinco placas com aplicação de um tipo de revestimentos antiincrustantes (T1, T2, T3, T4 e T5), uma placa apenas com a aplicação do primer (Pr) e a outra placa permaneceu sem aplicação de nenhum revestimento (Cn). Ao final dos 365 dias em que os substratos ficaram submersos observou-se maior acumulação de material orgânico nos substratos dos revestimentos T2 e T3. Limnoperna fortunei foi registrada em todos os revestimentos testados, com maiores densidades encontradas no controle, primer, T2 e T3. A colonização de Chironomidae e Naididae sobre os substratos foi influenciada pela densidade de L. fortunei. A ordenação (NMDS) evidenciou a separação da assembléia de invertebrados entre os revestimentos. Os revestimentos T2 e T3 foram os mais similares ao controle e ao primer. Os resultados obtidos sugerem que revestimentos antiicrustantes aplicados sobre substratos dificultam a colonização de invertebrados, reduzindo a densidade e riqueza de invertebrados.

Influence of antifouling paint on freshwater invertebrates (Mytilidae, Chironomidae and Naididae): density, richness and composition / Influência de revestimentos antiincrustantes em invertebrados aquáticos (Mytilidae, Chironomidae and Naididae): densidade, riqueza e composição

We conducted a study about invertebrates on artificial substrates with different antifouling paints in order to answer the following questions 1) is there lower accumulation of organic matter on substrates with antifouling paints, 2) is invertebrate colonization influenced by the release of biocides from antifouling paints, 3) is the colonization of aquatic invertebrates positively influenced by the material accumulated upon the substrate surface and 4) is the assemblage composition of invertebrates similar among the different antifouling paints? To answer these questions, four structures were installed in the Baía River in February 1st, 2007. Each structure was composed of 7 wood boards: 5 boards painted with each type of antifouling paints (T1, T2, T3, T4 and T5), one painted only with the primer (Pr) and the other without any paint (Cn). After 365 days, we observed a greater accumulation of organic matter in the substrates with T2 and T3 paint coatings. Limnoperna fortunei was recorded in all tested paints, with higher densities in the control, primer, T2 and T3. The colonization of Chironomidae and Naididae on the substrate was positively influenced by L. fortunei density. The non-metric multidimensional scaling (NMDS) of the invertebrate community provided evidence of the clear distinction of invertebrate assemblages among the paints. Paints T2 and T3 were the most similar to the control and primer. Our results suggest that antifouling paints applied on substrates hinder invertebrate colonization by decreasing the density and richness of invertebrates.(AU)

O estudo dos invertebrados em substrato artificial com diferentes revestimentos antiincrustantes foi realizado com o intuito de responder as seguintes questões 1) Há menor acumulação de material orgânico nos substratos com revestimentos antiincrustantes? 2) A colonização de invertebrados é afetada pela liberação de biocidas dos revestimentos antiincrustantes? 3) A colonização dos invertebrados aquáticos é facilitada por material acumulado sobre a superfície do substrato? 4) A composição da assembléia é similar entre os diferentes revestimentos? Para realização deste estudo, quatro estruturas foram instaladas em 01 de fevereiro de 2007 no rio Baía. Em cada estrutura foram colocadas sete placas de madeira: cinco placas com aplicação de um tipo de revestimentos antiincrustantes (T1, T2, T3, T4 e T5), uma placa apenas com a aplicação do primer (Pr) e a outra placa permaneceu sem aplicação de nenhum revestimento (Cn). Ao final dos 365 dias em que os substratos ficaram submersos observou-se maior acumulação de material orgânico nos substratos dos revestimentos T2 e T3. Limnoperna fortunei foi registrada em todos os revestimentos testados, com maiores densidades encontradas no controle, primer, T2 e T3. A colonização de Chironomidae e Naididae sobre os substratos foi influenciada pela densidade de L. fortunei. A ordenação (NMDS) evidenciou a separação da assembléia de invertebrados entre os revestimentos. Os revestimentos T2 e T3 foram os mais similares ao controle e ao primer. Os resultados obtidos sugerem que revestimentos antiicrustantes aplicados sobre substratos dificultam a colonização de invertebrados, reduzindo a densidade e riqueza de invertebrados.(AU)

Estudo de organismos aquáticos invasores incrustantes relatados em usinas hidrelétricas: identificação, detecção e impactos associados

Identificar corretamente as espécies aquáticas invasoras incrustantes, conhecer sua biologia, tentar minimizar e monitorar o processo de dispersão são fatores essenciais para o estabelecimento de métodos de gestão para o controle das mesmas. Métodos baseados em DNA ambiental (eDNA) são eficientes ferramentas metodológicas para a detecção precoce dessas espécies até mesmo quando sua abundância é relativamente baixa. O objetivo do presente estudo foi identificar, através de uma revisão sistemática da literatura, as principais espécies aquáticas invasoras incrustantes que têm afetado o funcionamento das UHE em todo o mundo, bem como analisar a distribuição geográfica, as estratégias de bioinvasão e o potencial de cada uma delas de causar danos operacionais às UHE. Ainda, esse estudo procurou avaliar, a partir de um processo de diluição serial, a sensibilidade e acurácia de métodos fluorometricos de quantificação de DNA de Limnoperna fortunei em amostras de DNA ambiental (eDNA). Por meio de uma extensa revisão de literatura utilizando como base a metodologia PRISMA, verificou-se que atualmente oito espécies invasoras incrustante de água doce ameaçam a operação da UHE: quatro moluscos (Dreissena polymorpha, Dreissena bugensis, Limnoperna fortunei e Corbicula fluminea); um cnidário (Cordylophora caspia), duas diatomáceas (Didymosphenia geminata e Gomphonema tarraleahae); e um briozoário (Plumatella fungosa). Essas espécies são distribuídas globalmente e utilizam diferentes estratégias de invasão e estruturas de fixação para anexar às estruturas hidráulicas da UHE. Dentre as espécies identificadas, L. fortunei e D. polymorpha foram as que mais apresentaram impacto ao setor hidroelétrico. Em experimento laboratorial utilizando o eDNA da espécie L. fortunei constatou-se que o método quantitativo por rtPCR mostrou-se muito mais sensível quando comparado ao fluorômetro Qubit®. Através do método rtPCR foi possível identificar até 10-6 ng/µL de DNA de L. fortunei em amostras de água, o que equivale a identificar a presença de um animal adulto em 920.000 L de água.

Managing control methods against invasive fouling aquatic species requires essential factors such as: proper identification, biology understanding, monitoring and minimizing dispersion process. Methods based on environmental DNA (eDNA) are efficient methodological tools during species early detection even when their abundance is relatively low. Therefore, the study purpose is to identify, through a systematic literature review, the main fouling invasive aquatic species that have affected the operation of HPPs worldwide as well as to analyze the geographic distribution, the bioinvasion strategies and the potential of each of them when causing operational damage to the HPPs. Furthermore, this study searched to evaluate, from a serial dilution process, the sensitivity and accuracy of fluorometric methods for quantifying the DNA of Limnoperna fortunei in environmental DNA samples (eDNA). Through an extensive literature review based on the PRISMA methodology, it was found that currently eight invasive fouling species of fresh water threaten the operation of the UHE: four molluscs (Dreissena polymorpha, Dreissena bugensis, Limnoperna fortunei and Corbicula fluminea); one cnidarian (Cordylophora caspia), two diatoms (Didymosphenia geminata and Gomphonema tarraleahae); and a bryozoan (Plumatella fungosa). These species are globally spread with different invasion strategies and fixation attaching to the hydraulic structures of the HPPs. Among the identified species, L. fortunei and D. polymorpha were the most impacted to the hydroelectric sector. In a laboratory experiment using L. fortunei eDNA it was found that the quantitative method by rtPCR proved to be much more sensitive when compared to the Qubit® fluorometer. Using the rtPCR method it was possible to identify up to 10-6 ng / µL of L. fortunei DNA in water samples, which is equivalent to identifying the presence of an adult animal in 920,000 L of water.

Avaliação e caracterização do mexilhão-dourado incrustado em diferentes telas de tanques-rede

Foram realizados dois ensaios para avaliar e caracterizar o mexilhão-dourado incrustado em dois tipos de telas (PVC e Bezinal) para tanques-rede, em área aquícola de tilapicultura no reservatório da usina hidrelétrica de Itaipu Binacional. No primeiro ensaio, realizou-se a caracterização e a bioacumulação de metais do mexilhão-dourado incrustado em dois tipos de telas de tanque-rede. As telas foram retiradas e realizou-se a avaliação da massa média, total e dimensões (comprimento, altura e largura) dos moluscos incrustados. Posteriormente, foi realizada a ordenação dos comprimentos médios e avaliou-se a quantificação de cádmio, chumbo, alumínio, zinco e cromo dos mexilhões. Os mexilhões aderidos na tela Bezinal apresentaram maior massa média, comprimento, altura e largura. No entanto, a tela PVC proporcionou uma maior massa total de mexilhões. Os indivíduos com comprimentos entre 10 a 20 mm tiveram uma maior incidência na tela PVC e nos comprimentos entre 22 a 26 mm ocorreu uma maior frequência de mexilhões na tela Bezinal. Os mexilhões incrustados à tela Bezinal bioacumulam maior teor de Al, Zn e Cr, quando comparados aos aderidos na tela PVC. No segundo experimento, foram avaliadas as incrustações de mexilhão-dourado em telas PVC e Bezinal para tanques-rede de primeiro e segundo uso e quanto à utilização de recobrimento com óleo de tilápia-do-Nilo. As telas foram extraídas para estimativa e avaliação da massa total de substratos, massa média, total e dimensões dos moluscos. Quanto ao tempo de uso, a tela PVC apresentou os maiores valores de massa total de substratos, massas e dimensões dos moluscos. As telas de segundo uso resultaram nos maiores valores de dimensões e massa média de mexilhões, sendo observada a maior massa total de moluscos apenas na tela PVC e menor massa de substratos na tela Bezinal. Em relação ao uso de óleo de tilápia-do-Nilo, foi verificada a maior massa total de mexilhões e substratos aderidos na tela PVC. As telas banhadas em óleo apresentaram menores médias nas dimensões dos mexilhões, porém, não foram observadas diferenças significativas para as massas dos moluscos. O uso do arame revestido em Bezinal é mais eficiente em relação ao PVC como material anti-incrustante. As telas de segundo uso apresentam tendência de aumentar a massa de bioincrustantes. O uso do óleo de tilápia nas malhas de tanque-rede não é eficiente como alternativa de controle do mexilhão-dourado.

Two essays were performed in order to evaluate and characterize the golden mussel incrusted in two types of nets cages (PVC and Bezinal) in an area of tilapia aquaculture in the reservoir of the Itaipu Binacional hydroelectric power plant. In the first essay the characterization and bioaccumulation of gold-mussel metals fouling in two types of net cage was performed. The nets were removed and the evaluation of the average mass, total and dimensions (length, height and width) of the fouling molluscs was evaluated. Later, the ordering of the average lengths was executed, and the quantification of cadmium, lead, aluminum, zinc and chromium of mussels evaluated. The mussels that adhered to the Bezinal net had higher average mass, length, height and width. However, the PVC net provided a greater total mass of mussels encrusted. Subjects with a length between 10 and 20 mm had a higher incidence in the PVC net, and in lengths between 22 and 26mm had a greater frequency of mussels in the Bezinal screen net. The mussels fouling adhered to the Bezinal net had a higher bioaccumulation of Al, Zn and Cr contents when compared to those adhered to the PVC net. In the second experiment, goldfish molluscs in PVC and Bezinal nets were evaluated for first and second use of net-tanks and for the use of oil coating of Nile tilapia. The nets were extracted for the estimation and evaluation of the total mass of substrates, individual average mass, total amount and dimensions of the molluscs. Regarding usage time, PVC nets had the highest values of total mass of substrates, masses and sizes of molluscs. The nets on second use resulted in the highest values of size dimension and average mass of mussels, the largest total mass of molluscs being observed only in the PVC net, and the lowest mass of substrates in the Bezinal net. Regarding the use of oil of Nile tilapia, the largest total mass of mussels and substrates adhered to the PVC net. The oil-bathed nets had lower mean values in the size of the mussels, however, no significant differences were observed for the masses of the molluscs. The use of Bezinal coated wire is more efficient than PVC as an anti-fouling material. The second-use nets tend to increase the bio-fouling mass. The use of tilapia oil in net tank cages meshes is not efficient as an alternative control for the golden mussel.

Relação entre densidade de larvas de Limnoperna fortunei na coluna d água e sua colonização em tanques-rede

Objetivou-se compreender a colonização do mexilhão-dourado, Limnoperna fortunei, por meio da relação entre densidade larval e incrustação das colônias. Também foram avaliadas as variáveis limnológicas e a densidade de Copepoda e Cladocera. A pesquisa foi realizada em piscicultura em tanques-rede no reservatório Chavantes, rio Paranapanema, município de Ipaussu, São Paulo. Entre janeiro e setembro de 2018 foi investigada a densidade de larvas de Limnoperna fortunei, Cladocera e Copepoda em três pontos e três profundidades (1,0; 2,5 e 5,0m) e o recrutamento do L. fortunei, mensal e acumulado, na superfície (15 x 15 cm) de tambores da piscicultura. Contagem e identificação das larvas de L. fortunei seguiram Cataldo et al. (2005) e de microcrustáceos o protocolo Zooplâncton de água doce: métodos qualitativo e quantitativo (CETESB, 2012). Os mexilhões aderidos aos substratos foram medidos com paquímetro digital e microscópio estereoscópico. O crescimento do molusco foi estimado utilizando a equação de Bertalanffy. Copepoda foram dominantes. Maior densidade de L. fortunei ocorreu de janeiro a março (máximo de 37.300 ind.m-3) com picos menores em maio e setembro e drástica redução de junho a agosto (menor que 5.000 ind.m-3). Maiores densidades de Copepoda e Cladocera também ocorreram de janeiro a março. No verão houve maior recrutamento do L. fortunei, com evidente redução no período mais frio. Portanto, o período reprodutivo influenciou diretamente na incrustação. Estimou-se que o L. fortunei pode atingir 32,88 mm. As larvas do tipo D e umbonada mostraram-se as mais adequadas para o monitoramento da espécie

The objective was to understand the colonization of the golden mussel, Limnoperna fortunei, by means of the relation between larval density and incrustation of the colonies. The limnological variables and the density of Copepoda and Cladocera were also evaluated. The research was carried out in fish culture in fish cage in the Chavantes reservoir, Paranapanema River, municipality of Ipaussu, São Paulo. Between January and September 2018, the density of larvae of Limnoperna fortunei, Cladocera and Copepoda was investigated in three points and three depths (1,0, 2,5 and 5,0m) and the recruitment of L. fortunei, monthly and accumulated , on the surface (15 x 15cm) of fish farming drums. Count and identification of larvae of L. fortunei followed Cataldo et al. (2005) and microcrustaceans the Freshwater Zooplankton protocol: qualitative and quantitative methods (CETESB, 2012). The mussels adhered to the substrates were measured with digital caliper and stereoscopic microscope. Mollusk growth was estimated using the Bertalanffy equation. Copepoda were dominant. Higher density of L. fortunei occurred from January to March (maximum of 37,300 ind.m-3) with lower peaks in May and September and a drastic reduction from June to August (less than 5,000 ind.m-3). Higher densities of Copepoda and Cladocera also occurred from January to March. In the summer there was more recruitment of L. fortunei, with evident reduction in the colder period. Therefore, the reproductive period had a direct influence on the scale. It was estimated that L. fortunei can reach 32.88 mm. D and umbonate larvae were the most suitable for monitoring the species.

USO DE MÉTODOS QUÍMICOS COMO FERRAMENTA DE PREVENÇÃO E CONTROLE DO MEXILHÃO-DOURADO Limnoperna fortunei (DUNKER, 1857)

A busca por métodos mais eficientes de controle de incrustações causadas pelo mexilhão-dourado Limnoperna fortunei em sistemas hidráulicos, como os de usinas hidrelétricas e estações de tratamento de água, passa tanto pela avaliação da eficiência dos produtos utilizados, quanto pelos riscos ambientais e operacionais a eles associados. As concentrações desses produtos e as condições de operação, também são considerados fatores-chave para a obtenção de resultados satisfatórios. Os métodos químicos são seguramente os mais empregados no controle de incrustações, em vários países, no entanto, também são considerados potenciais fontes de contaminação dos ambientes aquáticos. Logo, o objetivo deste estudo foi identificar e avaliar a eficiência dos principais compostos químicos utilizados no controle do mexilhão-dourado L. fortunei em sistemas hidráulicos, bem como avaliar os potenciais problemas ambientais e operacionais relacionados. Ainda, este estudo procurou determinar a toxicidade aguda de quatro produtos químicos (dicloroisocianurato de sódio, hidróxido de sódio, MXD-100 e Ferbax® Contato) utilizados ou potencialmente utilizados no controle de L. fortunei no Brasil. As informações, obtidas através de uma extensa revisão bibliográfica, foram analisadas de forma comparativa, estabelecendo-se campos de relevância, no plano da comparação, para as variáveis: eficiência, impactos ambientais e impactos operacionais. Os principais compostos químicos usados no controle do L. fortunei, identificados por este estudo foram: gás amônia, Bayluscide WP70®, BULAB 6002®, CLAM-TROL CT2, gás cloro, dicloroisocianurato de sódio, dióxido de titânio, H-130M, hidróxido de sódio, MXD-100 e sulfato de cobre. Entre os produtos investigados, o hidróxido de sódio foi o que apresentou os melhores resultados e o gás cloro o pior. Características como a não seletividade em relação à espécie alvo; a geração de resíduos ou subprodutos tóxicos no ambiente; e uma série de indicadores de perigo, representam um conjunto de fragilidades que limitam a eficiência ou adequação dos métodos químicos atualmente empregados. Os indicadores utilizados para avaliar a toxicidade do dicloroisocianurato de sódio, hidróxido de sódio, MXD-100 e Ferbax® Contato foram: concentração letal mediana (CL50) e concentração letal 10% (CL10). Os testes de toxicidade aguda foram realizados em condições laboratoriais controladas, envolveram o uso de sistemas semi-estáticos, utilizando 80 indivíduos por tratamento e tendo duração de exposição de 96 h. As CL50 96 h foram calculadas em: 2,01 mg.L-1 para o dicloroisocianurato de sódio; 0,20 mL.L-1 para o MXD-100; e 0,03 mL.L-1 para o Ferbax® Contato. Além disso, estimou-se em 10,9 o pH necessário para provocar a morte de 50% dos organismos testados em 96 h. Os resultados aqui obtidos estabelecem, pela primeira vez, o grau de toxicidade do Ferbax® Contato, ao mesmo tempo que atestam o grau de toxicidade do dicloroisocianurato de sódio, do hidróxido de sódio e do MXD-100 para L. fortunei. Portanto, o reconhecimento dos métodos químicos, bem como, sua eficiência no controle de incrustação do L. fortunei, são ferramentas que irão contribuir para a busca de novos métodos que sejam menos impactantes ao ambiente e que minimizem os riscos nos processos de operacionais, além de serem economicamente viáveis.

The search for more efficient methods of scale control caused by the golden mussel Limnoperna fortunei in hydraulic systems such as hydroelectric plants and water treatment plants goes through both the evaluation of the efficiency of the products used and the environmental and operational risks to associated with them. The concentrations of these products and the operating conditions are also considered as key factors to obtain satisfactory results. Chemical methods are certainly the most used in scale control in several countries, however, they are also considered potential sources of contamination of environments aquatic. Therefore, the objective of this study was to identify and evaluate the efficiency of the main chemical compounds used in the control of the golden mussel L. fortunei in hydraulic systems, as well as to evaluate the potential related environmental and operational problems. Furthermore, this study aimed to determine the acute toxicity of four chemicals (sodium dichloroisocyanurate, sodium hydroxide, MXD-100 and Ferbax® Contact) used or potentially used in the control of L. fortunei in Brazil. The information, obtained through an extensive bibliographic review, was analyzed in a comparative way, establishing fields of relevance, in the comparison plane, for the variables: efficiency, environmental impacts and operational impacts. The major chemical compounds used to control L. fortunei identified by this study were ammonia gas, Bayluscide WP70®, BULAB 6002®, CLAM-TROL CT2 , chlorine gas, sodium dichloroisocyanurate, titanium dioxide, H-130M, sodium hydroxide, MXD-100 and copper sulphate. Among the products investigated, sodium hydroxide was the one that presented the best results and chlorine gas the worst. Characteristics such as non-selectivity in relation to the target species; the generation of toxic wastes or by-products in the environment; and a series of hazard indicators represent a set of weaknesses that limit the efficiency or suitability of the chemical methods currently employed. The indicators used to assess the toxicity of sodium dichloroisocyanurate, sodium hydroxide, MXD-100 and Ferbax® Contact were: median lethal concentration (LC50) and lethal concentration 10% (LC10). Acute toxicity tests were performed under controlled laboratory conditions, involving the use of semi-static systems, using 80 individuals per treatment and having a 96 h exposure duration. The 96 h LC50 were calculated as: 2.01 mg.L-1 for sodium dichloroisocyanurate; 0.20 mL.L-1 for MXD-100; and 0.03 mL.L-1 for the Ferbax® Contact. In addition, the pH required to cause the death of 50% of the organisms tested in 96 h was estimated at 10.9. The results obtained here establish, for the first time, the degree of toxicity of Ferbax® Contact, while attesting the degree of toxicity of sodium dichloroisocyanurate, sodium hydroxide and MXD-100 to L. fortunei. Therefore, the recognition of the chemical methods, as well as their efficiency in the control of L. fortunei scale, are tools that will contribute to the search for new methods that are less impacting to the environment and that minimize the risks in the operational processes, besides economically viable.

Detection of introduced sessile species on the near shore continental shelf in southern Brazil

Invasion by marine species, often considered a grave threat to marine ecosystems, occurs throughout the world as a consequence of many anthropogenic activities. In coastal Paraná, many factors including shipping, aquaculture and the use of artificial substrates provide suitable environments for the establishment and rapid spread of introduced marine species. To better understand this process, the encrusting community was studied on polyethylene plates (n = 120, 10 x 10 cm) that were placed seasonally at fixed locations on the inner continental shelf to detect non-native species. Of the 62 taxa found, 40 were identified to species, 14 of which were native, 9 introduced and 17 cryptogenic. We found a new introduction while most introduced species were previously reported at a nearby estuary with an international port. Possible complementary explanations for these detections are 1) estuaries influence ecological processes on the inner continental shelf, 2) the study area is near the route of cargo and other ships entering the port, 3) other local vectors, such as hulls of fishing and recreational boats, and artificial reefs link the estuary to the offshore areas. Thus, not only are estuaries invaded by exotic species, but also non-indigenous marine species may be present in the open sea where they are likely to colonize artificial substrates.

Detection of introduced sessile species on the near shore continental shelf in southern Brazil

Invasion by marine species, often considered a grave threat to marine ecosystems, occurs throughout the world as a consequence of many anthropogenic activities. In coastal Paraná, many factors including shipping, aquaculture and the use of artificial substrates provide suitable environments for the establishment and rapid spread of introduced marine species. To better understand this process, the encrusting community was studied on polyethylene plates (n = 120, 10 x 10 cm) that were placed seasonally at fixed locations on the inner continental shelf to detect non-native species. Of the 62 taxa found, 40 were identified to species, 14 of which were native, 9 introduced and 17 cryptogenic. We found a new introduction while most introduced species were previously reported at a nearby estuary with an international port. Possible complementary explanations for these detections are 1) estuaries influence ecological processes on the inner continental shelf, 2) the study area is near the route of cargo and other ships entering the port, 3) other local vectors, such as hulls of fishing and recreational boats, and artificial reefs link the estuary to the offshore areas. Thus, not only are estuaries invaded by exotic species, but also non-indigenous marine species may be present in the open sea where they are likely to colonize artificial substrates.

Detection of introduced sessile species on the near shore continental shelf in southern Brazil

Invasion by marine species, often considered a grave threat to marine ecosystems, occurs throughout the world as a consequence of many anthropogenic activities. In coastal Paraná, many factors including shipping, aquaculture and the use of artificial substrates provide suitable environments for the establishment and rapid spread of introduced marine species. To better understand this process, the encrusting community was studied on polyethylene plates (n = 120, 10 x 10 cm) that were placed seasonally at fixed locations on the inner continental shelf to detect non-native species. Of the 62 taxa found, 40 were identified to species, 14 of which were native, 9 introduced and 17 cryptogenic. We found a new introduction while most introduced species were previously reported at a nearby estuary with an international port. Possible complementary explanations for these detections are 1) estuaries influence ecological processes on the inner continental shelf, 2) the study area is near the route of cargo and other ships entering the port, 3) other local vectors, such as hulls of fishing and recreational boats, and artificial reefs link the estuary to the offshore areas. Thus, not only are estuaries invaded by exotic species, but also non-indigenous marine species may be present in the open sea where they are likely to colonize artificial substrates.

UTILIZAÇÃO DE MALHA DE COBRE PARA O CONTROLE DE INCRUSTAÇÕES BIOLÓGICAS

Este trabalho teve como objetivo analisar o efeito de diferentes materiais utilizados em tanques-rede na redução das incrustações biológicas. Foram avaliadas panagens de nylon multifilamento, nylon monofilamento e uma liga de cobre com e sem a utilização de anodo de zinco. Os materiais foram mantidos no mar por 180 dias tendo seu peso mensurado no início, a cada 30 dias e no final do período experimental. As variáveis ambientais (temperatura, pluviometria, salinidade, oxigênio dissolvido, pH, ORP (Potencial de oxidoredução), amônia e variação de marés) foram mensurados durante a realização do experimento. Foram calculados os custos de cada material visando subsidiar futuros estudos de viabilidade econômica. Expressiva biomassa de organismos incrustantes foi observada nas panagens de nylon, sendo que o monofilamento apresentou menor quantidade e diversidade de organismos comparativamente ao multifilamento. A malha de cobre manteve-se sem acúmulo de biomassa de organismos incrustantes. Não foram observadas diferenças para malhas de cobre com ou sem anodo de zinco. Foi possível comprovar que a malha de cobre é eficaz como agente anti-incrustante mesmo em clima tropical onde a bioincrustação se desenvolve mais rapidamente.

This study aims analyzes the effect of different mesh used in floating net cages in the reduction of the biofouling. Nylon multifilament, nylon monofilament and a copper alloy mesh were evaluated with and without the use of zinc anode. The panels were kept in the sea for 180 days and their weight measured at the beginning, every 30 days and at the end of experimental period. The environmental variables (temperature, rainfall, salinity, oxygen, pH, ORP, ammonia and tides) were measured along the experiment. The costs of each mesh were calculated seeking to subsidize studies of economical viability. Expressive biomass of fouling organisms was observed in nylon net pens, and the monofilament presented significantly less amount and diversity of organisms compared to the multifilament. The copper mesh remained without accumulation of biomass of fouling organisms. No differences were observed for copper meshes with or without zinc anode. It was possible to prove that the copper mesh is effective as an antifouling agent even in a tropical climate where biofouling develops more rapidly.

Chemical and microbiological evaluation of the internal surfaces of aluminum tubes both unlined and lined with epoxi resin by means of the stereoscope and scanning electron microscope

The internal surfaces of aluminum tubes, both unlined and lined with epoxy resin, which are used for packaged medicines such as creams, ointments, gels, etc., were evaluated chemically, and microbiologically with regard to microorganism adherence. Proof of porosity of the unlined aluminum surface and lined with epoxy resin, and the resistance to removal of the resin were observed using a scanning electron microscope and a stereoscope, with a digitalized image system. To evaluate the microorganisms adherence to the aluminum surface, unlined and lined with epoxy resin, sterilized disks (10mm in diameter) were immersed in Mueller Hinton Broth and placed in tubes of polypropylene with screw caps. The liquid culture medium was then inoculated with suspensions (10(9)CFU/ml) of the following microorganisms: Streptococcus agalactiae, Staphylococcus aureus, Acinetobacter lwoffii and Candida albicans and incubated at 37°C under constant agitation (100rpm) for 12 days. The culture broth was changed every 3 days, after which the disks were removed, and observed under the scanning electron microscope. Microscopic observations revealed adherence of the microorganisms and biofilm on the aluminum surfaces both unlined and lined with epoxy resin.

A superfície interna das bisnagas fabricadas com alumínio não revestido e revestido com resina epóxi, utilizadas para acondicionar cremes, pomadas, géis, etc., foram avaliadas quimicamente e por métodos microbiológicos correlacionados com a aderência de microrganismos. A prova da porosidade e da resistência à remoção da resina foi observada por meio do microscópio eletrônico de varredura (Topcon FM300) e estereoscópio Leica (MZ12) acoplado a Sistema de Digitalização de Imagens. Para avaliar a ação dos microrganismos foram utilizados corpos-de-prova esterilizados (discos de 10mm de diâmetro), imersos em caldo Mueller Hinton (Difco) e colocados em tubos de polipropileno com tampa de rosca (Corning). Foram inoculados tubos com meio de cultura para cada uma das suspensões bacterianas (10(9)UFC/mL) de Streptococcus agalactiae, Staphylococcus aureus, Acinetobacter lwoffii e Candida albicans, incubados a 37°C, sob agitação constante durante 12 dias. O meio de cultura era trocado a cada 3 dias. Após esse período, os corpos-de prova foram removidos, processados e observados em microscópio eletrônico de varredura JEOL-JSM (T330A). A observação por meio do microscopio eletrônico de varredura mostrou a aderência e a formação de biofilme sobre a superfície de alumínio não revestido e revestido com resina epóxi.

Fouling resistance investigations of seaweed products / Investigações de resistência à incrustação de produtos de algas marinhas

Any solid, unprotected, and undefended surface in the aquatic environment will be fouled. Fouling, on the other hand, can affect a wide range of species that can tolerate some epibiosis. Several others, on the other hand, aggressively keep the epibionts off their body surface (antifouling). Antifouling defenses are built into marine plants like seaweed and seagrass. They do have a distinctive surface structure with tightly packed needle-like peaks and antifouling coverings, which may hinder settling bacteria's ability to cling. Chemical antifouling resistance is most probably a biological reaction to epibiosis' ecological drawbacks, especially for organisms capable of performing photosynthesis. The goal of this study was to see how effective natural compounds derived from littoral seaweeds were in preventing fouling. The brown mussel, an important fouling organism, was evaluated in laboratory bioassays against fifty-one populations' crude organic extracts including fort-two macroalgae species. Antifouling activity, exhibited a distinct phylogenetic pattern, with red macroalgae having the largest share of active species, subsequently brown macroalgae. Antifouling action in green seaweeds has never been significant. Seven species showed some level of induced antifouling defense. Our findings appear to back up previous findings about secondary metabolite synthesis in seaweeds, indicating that in the hunt for novel antifoulants, researchers should concentrate their efforts on tropical red macroalgae.

Resumo contaminada. A incrustação, por outro lado, pode afetar uma ampla gama de espécies que podem tolerar alguma epibiose. Vários outros, por outro lado, mantêm agressivamente os epibiontes fora de sua superfície corporal (anti-incrustante). As defesas anti-incrustantes são construídas em plantas marinhas como algas marinhas e ervas marinhas. Elas têm uma estrutura de superfície distinta com picos semelhantes a agulhas bem compactadas e coberturas anti-incrustantes, o que pode dificultar a capacidade de fixação das bactérias. A resistência química anti-incrustante é provavelmente uma reação biológica às desvantagens ecológicas da epibiose, especialmente para organismos capazes de realizar fotossíntese. O objetivo deste estudo foi verificar a eficácia dos compostos naturais derivados de algas marinhas do litoral na prevenção da incrustação. O mexilhão-marrom, importante organismo incrustante, foi avaliado em bioensaios de laboratório contra extratos orgânicos brutos de 51 populações, incluindo duas espécies de macroalgas. A atividade anti-incrustante exibiu um padrão filogenético distinto, com macroalgas vermelhas tendo a maior participação de espécies ativas, posteriormente macroalgas marrons. A ação anti-incrustante em algas verdes nunca foi significativa. Sete espécies apresentaram algum nível de defesa anti-incrustante induzida. Nossas descobertas parecem corroborar descobertas anteriores sobre a síntese de metabólitos secundários em algas marinhas, indicando que, na busca por novos anti-incrustantes, os pesquisadores devem concentrar seus esforços em macroalgas vermelhas tropicais.