Ecological stoichiometry in planktonic communities of inland waters: anthropic influences and spatial gradients

Abstract

Estequiometria Ecológica é o campo de estudo que relaciona a composição química de organismos com a disponibilidade dos elementos no ambiente. A maioria dos estudos neste campo versam sobre Carbono, Nitrogênio e Fósforo devido a sua grande importância na composição dos organismos para funções metabólicas e por seu importante papel biogeoquímico. Alfred Redifield, em 1930, associou a composição química do plancton marinho à disponibildade de nutrientes no meio. Estabeleceu-se assim a constante de Redfield 106 C: 16 N: 1 P esta proporção entre a composição química dos microrganismos e seu meio foi utilizada durante muito tempo nos estudos de Estequiometria Ecológica, sobretudo no meio aquático, mas com o avanço das pesquisas percebeu-se que a constante não era válida para todos os tipos de ecossistemas aquáticos, principalmente os dulcícolas devido a várias características físicas e químicas que os diferem dos oceanos. Em estudos microbianos, a Estequiometria Ecológica é uma importante ferramenta no entendimento do metabolismo desses organismos, assim como na compreensão do funcionamento dos ecossistemas, pois bactérias são a base das relações tróficas e estão conectadas também com a disponibilização de matéria orgânica para o meio, assim como na ciclagem de nutrientes. A composição nutricional das bactérias é fortemente influenciada pela taxa de crescimento desses organismos. Por isso, fenômenos capazes de regular o metabolismo bacteriano são centrais para o funcionamento dos ecossistemas aquáticos. A luminosidade, temperatura e precipitação são fatores ambientais capazes de afetar o metabolismo dos organismos e apresentam ampla variação com a latitude (e.g. aumento da temperatura média com a diminuição da latitude). Portanto, comunidades microbianas em diferentes latitudes devem apresentar diferentes composições químicas. Este trabalho visa, primeiramente, abordar como a Estequiometria Ecológica pode explicar o funcionamento dos ecossistemas aquáticos naturais, com foco nas comunidades bacterianas e no séston e também como esta ciência pode ser utilizada na compreensão do funcionamento ecológico dos ecossistemas frente a impactos antrópicos, como as mudanças climáticas e descarga excessiva de nutrientes. Depois, investigamos como a latitude em que os ecossistemas se encontram e seu estado trófico podem influenciar na composição química de séston e bactérias e como cada compartimento desse se comporta em diferentes situações ambientais estabelecidas pela latitude, como luminosidade e temperatura e a disponibilidade de nutrientes como N e P, que determinam o estado trófico do sistema. Para isso, as quantidades de nutrientes (C, N e P) presentes no séston e nas bactérias foram determinadas em todas as frações filtradas por meio de análise no TOC-V (Shimadzu + SSM) e por espectrofotometria. Espera-se encontrar maiores razões C: nutrientes em ambientes de baixas latitudes, devido às condições associadas (maior luminosidade e temperatura), em comparação com ambientes de alta latitude.