Functional diversity: a review on freshwater fish research

Functional diversity is an emergent approach in ecology that has been applied globally to better understand the relationships between organisms and the environment. However, assessing the functional diversity of freshwater fish is a challenge for scientists. Aiming to summarize the evolution of scientific knowledge on fish functional diversity, we performed a systematic review of the literature published from 1945 to 2021 using the Web of Science. Based on the 101 articles reviewed, we found that publications about functional diversity of fishes have increased over time, mainly in Neotropical, Indomalayan and Palearctic regions. Most studies were conducted in lotic ecosystems, especially to assess environmental impacts such as biological invasions and land use. Functional diversity has been assessed mainly by morphological traits that reflect feeding and locomotion dimensions. Functional richness was the most common index used in the studies. Our findings suggest that political neglect and lack of investments may hamper the research development in several places. The missing information about the functional traits of many species may limit the use of the functional approach. We also highlight the need for the incorporation of functional diversity in conservation programs once functional diversity is a key facet of biodiversity to maintain freshwater ecosystem functioning.

A diversidade funcional tem sido avaliada principalmente através de traços funcionais morfológicos que refletem as dimensões da alimentação e locomoção. A Riqueza Funcional foi a métrica mais comumente usada nos estudos. Esses resultados sugerem que a negligência política e a falta de investimentos podem dificultar o desenvolvimento de pesquisas em diversas regiões. A falta de informações sobre os traços funcionais de muitas espécies limita o uso da abordagem funcional. Destaca-se também a necessidade de incorporar a diversidade funcional em programas de conservação, uma vez que a diversidade funcional é uma faceta chave da biodiversidade para manter o funcionamento dos ecossistemas de água doce.

Accumulation of copper by the aquatic macrophyte Salvinia biloba Raddi (Salviniaceae) / Acumulação de cobre pela macrófita aquática Salvinia biloba Raddi (Salviniaceae)

Aquatic macrophytes have properties and mechanisms which are useful for the removal of substances in solution, commonly used in phytoremediation processes in aquatic environments. This study evaluated the performance of copper (Cu) accumulation by Salvinia biloba Raddi (Salviniaceae) in different metal concentrations (1, 3 and 5 µg mL-1), as well as the control treatment, measured at intervals of 0, 7 and 14 days under laboratory conditions, with control as to pH and luminosity. After the experiment, the S. biloba biomass was washed, kiln dried, crushed and subjected to the process of digestion, and subsequently the accumulated copper content was determined by atomic absorption spectroscopy. The results showed that S. biloba is apt at accumulating copper, varying significantly between different treatments and days of exposure to the contaminant, as well as its interaction (treatment × days). The highest accumulation values were observed in treatment with 5 µg mL-1, which at 14 days, with 11,861 µg g-1 of copper. We observed symptoms of toxicity and mortality in plants, probably indicating the effect of copper on the species when at high levels. Salvinia biloba is an efficient species in the removal of copper in solution, its recommendation as a remediating agent in aquatic ecosystems being possible.(AU)

Macrófitas aquáticas apresentam propriedades e mecanismos úteis à remoção de substâncias presentes em solução, comumente, utilizadas em processos de fitorremediação de ambientes aquáticos. Este estudo avaliou o desempenho de acumulação de cobre (Cu) por Salvinia biloba Raddi (Salviniaceae) em diferentes concentrações do metal (1, 3 e 5 µg mL-1), além do tratamento controle, avaliados em intervalos de 0, 7 e 14 dias, sob condições laboratoriais, com controle de pH e luminosidade. Após o experimento a biomassa de S. biloba, foi lavada, seca em estufa, triturada e submetida ao processo de digestão, sendo, posteriormente, o teor de cobre acumulado determinado por espectroscopia de absorção atômica. Os resultados evidenciaram que S. biloba é hábil em acumular cobre em sua biomassa, variando significativamente entre os diferentes tratamentos e dias de exposição ao contaminante, bem como por sua interação (tratamentos × dias). Os maiores teores de acúmulo foram observados no tratamento com 5 µg mL-1, que aos 14 dias apresentou até 11.861 µg g-1 de Cu. Observamos sintomas de toxicidade e mortalidade nas plantas, evidenciando, provavelmente, o efeito do cobre sobre a espécie quando em elevados níveis. Salvinia biloba é uma espécie eficiente na remoção do cobre em solução, sendo possível sua recomendação como agente de remediação em ecossistemas aquáticos.(AU)

Accumulation of copper by the aquatic macrophyte Salvinia biloba Raddi (Salviniaceae)

Abstract Aquatic macrophytes have properties and mechanisms which are useful for the removal of substances in solution, commonly used in phytoremediation processes in aquatic environments. This study evaluated the performance of copper (Cu) accumulation by Salvinia biloba Raddi (Salviniaceae) in different metal concentrations (1, 3 and 5 µg mL-1), as well as the control treatment, measured at intervals of 0, 7 and 14 days under laboratory conditions, with control as to pH and luminosity. After the experiment, the S. biloba biomass was washed, kiln dried, crushed and subjected to the process of digestion, and subsequently the accumulated copper content was determined by atomic absorption spectroscopy. The results showed that S. biloba is apt at accumulating copper, varying significantly between different treatments and days of exposure to the contaminant, as well as its interaction (treatment × days). The highest accumulation values were observed in treatment with 5 µg mL-1, which at 14 days, with 11,861 µg g-1 of copper. We observed symptoms of toxicity and mortality in plants, probably indicating the effect of copper on the species when at high levels. Salvinia biloba is an efficient species in the removal of copper in solution, its recommendation as a remediating agent in aquatic ecosystems being possible.

Resumo Macrófitas aquáticas apresentam propriedades e mecanismos úteis à remoção de substâncias presentes em solução, comumente, utilizadas em processos de fitorremediação de ambientes aquáticos. Este estudo avaliou o desempenho de acumulação de cobre (Cu) por Salvinia biloba Raddi (Salviniaceae) em diferentes concentrações do metal (1, 3 e 5 µg mL-1), além do tratamento controle, avaliados em intervalos de 0, 7 e 14 dias, sob condições laboratoriais, com controle de pH e luminosidade. Após o experimento a biomassa de S. biloba, foi lavada, seca em estufa, triturada e submetida ao processo de digestão, sendo, posteriormente, o teor de cobre acumulado determinado por espectroscopia de absorção atômica. Os resultados evidenciaram que S. biloba é hábil em acumular cobre em sua biomassa, variando significativamente entre os diferentes tratamentos e dias de exposição ao contaminante, bem como por sua interação (tratamentos × dias). Os maiores teores de acúmulo foram observados no tratamento com 5 µg mL-1, que aos 14 dias apresentou até 11.861 µg g-1 de Cu. Observamos sintomas de toxicidade e mortalidade nas plantas, evidenciando, provavelmente, o efeito do cobre sobre a espécie quando em elevados níveis. Salvinia biloba é uma espécie eficiente na remoção do cobre em solução, sendo possível sua recomendação como agente de remediação em ecossistemas aquáticos.

Accumulation of copper by the aquatic macrophyte Salvinia biloba Raddi (Salviniaceae)

Abstract Aquatic macrophytes have properties and mechanisms which are useful for the removal of substances in solution, commonly used in phytoremediation processes in aquatic environments. This study evaluated the performance of copper (Cu) accumulation by Salvinia biloba Raddi (Salviniaceae) in different metal concentrations (1, 3 and 5 µg mL-1), as well as the control treatment, measured at intervals of 0, 7 and 14 days under laboratory conditions, with control as to pH and luminosity. After the experiment, the S. biloba biomass was washed, kiln dried, crushed and subjected to the process of digestion, and subsequently the accumulated copper content was determined by atomic absorption spectroscopy. The results showed that S. biloba is apt at accumulating copper, varying significantly between different treatments and days of exposure to the contaminant, as well as its interaction (treatment × days). The highest accumulation values were observed in treatment with 5 µg mL-1, which at 14 days, with 11,861 µg g-1 of copper. We observed symptoms of toxicity and mortality in plants, probably indicating the effect of copper on the species when at high levels. Salvinia biloba is an efficient species in the removal of copper in solution, its recommendation as a remediating agent in aquatic ecosystems being possible.

Resumo Macrófitas aquáticas apresentam propriedades e mecanismos úteis à remoção de substâncias presentes em solução, comumente, utilizadas em processos de fitorremediação de ambientes aquáticos. Este estudo avaliou o desempenho de acumulação de cobre (Cu) por Salvinia biloba Raddi (Salviniaceae) em diferentes concentrações do metal (1, 3 e 5 µg mL-1), além do tratamento controle, avaliados em intervalos de 0, 7 e 14 dias, sob condições laboratoriais, com controle de pH e luminosidade. Após o experimento a biomassa de S. biloba, foi lavada, seca em estufa, triturada e submetida ao processo de digestão, sendo, posteriormente, o teor de cobre acumulado determinado por espectroscopia de absorção atômica. Os resultados evidenciaram que S. biloba é hábil em acumular cobre em sua biomassa, variando significativamente entre os diferentes tratamentos e dias de exposição ao contaminante, bem como por sua interação (tratamentos × dias). Os maiores teores de acúmulo foram observados no tratamento com 5 µg mL-1, que aos 14 dias apresentou até 11.861 µg g-1 de Cu. Observamos sintomas de toxicidade e mortalidade nas plantas, evidenciando, provavelmente, o efeito do cobre sobre a espécie quando em elevados níveis. Salvinia biloba é uma espécie eficiente na remoção do cobre em solução, sendo possível sua recomendação como agente de remediação em ecossistemas aquáticos.

Divergence in energy sources for Prochilodus lineatus (Characiformes: Prochilodontidae) in Neotropical floodplains

The stable carbon isotopic variability and the contributions of autochthonous (sediment microbial biomass, phytoplankton, and periphyton) and allochthonous (soil microbial biomass) sources available to the detritivorous fish Prochilodus lineatus were investigated in three environments of the floodplain of the Upper Paraná River. The isotopic composition of carbon sources and fish varied significantly among the studied environments. The autochthonous resources, represented by the phytoplankton, were the most assimilated by the species, followed by periphyton and sediment microbial biomass. The species used the sources differently in each environment. This study suggests that the inherent characteristics of this area, as well as the size of the watershed, the dry season, anthropogenic actions, and phytoplankton productivity, favor the use of autochthonous resources by the species studied. Therefore, studies in the floodplain should employ an eco-hydrological approach that quantifies the magnitude of energy subsidies, as well as an access route to consumers, knowledge about the selectivity of detritivorous species and the effects of different land uses.(AU)

A variabilidade isotópica e as contribuições autóctones (biomassa microbiana do sedimento, fitoplâncton e perifíton) e alóctone (biomassa microbiana do solo) assim como as principais fontes de carbono para o peixe detritívoro Prochilodus lineatus foram investigadas em três diferentes ambientes, da planície de inundação do alto rio Paraná. A composição isotópica das fontes de carbono e dos consumidores variaram significativamente entre os ambientes estudados, e os recursos alóctones, representados pelo fitoplâncton, foram os mais utilizados pela espécie, seguido pelo perifíton e biomassa do sedimento microbiano. A espécie utilizou fontes de carbono distintas em cada ambiente. Este estudo sugere que características inerentes a cada ambiente, assim como o tamanho do ambiente, o período de seca, ações antropogênicas e produtividade do fitoplâncton favorecem o uso dos recursos alóctones pela espécie estudada. Portanto, estudos na planície de inundação devem empregar uma abordagem eco-hidrológicas que quantifique a magnitude dos subsídios energéticos, bem como as vias energéticas aos consumidores, o conhecimento acerca da seletividade das espécies de detritívoros e o efeito dos diferentes usos da terra.(AU)

Divergence in energy sources for Prochilodus lineatus (Characiformes: Prochilodontidae) in Neotropical floodplains

The stable carbon isotopic variability and the contributions of autochthonous (sediment microbial biomass, phytoplankton, and periphyton) and allochthonous (soil microbial biomass) sources available to the detritivorous fish Prochilodus lineatus were investigated in three environments of the floodplain of the Upper Paraná River. The isotopic composition of carbon sources and fish varied significantly among the studied environments. The autochthonous resources, represented by the phytoplankton, were the most assimilated by the species, followed by periphyton and sediment microbial biomass. The species used the sources differently in each environment. This study suggests that the inherent characteristics of this area, as well as the size of the watershed, the dry season, anthropogenic actions, and phytoplankton productivity, favor the use of autochthonous resources by the species studied. Therefore, studies in the floodplain should employ an eco-hydrological approach that quantifies the magnitude of energy subsidies, as well as an access route to consumers, knowledge about the selectivity of detritivorous species and the effects of different land uses.(AU)

A variabilidade isotópica e as contribuições autóctones (biomassa microbiana do sedimento, fitoplâncton e perifíton) e alóctone (biomassa microbiana do solo) assim como as principais fontes de carbono para o peixe detritívoro Prochilodus lineatus foram investigadas em três diferentes ambientes, da planície de inundação do alto rio Paraná. A composição isotópica das fontes de carbono e dos consumidores variaram significativamente entre os ambientes estudados, e os recursos alóctones, representados pelo fitoplâncton, foram os mais utilizados pela espécie, seguido pelo perifíton e biomassa do sedimento microbiano. A espécie utilizou fontes de carbono distintas em cada ambiente. Este estudo sugere que características inerentes a cada ambiente, assim como o tamanho do ambiente, o período de seca, ações antropogênicas e produtividade do fitoplâncton favorecem o uso dos recursos alóctones pela espécie estudada. Portanto, estudos na planície de inundação devem empregar uma abordagem eco-hidrológicas que quantifique a magnitude dos subsídios energéticos, bem como as vias energéticas aos consumidores, o conhecimento acerca da seletividade das espécies de detritívoros e o efeito dos diferentes usos da terra.(AU)

Periphytic algae dynamics in lentic ecosystems in the Brazilian semiarid

Abstract The hydrological periods drive the structure and organization of aquatic communities in semiarid regions. We hypothesize that a decrease of the precipitation during the dry period will favor the development of the periphytic algal community, leading to higher richness and density in this period. To test this hypothesis, we investigated the changes in the periphytic algal community structure in three shallow and eutrophic ecosystems of the Brazilian semiarid. The sampling was performed between 2007 and 2010 at two-mensal intervals. The sampling of periphytic algal was performed in aquatic macrophytes and rocks. The abiotic variables were analyzed simultaneously. Dominance in diatoms, cyanobacteria and chlorophytes, respectively, was observed in two periods. In the dry period, waters were alkaline and had high concentrations of nitrate and total phosphorus associated with the highest densities of Bacillariophyceae. In the rainy period the water was warmer, oxygenated and high concentrations of ammonia and soluble reactive phosphorus with diatoms remained dominant but with reduced density, while cyanobacteria and chlorophytes increased. Overall, periphytic algal community composition no responded to changes in the hydrological periods. However, the hydrological periods altered the dynamics of periphytic algal community, supported by the alternation of the most representative classes (diatoms and cyanobacteria) between the hydrologic periods. Our data suggest that the morphometric and chemical and physical characteristics of lentic aquatic ecosystems studied were more important in the dynamics of periphytic algal community than the hydrological periods and types of substrates.

Resumo Os períodos hidrológicos impulsionam a estrutura e organização das comunidades aquáticas em regiões semiáridas. Nós hipotetizamos que uma diminuição da precipitação durante o período seco irá favorecer o desenvolvimento da comunidade de algas perifíticas, levando a uma maior riqueza e densidade nesse período. Para testar esta hipótese, nós investigamos as mudanças na estrutura da comunidade de algas perifíticas em três ecossistemas rasos e eutróficos do semiárido brasileiro. As amostragens foram realizadas entre 2007 e 2010 em intervalos de bimensais. A amostragem das algas perifíticas foi realizada em macrófitas aquáticas e rochas. As variáveis abióticas foram analisadas simultaneamente. A dominância de diatomáceas, cianobactérias e clorófitas, respectivamente, foi observada em todos os períodos. No período seco, as águas foram alcalinas com altas concentrações de nitrato e fósforo total associado às maiores densidades de Bacillariophyceae. Durante o período chuvoso as águas apresentaram-se mais quentes, oxigenadas e com altas concentrações de amônia e fósforo reativo solúvel. As diatomáceas permaneceram dominantes, mas com densidade reduzida, enquanto as cianobactérias e clorofíceas aumentaram. No geral, a composição da comunidade de algas perifíticas não respondeu as mudanças nos períodos hidrológicos. No entanto, os períodos hidrológicos alteraram a dinâmica da comunidade de algas perifíticas, apoiados pela alternância das classes mais representativas (diatomáceas e cianobactérias) entre os períodos hidrológicos. Nossos dados sugerem que as características morfométricas, químicas e físicas dos ecossistemas aquáticos lênticos estudados foram mais importantes na dinâmica da comunidade de algas perifíticas do que os períodos hidrológicos e tipos de substratos.

Periphytic algae dynamics in lentic ecosystems in the Brazilian semiarid

Abstract The hydrological periods drive the structure and organization of aquatic communities in semiarid regions. We hypothesize that a decrease of the precipitation during the dry period will favor the development of the periphytic algal community, leading to higher richness and density in this period. To test this hypothesis, we investigated the changes in the periphytic algal community structure in three shallow and eutrophic ecosystems of the Brazilian semiarid. The sampling was performed between 2007 and 2010 at two-mensal intervals. The sampling of periphytic algal was performed in aquatic macrophytes and rocks. The abiotic variables were analyzed simultaneously. Dominance in diatoms, cyanobacteria and chlorophytes, respectively, was observed in two periods. In the dry period, waters were alkaline and had high concentrations of nitrate and total phosphorus associated with the highest densities of Bacillariophyceae. In the rainy period the water was warmer, oxygenated and high concentrations of ammonia and soluble reactive phosphorus with diatoms remained dominant but with reduced density, while cyanobacteria and chlorophytes increased. Overall, periphytic algal community composition no responded to changes in the hydrological periods. However, the hydrological periods altered the dynamics of periphytic algal community, supported by the alternation of the most representative classes (diatoms and cyanobacteria) between the hydrologic periods. Our data suggest that the morphometric and chemical and physical characteristics of lentic aquatic ecosystems studied were more important in the dynamics of periphytic algal community than the hydrological periods and types of substrates.

Resumo Os períodos hidrológicos impulsionam a estrutura e organização das comunidades aquáticas em regiões semiáridas. Nós hipotetizamos que uma diminuição da precipitação durante o período seco irá favorecer o desenvolvimento da comunidade de algas perifíticas, levando a uma maior riqueza e densidade nesse período. Para testar esta hipótese, nós investigamos as mudanças na estrutura da comunidade de algas perifíticas em três ecossistemas rasos e eutróficos do semiárido brasileiro. As amostragens foram realizadas entre 2007 e 2010 em intervalos de bimensais. A amostragem das algas perifíticas foi realizada em macrófitas aquáticas e rochas. As variáveis abióticas foram analisadas simultaneamente. A dominância de diatomáceas, cianobactérias e clorófitas, respectivamente, foi observada em todos os períodos. No período seco, as águas foram alcalinas com altas concentrações de nitrato e fósforo total associado às maiores densidades de Bacillariophyceae. Durante o período chuvoso as águas apresentaram-se mais quentes, oxigenadas e com altas concentrações de amônia e fósforo reativo solúvel. As diatomáceas permaneceram dominantes, mas com densidade reduzida, enquanto as cianobactérias e clorofíceas aumentaram. No geral, a composição da comunidade de algas perifíticas não respondeu as mudanças nos períodos hidrológicos. No entanto, os períodos hidrológicos alteraram a dinâmica da comunidade de algas perifíticas, apoiados pela alternância das classes mais representativas (diatomáceas e cianobactérias) entre os períodos hidrológicos. Nossos dados sugerem que as características morfométricas, químicas e físicas dos ecossistemas aquáticos lênticos estudados foram mais importantes na dinâmica da comunidade de algas perifíticas do que os períodos hidrológicos e tipos de substratos.

Accumulation of copper by the aquatic macrophyte Salvinia biloba Raddi (Salviniaceae)

Abstract Aquatic macrophytes have properties and mechanisms which are useful for the removal of substances in solution, commonly used in phytoremediation processes in aquatic environments. This study evaluated the performance of copper (Cu) accumulation by Salvinia biloba Raddi (Salviniaceae) in different metal concentrations (1, 3 and 5 µg mL-1), as well as the control treatment, measured at intervals of 0, 7 and 14 days under laboratory conditions, with control as to pH and luminosity. After the experiment, the S. biloba biomass was washed, kiln dried, crushed and subjected to the process of digestion, and subsequently the accumulated copper content was determined by atomic absorption spectroscopy. The results showed that S. biloba is apt at accumulating copper, varying significantly between different treatments and days of exposure to the contaminant, as well as its interaction (treatment × days). The highest accumulation values were observed in treatment with 5 µg mL-1, which at 14 days, with 11,861 µg g-1 of copper. We observed symptoms of toxicity and mortality in plants, probably indicating the effect of copper on the species when at high levels. Salvinia biloba is an efficient species in the removal of copper in solution, its recommendation as a remediating agent in aquatic ecosystems being possible.

Resumo Macrófitas aquáticas apresentam propriedades e mecanismos úteis à remoção de substâncias presentes em solução, comumente, utilizadas em processos de fitorremediação de ambientes aquáticos. Este estudo avaliou o desempenho de acumulação de cobre (Cu) por Salvinia biloba Raddi (Salviniaceae) em diferentes concentrações do metal (1, 3 e 5 µg mL-1), além do tratamento controle, avaliados em intervalos de 0, 7 e 14 dias, sob condições laboratoriais, com controle de pH e luminosidade. Após o experimento a biomassa de S. biloba, foi lavada, seca em estufa, triturada e submetida ao processo de digestão, sendo, posteriormente, o teor de cobre acumulado determinado por espectroscopia de absorção atômica. Os resultados evidenciaram que S. biloba é hábil em acumular cobre em sua biomassa, variando significativamente entre os diferentes tratamentos e dias de exposição ao contaminante, bem como por sua interação (tratamentos × dias). Os maiores teores de acúmulo foram observados no tratamento com 5 µg mL-1, que aos 14 dias apresentou até 11.861 µg g-1 de Cu. Observamos sintomas de toxicidade e mortalidade nas plantas, evidenciando, provavelmente, o efeito do cobre sobre a espécie quando em elevados níveis. Salvinia biloba é uma espécie eficiente na remoção do cobre em solução, sendo possível sua recomendação como agente de remediação em ecossistemas aquáticos.

Accumulation of copper by the aquatic macrophyte Salvinia biloba Raddi (Salviniaceae)

Abstract Aquatic macrophytes have properties and mechanisms which are useful for the removal of substances in solution, commonly used in phytoremediation processes in aquatic environments. This study evaluated the performance of copper (Cu) accumulation by Salvinia biloba Raddi (Salviniaceae) in different metal concentrations (1, 3 and 5 µg mL-1), as well as the control treatment, measured at intervals of 0, 7 and 14 days under laboratory conditions, with control as to pH and luminosity. After the experiment, the S. biloba biomass was washed, kiln dried, crushed and subjected to the process of digestion, and subsequently the accumulated copper content was determined by atomic absorption spectroscopy. The results showed that S. biloba is apt at accumulating copper, varying significantly between different treatments and days of exposure to the contaminant, as well as its interaction (treatment × days). The highest accumulation values were observed in treatment with 5 µg mL-1, which at 14 days, with 11,861 µg g-1 of copper. We observed symptoms of toxicity and mortality in plants, probably indicating the effect of copper on the species when at high levels. Salvinia biloba is an efficient species in the removal of copper in solution, its recommendation as a remediating agent in aquatic ecosystems being possible.

Resumo Macrófitas aquáticas apresentam propriedades e mecanismos úteis à remoção de substâncias presentes em solução, comumente, utilizadas em processos de fitorremediação de ambientes aquáticos. Este estudo avaliou o desempenho de acumulação de cobre (Cu) por Salvinia biloba Raddi (Salviniaceae) em diferentes concentrações do metal (1, 3 e 5 µg mL-1), além do tratamento controle, avaliados em intervalos de 0, 7 e 14 dias, sob condições laboratoriais, com controle de pH e luminosidade. Após o experimento a biomassa de S. biloba, foi lavada, seca em estufa, triturada e submetida ao processo de digestão, sendo, posteriormente, o teor de cobre acumulado determinado por espectroscopia de absorção atômica. Os resultados evidenciaram que S. biloba é hábil em acumular cobre em sua biomassa, variando significativamente entre os diferentes tratamentos e dias de exposição ao contaminante, bem como por sua interação (tratamentos × dias). Os maiores teores de acúmulo foram observados no tratamento com 5 µg mL-1, que aos 14 dias apresentou até 11.861 µg g-1 de Cu. Observamos sintomas de toxicidade e mortalidade nas plantas, evidenciando, provavelmente, o efeito do cobre sobre a espécie quando em elevados níveis. Salvinia biloba é uma espécie eficiente na remoção do cobre em solução, sendo possível sua recomendação como agente de remediação em ecossistemas aquáticos.

Pegada hídrica cinza de sistema de cultivo intensivo de camarão-branco em água salobra / Gray water footprint of whiteleg shrimp intensive pond systems in brackish water

Este estudo objetivou identificar, por meio da metodologia da pegada hídrica cinza, o consumo hídrico e o potencial contaminante do cultivo intensivo de Litopenaeus vannamei. A pesquisa foi conduzida na Fazenda Experimental Yakult UFSC entre setembro de 2014 e janeiro de 2015, em cultivos intensivos sem renovação de água e tendo como substância de relevância ambiental o fósforo total. O valor da pegada hídrica cinza obtido no sistema de cultivo intensivo do camarão marinho foi de 1.315,11 m³ por tonelada produzida. Esse volume representa aproximadamente 68% daquele utilizado na produção. A pegada hídrica cinza do sistema de cultivo intensivo de camarões brancos foi influenciada pela legislação vigente, pois esta permite lançamentos de fósforo total em valores que podem estar em desacordo com a capacidade de assimilação do corpo receptor, comprometendo, assim, o ecossistema aquático. Para novos cálculos de pegada hídrica cinza no Brasil, sugere-se o uso do índice de estado trófico do corpo hídrico como referência de concentração máxima aceitável dos corpos hídricos.(AU)

This study aimed to identify, with the gray water footprint methodology, the water consumption and contaminant potential of intensive pond system of Litopenaeus vannamei. The study was conducted at the Yakult Experimental Farm - UFSC from September, 2014 to January, 2015, with zero water exchange with the environmental relevance substance the total phosphorus. The gray water footprint of intensive system of marine shrimp obtained was of 1,315.11 m³ per ton produced. This volume represents 68% of the volume used in production. The gray water footprint of intensive system of marine shrimp was influenced by the current legislation, as it is very permissive for total phosphorus releases end up leading to values that may be in disagreement with the assimilative capacity of the receiving body, affecting the aquatic ecosystem. For new gray water footprint calculations in Brazil there is a suggestion of the use of trophic state index as a maximum acceptable concentration reference of water bodies.(AU)

Pegada hídrica cinza de sistema de cultivo intensivo de camarão-branco em água salobra / Gray water footprint of whiteleg shrimp intensive pond systems in brackish water

Este estudo objetivou identificar, por meio da metodologia da pegada hídrica cinza, o consumo hídrico e o potencial contaminante do cultivo intensivo de Litopenaeus vannamei. A pesquisa foi conduzida na Fazenda Experimental Yakult – UFSC entre setembro de 2014 e janeiro de 2015, em cultivos intensivos sem renovação de água e tendo como substância de relevância ambiental o fósforo total. O valor da pegada hídrica cinza obtido no sistema de cultivo intensivo do camarão marinho foi de 1.315,11 m³ por tonelada produzida. Esse volume representa aproximadamente 68% daquele utilizado na produção. A pegada hídrica cinza do sistema de cultivo intensivo de camarões brancos foi influenciada pela legislação vigente, pois esta permite lançamentos de fósforo total em valores que podem estar em desacordo com a capacidade de assimilação do corpo receptor, comprometendo, assim, o ecossistema aquático. Para novos cálculos de pegada hídrica cinza no Brasil, sugere-se o uso do índice de estado trófico do corpo hídrico como referência de concentração máxima aceitável dos corpos hídricos.

This study aimed to identify, with the gray water footprint methodology, the water consumption and contaminant potential of intensive pond system of Litopenaeus vannamei. The study was conducted at the Yakult Experimental Farm - UFSC from September, 2014 to January, 2015, with zero water exchange with the environmental relevance substance the total phosphorus. The gray water footprint of intensive system of marine shrimp obtained was of 1,315.11 m³ per ton produced. This volume represents 68% of the volume used in production. The gray water footprint of intensive system of marine shrimp was influenced by the current legislation, as it is very permissive for total phosphorus releases end up leading to values that may be in disagreement with the assimilative capacity of the receiving body, affecting the aquatic ecosystem. For new gray water footprint calculations in Brazil there is a suggestion of the use of trophic state index as a maximum acceptable concentration reference of water bodies.

Interaction between resource identity and bacterial community composition regulates bacterial respiration in aquatic ecosystems

Abstract Resource identity and composition structure bacterial community, which in turn determines the magnitude of bacterial processes and ecological services. However, the complex interaction between resource identity and bacterial community composition (BCC) has been poorly understood so far. Using aquatic microcosms, we tested whether and how resource identity interacts with BCC in regulating bacterial respiration and bacterial functional diversity. Different aquatic macrophyte leachates were used as different carbon resources while BCC was manipulated through successional changes of bacterial populations in batch cultures. We observed that the same BCC treatment respired differently on each carbon resource; these resources also supported different amounts of bacterial functional diversity. There was no clear linear pattern of bacterial respiration in relation to time succession of bacterial communities in all leachates, i.e. differences on bacterial respiration between different BCC were rather idiosyncratic. Resource identity regulated the magnitude of respiration of each BCC, e.g. Ultricularia foliosa leachate sustained the greatest bacterial functional diversity and lowest rates of bacterial respiration in all BCC. We conclude that both resource identity and the BCC interact affecting the pattern and the magnitude of bacterial respiration in aquatic ecosystems.

Resumo A identidade e a composição do recurso estruturam a comunidade bacteriana, que, por sua vez, determina a magnitude dos processos bacterianos e seus serviços ecológicos. Porém, a complexa interação entre a identidade do recursos e a composição da comunidade bacteriana (CCB) tem sido pouco avaliada até o momento. Utilizando microcosmos aquáticos, nós testamos quando e como a identidade do recurso interage com a CCB na regulação da respiração bacteriana e da diversidade funcional bacteriana. Diferentes lixiviados de macrófitas aquáticas foram utilizados como diferentes fontes de carbono, enquanto que a CCB foi manipulada através de mudanças sucessionais das populações bacterianas em culturas de recrescimento. Nós observamos que tratamentos com a mesma CCB respiraram diferentemente em cada fonte de carbono; diferentes fontes também suportaram diferentes valores de diversidade funcional bacteriana. Não houve padrão linear claro de mudança na respiração bacteriana em relação ao tempo de sucessão das comunidades bacterianas nos lixiviados, i.e. diferenças na respiração bacteriana entre diferentes CCB foram idiossincráticas. A identidade do recurso regulou a magnitude da respiração, em cada CCB, e.g. o lixiviado de Ultricularia foliosa sustentou os maiores valores de diversidade funcional bacteriana e as menores taxas de respiração bacteriana em todas as CCB. Nós concluímos que a identidade do recurso e a CCB interagem afetando o padrão e a magnitude da respiração bacteriana em ecossistemas aquáticos.

Interaction between resource identity and bacterial community composition regulates bacterial respiration in aquatic ecosystems / A interação entre a identidade do recurso e a composição da comunidade bacteriana regula a respiração bacteriana em ecossistemas aquáticos

Resource identity and composition structure bacterial community, which in turn determines the magnitude of bacterial processes and ecological services. However, the complex interaction between resource identity and bacterial community composition (BCC) has been poorly understood so far. Using aquatic microcosms, we tested whether and how resource identity interacts with BCC in regulating bacterial respiration and bacterial functional diversity. Different aquatic macrophyte leachates were used as different carbon resources while BCC was manipulated through successional changes of bacterial populations in batch cultures. We observed that the same BCC treatment respired differently on each carbon resource; these resources also supported different amounts of bacterial functional diversity. There was no clear linear pattern of bacterial respiration in relation to time succession of bacterial communities in all leachates, i.e. differences on bacterial respiration between different BCC were rather idiosyncratic. Resource identity regulated the magnitude of respiration of each BCC, e.g. Ultricularia foliosa leachate sustained the greatest bacterial functional diversity and lowest rates of bacterial respiration in all BCC. We conclude that both resource identity and the BCC interact affecting the pattern and the magnitude of bacterial respiration in aquatic ecosystems.(AU)

A identidade e a composição do recurso estruturam a comunidade bacteriana, que, por sua vez, determina a magnitude dos processos bacterianos e seus serviços ecológicos. Porém, a complexa interação entre a identidade do recursos e a composição da comunidade bacteriana (CCB) tem sido pouco avaliada até o momento. Utilizando microcosmos aquáticos, nós testamos quando e como a identidade do recurso interage com a CCB na regulação da respiração bacteriana e da diversidade funcional bacteriana. Diferentes lixiviados de macrófitas aquáticas foram utilizados como diferentes fontes de carbono, enquanto que a CCB foi manipulada através de mudanças sucessionais das populações bacterianas em culturas de recrescimento. Nós observamos que tratamentos com a mesma CCB respiraram diferentemente em cada fonte de carbono; diferentes fontes também suportaram diferentes valores de diversidade funcional bacteriana. Não houve padrão linear claro de mudança na respiração bacteriana em relação ao tempo de sucessão das comunidades bacterianas nos lixiviados, i.e. diferenças na respiração bacteriana entre diferentes CCB foram idiossincráticas. A identidade do recurso regulou a magnitude da respiração, em cada CCB, e.g. o lixiviado de Ultricularia foliosa sustentou os maiores valores de diversidade funcional bacteriana e as menores taxas de respiração bacteriana em todas as CCB. Nós concluímos que a identidade do recurso e a CCB interagem afetando o padrão e a magnitude da respiração bacteriana em ecossistemas aquáticos.(AU)

Influência das atividades antrópicas sobre a colonização em substrato artificial por macroinvertebrados bentônicos em rio de baixa ordem no Sul do Brasil

Assumindo-se o pressuposto que os impactos antrópicos exercem influência sobre os macroinvertebrados bentônicos, este estudo teve como objetivo verificar, através da análise da colonização por macroinvertebrados bentônicos em o substrato artificial, possíveis influências de diferentes graus de impacto sobre os atributos de comunidade, colonização e sucessão ecológica e na composição dos grupos tróficos funcionais. Especificamente, este estudo buscou responder as seguintes questões: i) haverá alterações nos atributos de comunidade e de grupos funcionais nos pontos de amostragem e ao longo do período de exposição dos substratos artificiais? ii) O grau de impacto influencia no processo de colonização e sucessão ecológica e na distribuição dos grupos tróficos funcionais? As amostragens foram realizadas no rio Toledo (Toledo-PR) entre março e maio 2016 em três pontos amostrais distribuídos no sentido nascente-foz (P1 - Nascente P2 - Meio e P3 - Foz). Foi verificada a colonização de 2.019 indivíduos (ind) sendo que a maior ocorrência de Chironomidae (1044 ind) seguido de Oligochaeta (475 ind) e Glossiphoniidae (347 ind). Embora a equitabilidade tenha tido menores valores temporalmente no P3, os atributos de comunidade não sofreram influência significativa, tanto nos pontos como no período de exposição do substrato. Em relação à distribuição dos táxons temporal e espacialmente, foi possível observar um processo de sucessão ecológica principalmente nos pontos com menor grau de impacto e, aliado com as maiores ocorrências de espécies tolerantes no P3, indica uma influência da degradação ambiental sobre a distribuição dos táxons. Já a distribuição dos grupos tróficos funcionais não evidenciou influências do tempo de exposição do substrato, porém em relação aos pontos de coleta, o grau de impacto pode ter influenciado as ocorrências, uma vez que alterou a proporção da ocorrência destes grupos, devido ao aumento de organismos raspadores pertencentes a grupos tolerantes.

Assuming the presumption that the anthropic impacts influence benthic macroinvertebrates, this study aimed to verify, through the analysis of the colonization by benthic macroinvertebrates in the artificial substrate, possible influences of different degrees of impact on the attributes of community, colonization And ecological succession and composition of functional trophic groups. Specifically, this study sought to answer the following questions: i) will there be changes in community attributes and functional groups at the sampling points and over the exposure period of the artificial substrates? Ii) Does the degree of impact influence the process of colonization and ecological succession and the distribution of functional trophic groups? Samples were collected in the Toledo river (Toledo-PR) between March and May 2016 at three sampling points distributed in the nascent-foz direction (P1 Nascente, P2 - Meio and P3 Foz). It was verified the colonization of 2,019 individuals (ind) being the highest occurrence of Chironomidae (1044 ind) followed by Oligochaeta (475 ind) and Glossiphoniidae (347 ind). Although the equitability had lower values temporarily in P3, the community attributes did not have significant influence, both in the points as in the exposure period of the substrate. In relation to the distribution of the taxa temporally and spatially, it was possible to observe a process of ecological succession mainly in the points with the lowest degree of impact and, together with the higher occurrences of tolerant species in P3, indicates an influence of the environmental degradation on the distribution of the taxa . However, the distribution of the functional trophic groups did not show any influence on the time of exposure of the substrate, but in relation to the collection points, the degree of impact may have influenced the occurrences, since it changed the proportion of the occurrence of these groups, due to the increase of Organisms belonging to tolerant groups. Keywords:

Effect of environmental quality and mesohabitat structure on a Biotic Integrity Index based on fish assemblages of cerrado streams from Rio Cuiabá basin, Brazil / Efeito da qualidade ambiental e da estrutura do meso-habitat sobre um índice de integridade biótica baseado em assembleias de peixes de córregos de cerrado da bacia do rio Cuiabá, Brasil

Over the last 30 years, the Cerrado has been experiencing various antropic impacts that have brought about alterations to species composition, structure and functioning of aquatic habitats. Therefore, studies on negative impacts are useful to prevent future damage and restore environmental quality. The objectives of our study were: i) to adapt an index of biotic integrity of streams in the Rio Cuiabá Basin and ii) to analyze if the Index of Biotic Integrity (IBI) correlated with the environmental quality measured by the Index of Environmental Quality (IEQ) and with the mesohabitat structure. We sampled 26 streams in sub-basins of the Cuiabá River. In each stream, we closed a stretch of 50 m with blockage nets and used electrofishing to capture fish. To obtain a measure of environmental quality in sampled units, we characterized the stream and its micro basin. For the analyses, we used the Spearman Correlation, Kruskal-Wallis test and Analysis of Multiple Regression. We collected 697 individuals distributed into 6 orders, 15 families and 49 species. The IBI followed changes on environmental quality measured by IEQ when we removed streams that present natural barriers from the analysis (r² = 0.4; r² = 0.58). Types of land use did not affect the biotic integrity (n = 26; df = 4; H = 4,860; p = 0.302), but natural and artificial barriers affected it (n = 26; df = 4; H = 11,027; p = 0.026). The IBI was not sensitive to variations in mesohabitat structure (F2,23 = 0.373; r² = 0.031; Axe 1 p = 0.620; Axe 2 p = 0.490). The IBI is certainly a reasonable instrument for evaluating changes in the environment, but we cannot ignore the fact that we were able to obtain the same result with any combinations of metrics. This makes its analysis and interpretation difficult.(AU)

Nos últimos 30 anos, o cerrado tem sofrido severos impactos antrópicos que provocam alterações na composição de espécies, na estrutura e no funcionamento de habitats aquáticos. Dessa forma, estudos sobre impactos negativos são úteis para prevenir futuras degradações e restaurar a qualidade ambiental. Os objetivos do nosso estudo foram: i) adaptar um índice de integridade biótica para os riachos da bacia do rio Cuiabá e ii) analisar se o índice de integridade biótica (IIB) é correlacionado com a qualidade ambiental medida pelo índice de qualidade ambiental (IQA) e com a estrutura do meso-habitat. Amostramos 26 riachos da sub-bacia do rio Cuiabá; em cada um deles, delimitados um segmento de 50 m, utilizando a pesca elétrica como método de coleta. Para obter a medida de qualidade ambiental nas unidades amostradas, caracterizamos os riachos e sua microbacia. Para as análises nós usamos a correlação de Sperman, o teste Kruskal-Wallis e a análise de componentes principais. Coletamos 697 indivíduos distribuídos em 6 ordens, 15 famílias e 49 espécies. O IIB seguiu mudanças na qualidade ambiental medida pelo IQA quando nós removemos da análise os riachos que apresentavam barreiras ambientais (r² = 0.4; r²S= 0.58). Tipos de usos da terra não afetaram a integridade biótica (n = 26; df = 4; H = 4,860; p = 0.302), de modo oposto existiu uma associação negativa entre a presença de barreira e o IIB (n = 26; df = 4; H = 11,027; p = 0.026). O IIB não foi sensível às variações na estrutura do meso-habitat (F2,23 = 0.373; r² = 0.031; Axe 1 p = 0.620; Axe 2 p = 0.490). O IIB mostrou-se como um razoável instrumento para avaliar as mudanças do ambiente, mas não podemos ignorar que com várias combinações das métricas podemos obter um mesmo resultado, o que dificulta sua análise e interpretação.(AU)

Assessment of the ecological functionality of anthropogenically created habitats in the impoundment of the hydropower plant Freudenau (Vienna, Austria) with bi- and multivariate statistical analyses

The construction of the hydropower plant Freudenau was accompanied by the introduction of new structures and habitats. This study processes and evaluates the ecological fish data for the periods 1999/2000 and 2003/2004. The area was subdivided into five sections and 19 habitats (stream kilometer 1914.50 to 1994.60). Bi- and multivariate analyses were inducted with SPSS© (SPSS 2007). The CPUE values show that most fish remain in the Transition Zone and in the Head of Reservoir. The cluster analyses of the individual habitats show that these can be characterized primarily by abiotic factors. There was a strong statistical relationship between the individual habitats and the Danube mainstream. We conclude that fish have access to the habitats and that there is interconnectivity between these habitats. In general, the habitats were highly accepted by the fish species: all contained both juvenile and adult fish. The differentiated spectrum of species points to complex relationships. In principle the newly created habitats can be considered to be good replacement environments.

Assessment of the ecological functionality of anthropogenically created habitats in the impoundment of the hydropower plant Freudenau (Vienna, Austria) with bi- and multivariate statistical analyses

The construction of the hydropower plant Freudenau was accompanied by the introduction of new structures and habitats. This study processes and evaluates the ecological fish data for the periods 1999/2000 and 2003/2004. The area was subdivided into five sections and 19 habitats (stream kilometer 1914.50 to 1994.60). Bi- and multivariate analyses were inducted with SPSS© (SPSS 2007). The CPUE values show that most fish remain in the Transition Zone and in the Head of Reservoir. The cluster analyses of the individual habitats show that these can be characterized primarily by abiotic factors. There was a strong statistical relationship between the individual habitats and the Danube mainstream. We conclude that fish have access to the habitats and that there is interconnectivity between these habitats. In general, the habitats were highly accepted by the fish species: all contained both juvenile and adult fish. The differentiated spectrum of species points to complex relationships. In principle the newly created habitats can be considered to be good replacement environments.

Assessment of the ecological functionality of anthropogenically created habitats in the impoundment of the hydropower plant Freudenau (Vienna, Austria) with bi- and multivariate statistical analyses

The construction of the hydropower plant Freudenau was accompanied by the introduction of new structures and habitats. This study processes and evaluates the ecological fish data for the periods 1999/2000 and 2003/2004. The area was subdivided into five sections and 19 habitats (stream kilometer 1914.50 to 1994.60). Bi- and multivariate analyses were inducted with SPSS© (SPSS 2007). The CPUE values show that most fish remain in the Transition Zone and in the Head of Reservoir. The cluster analyses of the individual habitats show that these can be characterized primarily by abiotic factors. There was a strong statistical relationship between the individual habitats and the Danube mainstream. We conclude that fish have access to the habitats and that there is interconnectivity between these habitats. In general, the habitats were highly accepted by the fish species: all contained both juvenile and adult fish. The differentiated spectrum of species points to complex relationships. In principle the newly created habitats can be considered to be good replacement environments.