Comparison of photoautotrophic and mixotrophic cultivation of microalgae Messastrum gracile (Chlorophyceae) in alternative culture media / Comparação dos cultivos foto-autotrófico e mixotrófico da microalga Messastrum gracile (Chlorophyceae) em meios de cultura alternativos

Growth and biological conditions of Messastrum gracile were evaluated to compare the effect of photoautotrophic and mixotrophic cultivation on the increase of biomass production and chemical conditions cultured in macrophyte and commercial culture media. The growth rate (k) of M. gracile was different in the culture media, higher in mixotrophic cultivation for Lemna minor culture medium, whilst to Eichhornia crassipes and NPK culture media were higher in photoautotrophic cultivation. Mean lipid contents in photoautotrophic cultivation were 8.2% biomass dry weight, whereas they reached 19% biomass dry weight in mixotrophic cultivation. Protein contents were below 48% biomass dry weight in photoautotrophic cultivation and 30% biomass dry weight in mixotrophic cultivation. Messastrum gracile cultured in macrophyte culture media (E. crassipes and L. minor) and NPK culture medium provided satisfactory results with regard to lipid and protein contents in mixotrophic and photoautotrophic cultivations, respectively. Lipid and protein contents in alternative media were higher or similar to the CHU12 commercial culture medium.(AU)

O crescimento e as condições biológicas da microalga Messastrum gracile foram avaliados para comparar o efeito do cultivo foto-autotrófico e mixotrófico na produção de biomassa e condições químicas em meios de cultura comercial e de macrófitas. A taxa de crescimento (k) de M. gracile foi diferente entre os meios de cultura, sendo maior no cultivo mixotrófico para o meio Lemna minor, enquanto para os meios Eichhornia crassipes e NPK foram maiores no cultivo foto-autotrófico. Os teores de lipídios no cultivo foto-autotrófico foram de 8,2% da biomassa seca, enquanto que no mixotrófico atingiram 19% da biomassa seca. Os teores de proteína em cultivo foto-autotrófico estiveram abaixo de 48% da biomassa seca e 30% de biomassa seca no cultivo mixotrófico. Messastrum gracile cultivada em meios de cultura de macrófitas (E. crassipes e L. minor) e NPK apresentaram resultados satisfatórios em relação aos teores de lipídeos e proteínas nos cultivos mixotróficos e foto-autotróficos, respectivamente. Os teores lipídicos e proteicos em meios alternativos foram maiores ou semelhantes ao meio comercial CHU12.(AU)

Comparison of photoautotrophic and mixotrophic cultivation of microalgae Messastrum gracile (Chlorophyceae) in alternative culture media

Abstract Growth and biological conditions of Messastrum gracile were evaluated to compare the effect of photoautotrophic and mixotrophic cultivation on the increase of biomass production and chemical conditions cultured in macrophyte and commercial culture media. The growth rate (k) of M. gracile was different in the culture media, higher in mixotrophic cultivation for Lemna minor culture medium, whilst to Eichhornia crassipes and NPK culture media were higher in photoautotrophic cultivation. Mean lipid contents in photoautotrophic cultivation were 8.2% biomass dry weight, whereas they reached 19% biomass dry weight in mixotrophic cultivation. Protein contents were below 48% biomass dry weight in photoautotrophic cultivation and 30% biomass dry weight in mixotrophic cultivation. Messastrum gracile cultured in macrophyte culture media (E. crassipes and L. minor) and NPK culture medium provided satisfactory results with regard to lipid and protein contents in mixotrophic and photoautotrophic cultivations, respectively. Lipid and protein contents in alternative media were higher or similar to the CHU12 commercial culture medium.

Resumo O crescimento e as condições biológicas da microalga Messastrum gracile foram avaliados para comparar o efeito do cultivo foto-autotrófico e mixotrófico na produção de biomassa e condições químicas em meios de cultura comercial e de macrófitas. A taxa de crescimento (k) de M. gracile foi diferente entre os meios de cultura, sendo maior no cultivo mixotrófico para o meio Lemna minor, enquanto para os meios Eichhornia crassipes e NPK foram maiores no cultivo foto-autotrófico. Os teores de lipídios no cultivo foto-autotrófico foram de 8,2% da biomassa seca, enquanto que no mixotrófico atingiram 19% da biomassa seca. Os teores de proteína em cultivo foto-autotrófico estiveram abaixo de 48% da biomassa seca e 30% de biomassa seca no cultivo mixotrófico. Messastrum gracile cultivada em meios de cultura de macrófitas (E. crassipes e L. minor) e NPK apresentaram resultados satisfatórios em relação aos teores de lipídeos e proteínas nos cultivos mixotróficos e foto-autotróficos, respectivamente. Os teores lipídicos e proteicos em meios alternativos foram maiores ou semelhantes ao meio comercial CHU12.

Habitat complexity does not influence prey consumption in an experimental three-level trophic chain

Habitat complexity influences species diversity and regulates trophic interactions, mostly by increasing resource partitioning within habitats and providing refuge for prey. The influence of habitat complexity on more than two trophic levels is not well understood, mainly because behavioral modifications of prey and predator may influence the outcome of trophic interactions. Thus, we conducted a two-factor experiment with a three-level trophic chain: a piscivorous fish [Hoplerythrinus unitaeniatus (Spix & Agassiz 1829)], an invertivorous fish (Moenkhausia forestii Benine, Mariguela & C. de Oliveira, 2009) and an aquatic macroinvertebrate (Chironomidae larvae). We measured prey consumption in low, intermediate and high habitat complexity, provided by submerged macrophyte densities, in the presence and the absence of the piscivore, intending to test the hypothesis that higher habitat complexities decrease predators foraging success in different trophic levels. We calculated the percentage of consumed prey in all treatment combinations. There was no significant effect of habitat complexity on prey consumption for neither the piscivorous nor the invertivorous fish, but a positive correlation was found between the percentages of consumed prey by both the piscivore and the invertivore. Observed modifications in the foraging behavior of the piscivore may have resulted in similar prey consumptions in low and high macrophyte densities. Moreover, more active M. forestii could have suffered a higher predation pressure by H. unitaeniatus, resulting in the positive correlation found. We conclude that behavior patterns in different habitat complexities possibly influenced predation rates in the three experimental trophic levels.(AU)

A complexidade de habitat influencia a diversidade de espécies e regula interações tróficas, principalmente por possibilitar a partição de recurso nos habitats e fornecer refúgio para presas. A influência da complexidade de habitat sob mais de dois níveis tróficos não é bem compreendida, especialmente porque modificações comportamentais das presas e dos predadores podem influenciar o resultado das interações tróficas. Assim, nós conduzimos um experimento bifatorial com uma cadeia trófica de três níveis: um peixe piscívoro [Hoplerythrinus unitaeniatus (Spix & Agassiz 1829)], um peixe invertívoro (Moenkhausia forestii Benine, Mariguela & C. de Oliveira, 2009) e um macroinvertebrados aquático (larvas de Chironomidae). Mensuramos o consumo de presas em complexidades de habitat baixa, intermediária e alta, dada por diferentes densidades de macrófitas submersas, na presença e ausência do piscívoro, com o intuito de testar a hipótese de que complexidades de habitat mais altas diminuem o sucesso de forrageio de predadores em diferentes níveis tróficos. Calculamos a porcentagem de presas consumidas em todas as combinações de tratamentos. Não houve efeito significativo da complexidade de habitat no consumo de presas para o peixe piscívoro nem para o peixe invertívoro, mas uma correlação positiva foi encontrada entre as porcentagens de presas consumidas pelo piscívoro e pelo invertívoro. Modificações observadas no comportamento de forrageio do piscívoro podem ter resultado em consumo de presas similar em densidades baixas e altas de macrófitas. Além disso, indivíduos de M. forestii com maior taxa de forrageamento podem ter sofrido maior pressão de predação por H. unitaeniatus, resultando na correlação positiva encontrada. Concluímos que padrões comportamentais em diferentes complexidades de habitat possivelmente influenciaram as taxas de predação nos três níveis tróficos experimentais.(AU)

Cadmium tolerance of Typha domingensis Pers. (Typhaceae) as related to growth and leaf morphophysiology / A tolerância ao cádmio por Typha domingensis Pers. (Typhaceae) correlacionada com o crescimento e a morfofisiologia foliar

Typha domingensis (cattail) is a native macrophyte known by its capacity to tolerate several heavy metals effects and the potential use for phytoremediation. However, in despite that cadmium (Cd) is one of the most toxic pollutants; its effects in T. domingensis biology remain uninvestigated. Thus, the objective of this study was to study the tolerance of T. domingensis to cadmium contamination by evaluating its growth, Cd uptake, leaf anatomy and gas exchange. The experiment was designed using three cadmium concentrations (0, 10 and 50 µM) and ten replicates for 90 days. The cadmium uptake, growth, gas exchange, chlorophyll content and leaf anatomy were evaluated. Data was submitted to ANOVA and Scott-Knott test for P 0.05. Typha domingensis accumulates Cd proportionally to its concentration on the solution and the content of this metal was higher in roots as compared to shoots. Plants showed no significant modifications on growth parameters such as the biomass production, number of leaves, number of clones and the biomass allocation to organs. The photosynthesis, transpiration and chlorophyll content were not modified by Cd. Most anatomical traits evaluated were not modified by the metal but the stomatal density and the proportion of vascular tissues were reduced under 50 µM of Cd. In despite, the leaf anatomy showed no toxicity evidences for any Cd level. The absence of growth reduction and the stability of anatomical and physiological traits give insight about the Cd tolerance of this species. Therefore, T. domingensis is able to overcome Cd toxicity and shows potential for phytoremediation.(AU)

A espécie Typha domingensis (taboa) é uma macrófita nativa conhecida por sua tolerância a vários metais pesados e potencial uso na fitorremediação. Contudo, apesar de que o Cd é um dos poluentes mais tóxicos; Seus efeitos em T. domingensis ainda não foram investigados. Assim, o objetivo desse estudo foi avaliar a tolerância de T. domingensis ao cádmio, avaliando o crescimento, absorção de Cd, anatomia foliar e trocas gasosas. O experimento foi conduzido utilizando três concentrações de Cd (0, 10 e 50 µM) e dez repetições por 90 dias.. O crescimento, trocas gasosas e o teor de clorofila e anatomia foliar foram avaliados. Os dados foram submetidos à ANOVA e ao teste de Scott-Knott para P 0,05. A absorção de cádmio, crescimento, trocas gasosas, teor de clorofila e anatomia foliar foram analisados. As plantas de T. domingensis podem acumular Cd proporcionalmente à sua concentração na solução e o teor deste metal foi maior nas raízes em comparação com a parte aérea. As plantas não apresentam modificações significativas nos parâmetros de crescimento como produção de biomassa, número de folhas, número de clones produzidos e alocação de biomassa nos órgãos. A fotossíntese, transpiração e conteúdo de clorofila não foram afetados de forma significativa pelo Cd. A maioria das características anatômicas avaliadas não apresentou diferenças, mas houve redução na densidade estomática e na proporção de tecidos vasculares na concentração de 50 µM de Cd. A anatomia foliar não mostrou evidências de toxicidade em nenhum dos níveis de Cd. A ausência de redução de crescimento e estabilidade das características anatômicas e fisiológicas caracteriza alta tolerância da espécie ao Cd. Portanto, T. domingensis é capaz de superar a toxicidade do Cd e demostra potencial para fitorremediação.(AU)

Habitat complexity does not influence prey consumption in an experimental three-level trophic chain

Habitat complexity influences species diversity and regulates trophic interactions, mostly by increasing resource partitioning within habitats and providing refuge for prey. The influence of habitat complexity on more than two trophic levels is not well understood, mainly because behavioral modifications of prey and predator may influence the outcome of trophic interactions. Thus, we conducted a two-factor experiment with a three-level trophic chain: a piscivorous fish [Hoplerythrinus unitaeniatus (Spix & Agassiz 1829)], an invertivorous fish (Moenkhausia forestii Benine, Mariguela & C. de Oliveira, 2009) and an aquatic macroinvertebrate (Chironomidae larvae). We measured prey consumption in low, intermediate and high habitat complexity, provided by submerged macrophyte densities, in the presence and the absence of the piscivore, intending to test the hypothesis that higher habitat complexities decrease predators foraging success in different trophic levels. We calculated the percentage of consumed prey in all treatment combinations. There was no significant effect of habitat complexity on prey consumption for neither the piscivorous nor the invertivorous fish, but a positive correlation was found between the percentages of consumed prey by both the piscivore and the invertivore. Observed modifications in the foraging behavior of the piscivore may have resulted in similar prey consumptions in low and high macrophyte densities. Moreover, more active M. forestii could have suffered a higher predation pressure by H. unitaeniatus, resulting in the positive correlation found. We conclude that behavior patterns in different habitat complexities possibly influenced predation rates in the three experimental trophic levels.

A complexidade de habitat influencia a diversidade de espécies e regula interações tróficas, principalmente por possibilitar a partição de recurso nos habitats e fornecer refúgio para presas. A influência da complexidade de habitat sob mais de dois níveis tróficos não é bem compreendida, especialmente porque modificações comportamentais das presas e dos predadores podem influenciar o resultado das interações tróficas. Assim, nós conduzimos um experimento bifatorial com uma cadeia trófica de três níveis: um peixe piscívoro [Hoplerythrinus unitaeniatus (Spix & Agassiz 1829)], um peixe invertívoro (Moenkhausia forestii Benine, Mariguela & C. de Oliveira, 2009) e um macroinvertebrados aquático (larvas de Chironomidae). Mensuramos o consumo de presas em complexidades de habitat baixa, intermediária e alta, dada por diferentes densidades de macrófitas submersas, na presença e ausência do piscívoro, com o intuito de testar a hipótese de que complexidades de habitat mais altas diminuem o sucesso de forrageio de predadores em diferentes níveis tróficos. Calculamos a porcentagem de presas consumidas em todas as combinações de tratamentos. Não houve efeito significativo da complexidade de habitat no consumo de presas para o peixe piscívoro nem para o peixe invertívoro, mas uma correlação positiva foi encontrada entre as porcentagens de presas consumidas pelo piscívoro e pelo invertívoro. Modificações observadas no comportamento de forrageio do piscívoro podem ter resultado em consumo de presas similar em densidades baixas e altas de macrófitas. Além disso, indivíduos de M. forestii com maior taxa de forrageamento podem ter sofrido maior pressão de predação por H. unitaeniatus, resultando na correlação positiva encontrada. Concluímos que padrões comportamentais em diferentes complexidades de habitat possivelmente influenciaram as taxas de predação nos três níveis tróficos experimentais.

Habitat complexity does not influence prey consumption in an experimental three-level trophic chain

ABSTRACT Habitat complexity influences species diversity and regulates trophic interactions, mostly by increasing resource partitioning within habitats and providing refuge for prey. The influence of habitat complexity on more than two trophic levels is not well understood, mainly because behavioral modifications of prey and predator may influence the outcome of trophic interactions. Thus, we conducted a two-factor experiment with a three-level trophic chain: a piscivorous fish [Hoplerythrinus unitaeniatus (Spix & Agassiz 1829)], an invertivorous fish (Moenkhausia forestii Benine, Mariguela & C. de Oliveira, 2009) and an aquatic macroinvertebrate (Chironomidae larvae). We measured prey consumption in low, intermediate and high habitat complexity, provided by submerged macrophyte densities, in the presence and the absence of the piscivore, intending to test the hypothesis that higher habitat complexities decrease predators foraging success in different trophic levels. We calculated the percentage of consumed prey in all treatment combinations. There was no significant effect of habitat complexity on prey consumption for neither the piscivorous nor the invertivorous fish, but a positive correlation was found between the percentages of consumed prey by both the piscivore and the invertivore. Observed modifications in the foraging behavior of the piscivore may have resulted in similar prey consumptions in low and high macrophyte densities. Moreover, more active M. forestii could have suffered a higher predation pressure by H. unitaeniatus, resulting in the positive correlation found. We conclude that behavior patterns in different habitat complexities possibly influenced predation rates in the three experimental trophic levels.

RESUMO A complexidade de habitat influencia a diversidade de espécies e regula interações tróficas, principalmente por possibilitar a partição de recurso nos habitats e fornecer refúgio para presas. A influência da complexidade de habitat sob mais de dois níveis tróficos não é bem compreendida, especialmente porque modificações comportamentais das presas e dos predadores podem influenciar o resultado das interações tróficas. Assim, nós conduzimos um experimento bifatorial com uma cadeia trófica de três níveis: um peixe piscívoro [Hoplerythrinus unitaeniatus (Spix & Agassiz 1829)], um peixe invertívoro (Moenkhausia forestii Benine, Mariguela & C. de Oliveira, 2009) e um macroinvertebrados aquático (larvas de Chironomidae). Mensuramos o consumo de presas em complexidades de habitat baixa, intermediária e alta, dada por diferentes densidades de macrófitas submersas, na presença e ausência do piscívoro, com o intuito de testar a hipótese de que complexidades de habitat mais altas diminuem o sucesso de forrageio de predadores em diferentes níveis tróficos. Calculamos a porcentagem de presas consumidas em todas as combinações de tratamentos. Não houve efeito significativo da complexidade de habitat no consumo de presas para o peixe piscívoro nem para o peixe invertívoro, mas uma correlação positiva foi encontrada entre as porcentagens de presas consumidas pelo piscívoro e pelo invertívoro. Modificações observadas no comportamento de forrageio do piscívoro podem ter resultado em consumo de presas similar em densidades baixas e altas de macrófitas. Além disso, indivíduos de M. forestii com maior taxa de forrageamento podem ter sofrido maior pressão de predação por H. unitaeniatus, resultando na correlação positiva encontrada. Concluímos que padrões comportamentais em diferentes complexidades de habitat possivelmente influenciaram as taxas de predação nos três níveis tróficos experimentais.

Remoção de N e P de efluente doméstico por plantas aquáticas flutuantes / Removal of N and P in wastewater floating plants

O objetivo do trabalho foi avaliar a ação de três espécies de plantas aquáticas denominadas de Eichhornia crassipes, Pistia stratiotes e Salvinia auriculata na remoção das frações de N e P disponíveis do efluente de um sistema de tratamento de esgoto doméstico, do distrito de Montalvão, em Presidente Prudente/SP. Os tratamentos foram caracterizados em: (T1) = efluente sem a presença de plantas; (T2) = efluente com Eichhornia crassipes; (T3) = efluente com Pistia stratiotes; (T4) = efluente com Salvinia auriculata, seguindo o delineamento estatístico inteiramente casualizado, com quatro tratamentos, em parcelas subdivididas, com cinco repetições. Analisaram-se a concentração de NH4+, NO3- e P disponíveis do efluente e seus teores no tecido vegetal (raízes, bulbos e folhas). Houve remoção de NH4+ e de P pelas plantas aquáticas em relação ao tratamento testemunha; as taxas de remoção do NH4+ do efluente foram diferenciadas entre as espécies e entre os ciclos de avaliação mensal; a Eichhornia crassipes apresentou maior eficiência na remoção do P do efluente no decorrer de todos os ciclos de avaliação mensal; a Salvinia auriculata apresentou maior teor de NH4+ e P no tecido (raízes, bulbos e folhas).

The objective of this work was to evaluate the action of three species of aquatic plants called Eichhornia crassipes, Pistia stratiotes and Salvinia auriculata in the removal of available N and P fractions from the effluent of a domestic sewage treatment system in the district of Montalvão, in Presidente Prudente/SP. The treatments were characterized in: (T1) = effluent without the presence of plants; (T2) = effluent with Eichhornia crassipes; (T3) = effluent with Pistia stratiotes; (T4) = effluent with Salvinia auriculata, following the completely randomized design, with four treatments, in subdivided plots, with five replications. The available NH4+, NO3- and P concentrations of the effluent and their contents in the plant tissue (roots, bulbs and leaves) were analyzed. There was removal of NH4+ and P by aquatic plants in relation to the control treatment; the NH4+ removal rates of the effluent were differentiated between the species and between the monthly evaluation cycles; the Eichhornia crassipes presented greater efficiency in the removal of P from the effluent during all the monthly evaluation cycles; Salvinia auriculata presented higher levels of NH4+ and P in the tissue (roots, bulbs and leaves).

Remoção de N e P de efluente doméstico por plantas aquáticas flutuantes / Removal of N and P in wastewater floating plants

O objetivo do trabalho foi avaliar a ação de três espécies de plantas aquáticas denominadas de Eichhornia crassipes, Pistia stratiotes e Salvinia auriculata na remoção das frações de N e P disponíveis do efluente de um sistema de tratamento de esgoto doméstico, do distrito de Montalvão, em Presidente Prudente/SP. Os tratamentos foram caracterizados em: (T1) = efluente sem a presença de plantas; (T2) = efluente com Eichhornia crassipes; (T3) = efluente com Pistia stratiotes; (T4) = efluente com Salvinia auriculata, seguindo o delineamento estatístico inteiramente casualizado, com quatro tratamentos, em parcelas subdivididas, com cinco repetições. Analisaram-se a concentração de NH4+, NO3- e P disponíveis do efluente e seus teores no tecido vegetal (raízes, bulbos e folhas). Houve remoção de NH4+ e de P pelas plantas aquáticas em relação ao tratamento testemunha; as taxas de remoção do NH4+ do efluente foram diferenciadas entre as espécies e entre os ciclos de avaliação mensal; a Eichhornia crassipes apresentou maior eficiência na remoção do P do efluente no decorrer de todos os ciclos de avaliação mensal; a Salvinia auriculata apresentou maior teor de NH4+ e P no tecido (raízes, bulbos e folhas).(AU)

The objective of this work was to evaluate the action of three species of aquatic plants called Eichhornia crassipes, Pistia stratiotes and Salvinia auriculata in the removal of available N and P fractions from the effluent of a domestic sewage treatment system in the district of Montalvão, in Presidente Prudente/SP. The treatments were characterized in: (T1) = effluent without the presence of plants; (T2) = effluent with Eichhornia crassipes; (T3) = effluent with Pistia stratiotes; (T4) = effluent with Salvinia auriculata, following the completely randomized design, with four treatments, in subdivided plots, with five replications. The available NH4+, NO3- and P concentrations of the effluent and their contents in the plant tissue (roots, bulbs and leaves) were analyzed. There was removal of NH4+ and P by aquatic plants in relation to the control treatment; the NH4+ removal rates of the effluent were differentiated between the species and between the monthly evaluation cycles; the Eichhornia crassipes presented greater efficiency in the removal of P from the effluent during all the monthly evaluation cycles; Salvinia auriculata presented higher levels of NH4+ and P in the tissue (roots, bulbs and leaves).(AU)

Cadmium tolerance of Typha domingensis Pers. (Typhaceae) as related to growth and leaf morphophysiology

Abstract Typha domingensis (cattail) is a native macrophyte known by its capacity to tolerate several heavy metals effects and the potential use for phytoremediation. However, in despite that cadmium (Cd) is one of the most toxic pollutants; its effects in T. domingensis biology remain uninvestigated. Thus, the objective of this study was to study the tolerance of T. domingensis to cadmium contamination by evaluating its growth, Cd uptake, leaf anatomy and gas exchange. The experiment was designed using three cadmium concentrations (0, 10 and 50 µM) and ten replicates for 90 days. The cadmium uptake, growth, gas exchange, chlorophyll content and leaf anatomy were evaluated. Data was submitted to ANOVA and Scott-Knott test for P 0.05. Typha domingensis accumulates Cd proportionally to its concentration on the solution and the content of this metal was higher in roots as compared to shoots. Plants showed no significant modifications on growth parameters such as the biomass production, number of leaves, number of clones and the biomass allocation to organs. The photosynthesis, transpiration and chlorophyll content were not modified by Cd. Most anatomical traits evaluated were not modified by the metal but the stomatal density and the proportion of vascular tissues were reduced under 50 µM of Cd. In despite, the leaf anatomy showed no toxicity evidences for any Cd level. The absence of growth reduction and the stability of anatomical and physiological traits give insight about the Cd tolerance of this species. Therefore, T. domingensis is able to overcome Cd toxicity and shows potential for phytoremediation.

Resumo A espécie Typha domingensis (taboa) é uma macrófita nativa conhecida por sua tolerância a vários metais pesados e potencial uso na fitorremediação. Contudo, apesar de que o Cd é um dos poluentes mais tóxicos; Seus efeitos em T. domingensis ainda não foram investigados. Assim, o objetivo desse estudo foi avaliar a tolerância de T. domingensis ao cádmio, avaliando o crescimento, absorção de Cd, anatomia foliar e trocas gasosas. O experimento foi conduzido utilizando três concentrações de Cd (0, 10 e 50 µM) e dez repetições por 90 dias.. O crescimento, trocas gasosas e o teor de clorofila e anatomia foliar foram avaliados. Os dados foram submetidos à ANOVA e ao teste de Scott-Knott para P 0,05. A absorção de cádmio, crescimento, trocas gasosas, teor de clorofila e anatomia foliar foram analisados. As plantas de T. domingensis podem acumular Cd proporcionalmente à sua concentração na solução e o teor deste metal foi maior nas raízes em comparação com a parte aérea. As plantas não apresentam modificações significativas nos parâmetros de crescimento como produção de biomassa, número de folhas, número de clones produzidos e alocação de biomassa nos órgãos. A fotossíntese, transpiração e conteúdo de clorofila não foram afetados de forma significativa pelo Cd. A maioria das características anatômicas avaliadas não apresentou diferenças, mas houve redução na densidade estomática e na proporção de tecidos vasculares na concentração de 50 µM de Cd. A anatomia foliar não mostrou evidências de toxicidade em nenhum dos níveis de Cd. A ausência de redução de crescimento e estabilidade das características anatômicas e fisiológicas caracteriza alta tolerância da espécie ao Cd. Portanto, T. domingensis é capaz de superar a toxicidade do Cd e demostra potencial para fitorremediação.

Comparison of photoautotrophic and mixotrophic cultivation of microalgae Messastrum gracile (Chlorophyceae) in alternative culture media

Abstract Growth and biological conditions of Messastrum gracile were evaluated to compare the effect of photoautotrophic and mixotrophic cultivation on the increase of biomass production and chemical conditions cultured in macrophyte and commercial culture media. The growth rate (k) of M. gracile was different in the culture media, higher in mixotrophic cultivation for Lemna minor culture medium, whilst to Eichhornia crassipes and NPK culture media were higher in photoautotrophic cultivation. Mean lipid contents in photoautotrophic cultivation were 8.2% biomass dry weight, whereas they reached 19% biomass dry weight in mixotrophic cultivation. Protein contents were below 48% biomass dry weight in photoautotrophic cultivation and 30% biomass dry weight in mixotrophic cultivation. Messastrum gracile cultured in macrophyte culture media (E. crassipes and L. minor) and NPK culture medium provided satisfactory results with regard to lipid and protein contents in mixotrophic and photoautotrophic cultivations, respectively. Lipid and protein contents in alternative media were higher or similar to the CHU12 commercial culture medium.

Resumo O crescimento e as condições biológicas da microalga Messastrum gracile foram avaliados para comparar o efeito do cultivo foto-autotrófico e mixotrófico na produção de biomassa e condições químicas em meios de cultura comercial e de macrófitas. A taxa de crescimento (k) de M. gracile foi diferente entre os meios de cultura, sendo maior no cultivo mixotrófico para o meio Lemna minor, enquanto para os meios Eichhornia crassipes e NPK foram maiores no cultivo foto-autotrófico. Os teores de lipídios no cultivo foto-autotrófico foram de 8,2% da biomassa seca, enquanto que no mixotrófico atingiram 19% da biomassa seca. Os teores de proteína em cultivo foto-autotrófico estiveram abaixo de 48% da biomassa seca e 30% de biomassa seca no cultivo mixotrófico. Messastrum gracile cultivada em meios de cultura de macrófitas (E. crassipes e L. minor) e NPK apresentaram resultados satisfatórios em relação aos teores de lipídeos e proteínas nos cultivos mixotróficos e foto-autotróficos, respectivamente. Os teores lipídicos e proteicos em meios alternativos foram maiores ou semelhantes ao meio comercial CHU12.

Cadmium tolerance of Typha domingensis Pers. (Typhaceae) as related to growth and leaf morphophysiology

Abstract Typha domingensis (cattail) is a native macrophyte known by its capacity to tolerate several heavy metals effects and the potential use for phytoremediation. However, in despite that cadmium (Cd) is one of the most toxic pollutants; its effects in T. domingensis biology remain uninvestigated. Thus, the objective of this study was to study the tolerance of T. domingensis to cadmium contamination by evaluating its growth, Cd uptake, leaf anatomy and gas exchange. The experiment was designed using three cadmium concentrations (0, 10 and 50 µM) and ten replicates for 90 days. The cadmium uptake, growth, gas exchange, chlorophyll content and leaf anatomy were evaluated. Data was submitted to ANOVA and Scott-Knott test for P 0.05. Typha domingensis accumulates Cd proportionally to its concentration on the solution and the content of this metal was higher in roots as compared to shoots. Plants showed no significant modifications on growth parameters such as the biomass production, number of leaves, number of clones and the biomass allocation to organs. The photosynthesis, transpiration and chlorophyll content were not modified by Cd. Most anatomical traits evaluated were not modified by the metal but the stomatal density and the proportion of vascular tissues were reduced under 50 µM of Cd. In despite, the leaf anatomy showed no toxicity evidences for any Cd level. The absence of growth reduction and the stability of anatomical and physiological traits give insight about the Cd tolerance of this species. Therefore, T. domingensis is able to overcome Cd toxicity and shows potential for phytoremediation.

Resumo A espécie Typha domingensis (taboa) é uma macrófita nativa conhecida por sua tolerância a vários metais pesados e potencial uso na fitorremediação. Contudo, apesar de que o Cd é um dos poluentes mais tóxicos; Seus efeitos em T. domingensis ainda não foram investigados. Assim, o objetivo desse estudo foi avaliar a tolerância de T. domingensis ao cádmio, avaliando o crescimento, absorção de Cd, anatomia foliar e trocas gasosas. O experimento foi conduzido utilizando três concentrações de Cd (0, 10 e 50 µM) e dez repetições por 90 dias.. O crescimento, trocas gasosas e o teor de clorofila e anatomia foliar foram avaliados. Os dados foram submetidos à ANOVA e ao teste de Scott-Knott para P 0,05. A absorção de cádmio, crescimento, trocas gasosas, teor de clorofila e anatomia foliar foram analisados. As plantas de T. domingensis podem acumular Cd proporcionalmente à sua concentração na solução e o teor deste metal foi maior nas raízes em comparação com a parte aérea. As plantas não apresentam modificações significativas nos parâmetros de crescimento como produção de biomassa, número de folhas, número de clones produzidos e alocação de biomassa nos órgãos. A fotossíntese, transpiração e conteúdo de clorofila não foram afetados de forma significativa pelo Cd. A maioria das características anatômicas avaliadas não apresentou diferenças, mas houve redução na densidade estomática e na proporção de tecidos vasculares na concentração de 50 µM de Cd. A anatomia foliar não mostrou evidências de toxicidade em nenhum dos níveis de Cd. A ausência de redução de crescimento e estabilidade das características anatômicas e fisiológicas caracteriza alta tolerância da espécie ao Cd. Portanto, T. domingensis é capaz de superar a toxicidade do Cd e demostra potencial para fitorremediação.

Influence of inlet water on the biotic and abiotic variables in a fish pond / Influência da água de entrada sobre as variáveis bióticas e abióticas em um viveiro de piscicultura

The effects of treated and untreated water inlets with macrophytes on the improvement of water quality and zooplankton community were evaluated in a fish pond with continuous water flow. Water and zooplankton samples were retrieved at four sites during nine months. There were differences (p 0.01) between inlet water from fish pond and inlet water from canal with macrophytes, featuring higher concentrations of nutrient load, mainly TAN and TP in the former. The inlet water from fish pond contained a higher number of abundant species (9 species), whilst the water supply from the canal with macrophytes had a greater richness (31 species) of zooplankton species. Results showed that inlet water without macrophytes directly affected the characteristics of the water column and the dominance of zooplankton species such as Thermocyclops decipiens, and greater abundance of Rotifera species. Since aquatic plants in the inlet water of fish pond analyzed showed lower allochthonous material loads from the previous fish pond, the management adopted with macrophytes may be applied to avoid eutrophication risks, common in farm ponds.(AU)

Os efeitos do abastecimento tratado e não tratado com macrófitas sobre a qualidade da água e comunidade zooplanctônica foram avaliados em um viveiro de piscicultura com fluxo contínuo de água. Houve maior concentração de fósforo total e nitrogênio amoniacal na água não tratada (p<0,01). Na água de entrada sem tratamento de macrófitas foi observado maior número de espécies abundantes (9 espécies), contudo, a entrada de água tratada com macrófitas apresentou maior riqueza de espécies (31 espécies) zooplanctônicas. Os resultados obtidos mostraram que a água de entrada sem macrófitas influenciou as características da coluna de água com predominância de espécies zooplanctônicas, como Thermocyclops decipiens e maior abundância de espécies de Rotifera. A água tratada com macrófita apresentou menor carga de materiais alóctones provenientes do viveiro anterior, indicando que o manejo adotado com macrófitas pode ser aplicado para evitar riscos de eutrofização, comuns em piscicultura.(AU)

Anatomical traits related to stress in high density populations of Typha angustifolia L. (Typhaceae) / Características anatômicas relacionadas ao estresse em altas densidades populacionais de Typha angustifolia L. (Typhaceae)

Some macrophytes species show a high growth potential, colonizing large areas on aquatic environments. Cattail (Typha angustifolia L.) uncontrolled growth causes several problems to human activities and local biodiversity, but this also may lead to competition and further problems for this species itself. Thus, the objective of this study was to investigate anatomical modifications on T. angustifolia plants from different population densities, once it can help to understand its biology. Roots and leaves were collected from natural populations growing under high and low densities. These plant materials were fixed and submitted to usual plant microtechnique procedures. Slides were observed and photographed under light microscopy and images were analyzed in the UTHSCSA-Imagetool software. The experimental design was completely randomized with two treatments and ten replicates, data were submitted to one-way ANOVA and Scott-Knott test at p < 0.05. Leaves from low density populations showed higher stomatal density and index. These modifications on stomatal characteristics were more evident on the leaf abaxial surface. Plants from low density populations showed thicker mesophyll and higher proportion of aerenchymal area. Roots from low density populations showed a higher proportion of the vascular cylinder. Whereas, plants from higher density populations showed greater thickness of the endodermis, exodermis, phloem and root cortex. Higher density populations showed a higher proportion of aerenchymal gaps in the root cortex. Therefore, cattail plants from populations growing under high density population show anatomical traits typical of plants under stress, which promotes the development of less functional anatomical modifications to aquatic environments.(AU)

Algumas espécies de macrófitas podem apresentar um elevado potencial de crescimento, colonizando extensas áreas de ambientes aquáticos. O crescimento descontrolado da taboa (Typha angustifolia L.) causa problemas para a biodiversidade local e para atividades antrópicas, isso também pode levar à competição e problemas para a própria espécie. Dessa forma, o objetivo desse trabalho foi verificar se ocorrem modificações anatômicas em plantas de Typha angustifolia L. de diferentes densidades populacionais, uma vez que essas podem auxiliar na compreensão da biologia dessa espécie. Raízes e folhas de T. angustifolia foram coletadas de populações naturais com alto e baixo adensamento populacional. Esse material vegetal foi fixado e submetido a procedimentos usuais de microtécnica vegetal. As lâminas foram observadas e fotografadas em microscopia de luz e as imagens analisadas no software UTHSCSA-Imagetool. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado com dois tratamentos e dez repetições, os dados foram submetidos à análise de variância e ao teste de Scott-Knott para p < 0,05. As folhas das populações com baixa densidade demonstraram maior densidade e índice estomáticos. Essas características foram mais evidentes na superfície abaxial em comparação com a superfície adaxial. As plantas de populações com baixo adensamento demonstraram maior espessura do mesofilo e área de aerênquima foliar. As raízes das populações com baixo adensamento demonstraram maior proporção do cilindro vascular. Por outro lado, as plantas de populações com alto adensamento demonstraram maior espessura da endoderme, exoderme, floema e do córtex nas raízes. Populações de alto adensamento demonstraram maior proporção de aerênquima no córtex radicular. Portanto, plantas de taboa sob alto adensamento populacional estão sob estresse o qual promove o desenvolvimento de modificações anatômicas menos funcionais para os ambientes aquáticos.(AU)

Habitat architecture influencing microcrustaceans composition: a case study on freshwater Cladocera (Crustacea Branchiopoda) / Arquitetura do habitat influenciando a composição taxonômica de microcrustáceos: um estudo de caso sobre Cladocera de águas continentais (Crustacea Branchiopoda)

Abstract Environmental complexity is considered a key factor for diversity enhancement in aquatic ecosystems. Macrophyte stands are a major contributor for this complexity due to their differential architectures. Nevertheless, the influence of distinct aquatic habitat architectures (with different types of macrophytes or without them) on microcrustaceans taxa composition, usually found in macrophyte colonized water bodies, is underexplored in limnological studies. The main objective of this study was to analyze this influence by comparing the Cladocera composition among four habitat architectures: (1) fluctuant macrophytes, (2) rooted emergent macrophytes, (3) submerged macrophytes and (4) the limnetic zone of oxbow lakes associated to a large subtropical reservoir. Wide compositional variation was observed. Fluctuant macrophytes exhibited the richest Cladocera assemblage, dominated by Chydoridae. Submerged and rooted emergent macrophytes had the most similar assemblages between them. The most distinctive fauna was found in the limnetic zone, dominated by Bosminidae. Probable differences in resource availability in each sampled habitat architecture are considered as the driving factor for the Cladocera composition variation. We concluded that for a complete inventory of a given local fauna, it is imperative to take into account the aquatic habitat architecture, including macrophyte stands, in the data sampling design.(AU)

Resumo A complexidade ambiental é considerada um fator chave para o aumento na diversidade de ambientes aquáticos. A presença de bancos de macrófitas é um dos principais contribuintes para tal complexidade devido às suas arquiteturas diferenciadas. Entretanto, a influência de diferentes arquiteturas de habitat (com diferentes macrófitas ou sem elas) sobre a composição taxonômica de microcrustáceos, comumente encontrados em ambientes colonizados por macrófitas, é pouco explorada em estudos limnológicos. O objetivo desse estudo foi avaliar esta influência através da comparação da composição das associações de Cladocera entre quatro arquiteturas de habitat: (1) macrófitas flutuantes, (2) macrófitas enraizadas emersas, (3) macrófitas submersas e (4) a zona limnética em lagoas laterais associadas a um grande reservatório subtropical. Ampla variação composicional foi observada. Macrófitas flutuantes apresentaram as mais ricas assembléias de Cladocera, dominadas por Chydoridae. Macrófitas submersas e emersas enraizadas apresentaram as associações mais similares. A fauna mais distinta foi a da zona limnética, dominada por Bosminidae. Prováveis diferenças na disponibilidade de recursos entre as arquiteturas de habitat amostradas foram consideradas o fator mais relevante levando à variação composicional dos microcrustáceos. Concluímos que para um inventário completo de uma determinada fauna local é imperativo que seja considerada a arquitetura dos habitats aquáticos, incluindo os bancos de macrófitas, no desenho amostral.(AU)

Habitat architecture influencing microcrustaceans composition: a case study on freshwater Cladocera (Crustacea Branchiopoda)

Abstract Environmental complexity is considered a key factor for diversity enhancement in aquatic ecosystems. Macrophyte stands are a major contributor for this complexity due to their differential architectures. Nevertheless, the influence of distinct aquatic habitat architectures (with different types of macrophytes or without them) on microcrustaceans taxa composition, usually found in macrophyte colonized water bodies, is underexplored in limnological studies. The main objective of this study was to analyze this influence by comparing the Cladocera composition among four habitat architectures: (1) fluctuant macrophytes, (2) rooted emergent macrophytes, (3) submerged macrophytes and (4) the limnetic zone of oxbow lakes associated to a large subtropical reservoir. Wide compositional variation was observed. Fluctuant macrophytes exhibited the richest Cladocera assemblage, dominated by Chydoridae. Submerged and rooted emergent macrophytes had the most similar assemblages between them. The most distinctive fauna was found in the limnetic zone, dominated by Bosminidae. Probable differences in resource availability in each sampled habitat architecture are considered as the driving factor for the Cladocera composition variation. We concluded that for a complete inventory of a given local fauna, it is imperative to take into account the aquatic habitat architecture, including macrophyte stands, in the data sampling design.

Resumo A complexidade ambiental é considerada um fator chave para o aumento na diversidade de ambientes aquáticos. A presença de bancos de macrófitas é um dos principais contribuintes para tal complexidade devido às suas arquiteturas diferenciadas. Entretanto, a influência de diferentes arquiteturas de habitat (com diferentes macrófitas ou sem elas) sobre a composição taxonômica de microcrustáceos, comumente encontrados em ambientes colonizados por macrófitas, é pouco explorada em estudos limnológicos. O objetivo desse estudo foi avaliar esta influência através da comparação da composição das associações de Cladocera entre quatro arquiteturas de habitat: (1) macrófitas flutuantes, (2) macrófitas enraizadas emersas, (3) macrófitas submersas e (4) a zona limnética em lagoas laterais associadas a um grande reservatório subtropical. Ampla variação composicional foi observada. Macrófitas flutuantes apresentaram as mais ricas assembléias de Cladocera, dominadas por Chydoridae. Macrófitas submersas e emersas enraizadas apresentaram as associações mais similares. A fauna mais distinta foi a da zona limnética, dominada por Bosminidae. Prováveis diferenças na disponibilidade de recursos entre as arquiteturas de habitat amostradas foram consideradas o fator mais relevante levando à variação composicional dos microcrustáceos. Concluímos que para um inventário completo de uma determinada fauna local é imperativo que seja considerada a arquitetura dos habitats aquáticos, incluindo os bancos de macrófitas, no desenho amostral.

Additional list of species of aquatic macrophytes in the lower basin of the Xingu River

Abstract In this paper the authors present an additional list of aquatic macrophytes in the lower basin of the Xingu River.

Resumo Neste trabalho os autores apresentam uma lista adicional de macrófitas aquáticas no baixo Rio Xingu.

Additional list of species of aquatic macrophytes in the lower basin of the Xingu River / Lista adicional de macrófitas aquáticas do baixo Rio Xingu

In this paper the authors present an additional list of aquatic macrophytes in the lower basin of the Xingu River.

Neste trabalho os autores apresentam uma lista adicional de macrófitas aquáticas no baixo Rio Xingu.

Additional list of species of aquatic macrophytes in the lower basin of the Xingu River / Lista adicional de macrófitas aquáticas do baixo Rio Xingu

In this paper the authors present an additional list of aquatic macrophytes in the lower basin of the Xingu River.(AU)

Neste trabalho os autores apresentam uma lista adicional de macrófitas aquáticas no baixo Rio Xingu.(AU)

Coleoptera associated with macrophytes of the genus Salvinia in four oxbow lakes in two river basins in southeast Brazil

Abstract Macrophytes in oxbow lakes represent an important substrate for the Coleoptera. Two oxbow lakes the Rio Paranapanema were studied and the other two Rio Mogi-Guaçu, in the State de São Paulo, Brasil. In this study, there is greater similarity between the communities of Coleoptera of lakes greater connectivity with the main river channel or the difference in the species of Salvinia collected in the lakes studied interferes Coleoptera fauna that uses as substrate. A total of 9,222 specimens of Coleoptera were collected and identified in 10 families and 40 genera. The analysis MDS for abundance of Coleoptera showed the grouping of the oxbow lakes the Paranapanema River and a distancing the oxbow lakes the Mogi-Guaçu. The PERMANOVA test did not reveal any difference in the fauna between the wet and dry periods. It was concluded that the connectivity between river and lake is not decisive for the richness and abundance of aquatic fauna of Coleoptera. Therefore, the richness and abundance of aquatic Coleoptera associated vary with the species of Salvinia used as substrate.

Resumo As macrófitas em lagoas marginais constituem um importante substrato para os Coleoptera. Foram estudadas duas lagoas marginais ao Rio Paranapanema e outras duas ao Rio Mogi-Guaçu, no estado de São Paulo, Brasil. Neste estudo, haverá maior similaridade entre as comunidades de Coleoptera das lagoas de maior conectividade com o canal princial do rio ou a diferença na espécie de Salvinia coletada nas lagoas estudadas interfere na fauna de Coleoptera que a utiliza como substrato. Foram coligidos 9.222 espécimes de Coleoptera sendo identificadas 10 famílias e 40 gêneros. A análise MDS para abundância de Coleoptera mostrou o agrupamento das lagoas marginais ao Rio Paranapanema e um distanciamento das lagoas marginais ao Rio Mogi-Guaçu. Os resultados da análise PERMANOVA não mostraram diferença na composição faunística entre os períodos de chuva e seca. Concluiu-se que a conectividade entre rio e lagoa não é determinante para a riqueza e abundância da fauna de Coleoptera aquáticos. Portanto, a riqueza e a abundância de Coleoptera aquáticos associados variam com as espécies de Salvinia utilizadas como substrato.

Coleoptera associated with macrophytes of the genus Salvinia in four oxbow lakes in two river basins in southeast Brazil / Coleoptera associados à Salvinia em quatro lagoas marginais pertencentes a duas bacias hidrográficas no estado de São Paulo, Brasil

Macrophytes in oxbow lakes represent an important substrate for the Coleoptera. Two oxbow lakes the Rio Paranapanema were studied and the other two Rio Mogi-Guaçu, in the State de São Paulo, Brasil. In this study, there is greater similarity between the communities of Coleoptera of lakes greater connectivity with the main river channel or the difference in the species of Salvinia collected in the lakes studied interferes Coleoptera fauna that uses as substrate. A total of 9,222 specimens of Coleoptera were collected and identified in 10 families and 40 genera. The analysis MDS for abundance of Coleoptera showed the grouping of the oxbow lakes the Paranapanema River and a distancing the oxbow lakes the Mogi-Guaçu. The PERMANOVA test did not reveal any difference in the fauna between the wet and dry periods. It was concluded that the connectivity between river and lake is not decisive for the richness and abundance of aquatic fauna of Coleoptera. Therefore, the richness and abundance of aquatic Coleoptera associated vary with the species of Salvinia used as substrate.(AU)

As macrófitas em lagoas marginais constituem um importante substrato para os Coleoptera. Foram estudadas duas lagoas marginais ao Rio Paranapanema e outras duas ao Rio Mogi-Guaçu, no estado de São Paulo, Brasil. Neste estudo, haverá maior similaridade entre as comunidades de Coleoptera das lagoas de maior conectividade com o canal princial do rio ou a diferença na espécie de Salvinia coletada nas lagoas estudadas interfere na fauna de Coleoptera que a utiliza como substrato. Foram coligidos 9.222 espécimes de Coleoptera sendo identificadas 10 famílias e 40 gêneros. A análise MDS para abundância de Coleoptera mostrou o agrupamento das lagoas marginais ao Rio Paranapanema e um distanciamento das lagoas marginais ao Rio Mogi-Guaçu. Os resultados da análise PERMANOVA não mostraram diferença na composição faunística entre os períodos de chuva e seca. Concluiu-se que a conectividade entre rio e lagoa não é determinante para a riqueza e abundância da fauna de Coleoptera aquáticos. Portanto, a riqueza e a abundância de Coleoptera aquáticos associados variam com as espécies de Salvinia utilizadas como substrato.(AU)