MaCS/SiMCo - Marine and Coastal Systems Master Program Dinâmica Trófica Marinha Marine Trophic Dynamics Docentes/lecturers: Helena Galvão Sofia Gamito Karim Erzini Teórica 2 Lecture 2
Importância da Teia Alimentar Microbiana A comunidade microbiana no meio ambiental (águas naturais, sedimentos, solos húmidos) é formada por grupos funcionais diferentes de microrganismos que interagem entre si mantendo um equílibrio ecológico dinâmico. Esta teia alimentar monopoliza grande parte do C fixado na camada de mistura nos oceanos e portanto é considerada como um sink ou sumidouro, no qual a matéria orgânica está continuamente em fluxo sendo incorporada e remineralizada, ficando muito pouco (< 5%) disponível para niveis tróficos superiores (metazoários) A ecologia microbiana assegura a auto-depuração do ambiente e a qualidade da água. O funcionamento das Estações de Tratamento de Águas Residuais (E.T.A.R.s) depende da depuração biológica assegurada pela teia alimentar microbiana detrítica.
Teia Alimentar Microbiana Principais Processos: Produção primária (fitoplancton/micro-algas) produz perdas sob forma de exsudações de matéria orgânica dissolvida (DOM); Bactérias incorporam este DOM lábil, principal fonte de alimento em águas e sedimentos naturais não-poluídos; Protistas predam bactérias e micro-algas; Predação de protistas sofre perdas (10% a 60% do carbono consumido) quando ingere presas sloppy-feeding ; Remineralização de matéria orgânica pelas bactérias e protistas produzem nutrientes inorgânicos dissolvidos; Micro-algas e bactérias competem na absorção de DIN; Senescência de microrganismos produz Matéria Orgânica Particulada (POM); Sedimentação deste POM principal fonte de alimento para organismos bentónicos, mas apenas ca. 1% sedimenta até ao fundo do oceano.
Modelos de Teias Alimentares Microbianas Teia alimentar detrítica: Microrganismos colonizam partícula em suspensão e cooperam na sua degradação/ remineralização Teia alimentar planctónica: Ca. 90% do C fixado pela fotossintese é remineralizado na camada de mistura, apenas 10 % atravessa o termoclina e ca. 1% chega ao sedimento.
Microbial loop (circuito microbiano) Fenchel (1987) O sloppy feeding de protistas fagotróficos produz DOM fechando o microbial loop Variações de populações de nanoflagelados e bactérias revelam relação predador-presa (Linmfjorden, Dinamarca; Fenchel 1982)
Microbial loop vs Microbial food web Microbial food web Setas tracejadas indicam fluxos de m.o. & setas contínuas fluxos de DIN (Sherr, 1988) Setas tracejadas indicam fluxos de matéria orgânica & setas contínuas fluxos de nutrientes inorgânicos dissolvidos-din (Ducklow, 1983) Microbial food web com inclusão de virus. Setas indicam transferência de matéria (Gobler, 1997)
DOC production & consumption in the microbial foodweb Relative contribution of planktonic microorganisms to total DOC production as % of 1ary Production (PP). N.B. Bacteria are not considered as DOC producers but as net DOC consumers. Protozoa are major producers of DOC through sloppy feeding and phytoplankton through exsudation. Viruses produce DOC through cell lyses. Relative uptake of organic C by different microorganisms (% PP). N.B. Major POC consumers are protozoa and main DOC consumers are bacteria. Viruses consume C when they replicate inside host cells. Total C consumed is higher than 100% due to continuous recycling within the foodweb.
Sedimentação de partículas/agregados nos oceanos a) Agregados com velocidades rápidas de sedimentação (ca. 100 m dia -1 ) atravessam termoclina intactos e transportam m.o. para zona meso- e batipelágica. b) Agregados com velocidades lentas de sedimentação (< 30 m dia -1 ) ficam retidos na camada de mistura e são completamente remineralizados pela teia laimentar detrítica acima do termoclina.
Comparação da produtividade da zona costeira e zona oceânica Zona Costeira (Prod. 1ária alta) Zona oceânica (Prod. 1ária baixa) Bloom fitopl. superficie Máximo de fitopl. termoclina Grazing acelerado Grazing reduzido Pelotas fecais sedimentam 1-5% biomassa fitopl.sedimenta Sedimentos anaeróbios Sedimentos aeróbios
Degradação de microalgas vs macrófitas Fitoplancton consumido e digerido directamente por protistas e metazoários filtradores» processo rápido e eficaz. Macrófitas devido a teor elevado de fibra vegetal refractária são fragmentadas por acção de bentos herbívoro, depois fibra vegetal é colonizada e degradada por microrganismos» processo lento e pouco eficaz.