▼ 

Um estudo de distribuição temporal, proporção sexual e densidade de caranguejos do gênero Uca foi realizado no estuário dos rios Piraquê-Açu e Piraquê-Mirim, Santa Cruz, Espírito Santo, Brazil. A população de caranguejos presentes em 06 áreas dividias em 90 quadrados de 0.75 m² foi coletada mensalmente durante o período de Julho/2012 à Maio/2013. Os caranguejos foram coletados por escavação manual das tocas, identificados e sexados. A temperatura do ar e da água variou entre 21 a 27°C e 22 a 28°C, respectivamente, enquanto que a salinidade variou de 21 a 35. Um total de 5.391 espécimes foi coletado, sendo 2.823 machos e 2.568 fêmeas (sendo 40 ovadas). A densidade média para a população de Uca sp. (subgênero leptuca) variou de 18,01 ± 1,29 (Maio/13) a 62,22 ± 1,51 ind.m-² (Novembro/12), para Uca thayeri de 3,67 ± 0,63 (Julho/12) a 15,29 ± 1,44 ind.m-² (Janeiro/13) e para a população Uca maracoani de 0,83 ± 0,27 ind.m-² (Julho/13) a 10,31 ± 0,73 (Novembro/12). A proporção sexual foi 1:1 para cada espécie estudada. A análise de correspondência canônica indicou que houve influência dos fatores ambientais na densidade dos caranguejos. Entretanto, as variáveis abióticas não foram limitantes para a distribuição das espécies estudadas. A produção secundária para a população de Uca sp. (subgênero leptuca) variou de 7,34 para 50,89 g PSLC m-1 ano-1, para Uca thayeri de 12,10 para 27,65 g PSLC m-1 ano-1 e para a população Uca maracoani de 1,70 para 8,83 g PSLC m-1 ano-1. A análise de regressão multivariada indicou que para a espécie Uca sp. (subgênero leptuca) a quantidade clorofila-a está relacionada com a produtividade desta espécie e para as demais espécies nenhuma das variáveis abióticas estudadas estaria relacionada com sua produtividade.

The temporal distribution, sex ratio and density of the fiddler crab Uca spp. was studied in populations living in the Piraquê-Açu and Piraquê-Mirim estuaries, Santa Cruz, Espírito Santo State, Brazil. Ninety 0.75 m² in 06 areas were used to obtain monthly samples from July 2012 to May 2013. The crabs were collected manually through excavation of burrows, identified and sexed. Air and water temperatures varied from 21 to 27°C and 22 to 28°C, respectively, and the salinity from 21 to 35. A total of 5,391 fiddler crabs were collected, with 2,823 males and 2,568 females (40 ovigerous). The average densities for the three species found were 18,01 ± 1,29 (May/13) to 62,22 ± 1,51 ind.m-² (November/12), 3,67 ± 0,63 (July/12) to 15,29 ± 1,44 ind.m-² (January/13) for Uca thayeri and 0,83 ± 0,27 ind.m-² (July/13) to 10,31 ± 0,73 (November/12) for Uca maracoani. Sex ratio (male:female) was 1:1. Canonical correspondence analysis showed that abiotic factors can influence crab density, but do not limit species distribution. The average secondary production of the Uca sp. population ranged from 7.34 to 50.89 g PSLC m-1 y-1, for Uca thayeri ranged between 12.10 to 27.65 g PSLC m-1 y-1 and for Uca maracoani from 1.70 to 8.83 g PSLC m-1 y-1. The multiple regression shows the chlorophyll-a may influence…

Advisors/Committee Members: Sumida, Paulo Yukio Gomes.

▼ 

Os sedimentos costeiros são importantes globalmente, pois atuam como receptores de grandes quantidades de material orgânico alóctone e autóctone, sendo responsáveis por cerca de 90% do enterramento de carbono no oceano global. Dentro dos ecossistemas de plataforma continental, a fauna bêntica desempenha papel vital tanto como receptora de energia proveniente do pelagial, quanto como fornecedora de energia para os organismos demersais e de nutrientes para o fitoplâncton. O objetivo principal do presente trabalho foi investigar a variação temporal da dinâmica da macrofauna bêntica na plataforma interna de Ubatuba. A dinâmica bêntica foi analisada pela abundância, biomassa, descritores da comunidade (riqueza, diversidade, equitatividade) e análise trófica dos grupos mais abundantes, em função da origem e composição da matéria orgânica sedimentar. As coletas foram realizadas mensalmente em uma estação fixa, com início em outubro de 2006, por um período de um ano. A estação fixa possui uma profundidade de 40 m e um regime oceanográfico de transição entre águas costeiras e de plataforma continental. A composição da matéria orgânica em termos de MOT, fitopigmentos, fitodetritos e biomarcadores lipídicos apresentou uma complexidade típica de ambientes de plataforma interna, relacionados à dinâmica oceanográfica que rege os principais eventos de acúmulo ou remoção da matéria orgânica lábil na região de Ubatuba. A composição dos biomarcadores lipídicos presentes no sedimento evidenciou que a matéria orgânica particulada na região de plataforma interna de Ubatuba possui uma origem principalmente autóctone, e que está constituída por uma combinação de material derivado do plâncton vivo ou detrítico, da produção bacteriana e da fauna associada ao sedimento, havendo uma contribuição terrestre relativamente pequena. O presente estudo indicou que a dinâmica bêntica na região da plataforma interna de Ubatuba é moldada por forçantes ambientais, como a intrusão de massas dágua (e.g. ACAS) trazendo nutrientes para a zona fótica e estimulando a produção primária fitoplanctônica nova, induzindo o aumento na densidade e biomassa bêntica. A chegada de frentes frias, com ventos fortes, mistura da coluna dágua e revolvimento do fundo também possui fundamental importância, através do decréscimo nos valores dos parâmetros da comunidade bêntica. Esse padrão de acúmulo e remoção sugere que a biota bêntica da plataforma interna de Ubatuba esteja numa constante dinâmica de colonização e recolonização, que pode ser chave na manutenção de altos níveis de riqueza e equitatividade na região. Os resultados obtidos no presente estudo sugerem um íntimo e complexo acoplamento bentopelágico dependente, por um lado, de eventos oceanográficos de mesoescala (i.e. centenas de km; intrusão da ACAS) e, por outro, de eventos atmosféricos que influenciam o sistema bêntico em escala local, através da ressuspensão de sedimentos.

Coastal sediments are globally important for their role in the carbon cycle, being responsible for about 90% of the carbon burial in the…

Advisors/Committee Members: Sumida, Paulo Yukio Gomes.

▼ 

O objetivo deste trabalho foi caracterizar os hábitats bênticos do Banco de Abrolhos e comparar dois tipos de recife no local: rasos e mesofóticos. Foram feitas filmagens com um ROV em 20 estações ao redor do Banco para um estudo em mesoescala. Para a comparação dos recifes, foram feitas filmagens nos recifes rasos de Sebastião Gomes e Parcel dos Abrolhos e na área mesofótica de Itacolomis. As imagens foram analisadas através do programa CPCe®. Foram calculadas a abundância total das espécies por área e por estação e os índices de diversidade e equitabilidade. As estações foram comparadas através do cálculo da similaridade de Bray Curtis e de uma análise fatorial de correspondência (AFC). Nas estações ao redor do Banco foi constatado uma extensa área de rodolitos na parte externa e áreas de fundo inconsolidado na região mais interna. Os bancos de rodolito ocorreram sempre em profundidades maiores que 30 metros. Nos recifes rasos houve uma dominância de macroalgas (ca. 23%), octocorais (ca. 16%) e zoantídeos (ca. 14%), sendo sempre mais diversos que os bancos de rodolitos. O recife mesofótico de Itacolomis teve cobertura predominantemente rodolítica (ca. 48%). Dentre os outros organismos encontrados, os mais abundantes foram macroalgas (ca. 17%) e esponjas (ca. 4%). Abrolhos é o ecossistema mais rico do Atlântico Sul e se encontra severamente ameaçado. Pouco se conhece ainda sobre seu funcionamento e sobre suas áreas mais profundas. Estudos como este são necessários para entender e conservar o Banco de Abrolhos.

The benthic habitats of Abrolhos Bank were characterized and two kind of reefs were compared: shallow and mesophotic. Video footage was taken in 20 sites on the Bank using an ROV. Other footages were taken on the shallow reefs Sebastião Gomes and Parcel dos Abrolhos and at the mesophotic Itacolomis to make the comparison. Still images from videos were analyzed using the CPCe® program. We calculated the total abundance, diversity and equitability of epibenthic species. We also compared the sites using the similarity index of Bray Curtis and a correspondence analysis (CFA). Large rhodolith beds were found on the Bank edges, with inner sites composed mainly by soft bottoms. Rhodolith beds were always found at depths greater than 30 meters. At the shallow reefs macroalgae (ca. 23%), octocorals (ca. 16%) and zoanthids (ca. 14%) dominated. These sites presented higher epibenthic diversity than rhodolith beds. Rhodoliths dominated in the mesophotic area of Itacolomis reef with ca. 48% coverage. Other abundant organisms were macroalgae (ca. 17%) and sponges (ca. 4%). Abrolhos is the richest ecosystem in the South Atlantic ocean and it is severely threatened. There is still little information available, specially for the deeper zone. More researches like the one presented herein are very important and necessary to understand and conserve Abrolhos Bank.

Advisors/Committee Members: Sumida, Paulo Yukio Gomes.

▼ 

A desintegração da plataforma de gelo da enseada Larsen A, em 1995, possibilitou uma oportunidade para estudar a comunidade bêntica da região. Foram analisadas a densidade da macrofauna e a densidade e biomassa da meiofauna. Duas estações na região de mar aberto, no Mar de Weddell, também foram coletadas, para comparações entre diferentes ambientes. Parâmetros ambientais também foram analisados, e serviram para tentar explicar a variação da fauna bêntica. Na região do Mar de Weddell as porcentagens de matéria orgânica foram maiores que na enseada Larsen A, provavelmente um reflexo da maior produtividade primária da área, enquanto as porcentagens de carbonato foram mais altas na enseada do que em mar aberto. A granulometria variou entre silte arenoso a areia síltica, sendo as estações no Mar de Weddell tiveram maiores porcentagens de areia. Em relação à fauna, Nematoda foi o táxon mais abundante, seguido por Copepoda e Nauplii dentro da meiofauna, enquanto Bivalvia e Polychaeta foram os mais abundantes dentro da macrofauna. As maiores densidades de meio- e macrofauna foram encontradas nas estações de mar aberto, e apresentaram correlação com as concentrações de pigmentos. A biomassa total dos nemátodes se correlacionou à biomassa individual do grupo, enquanto a biomassa dos copépodes se correlacionou com a densidade do grupo. Através dos resultados obtidos no presente trabalho foi possível observar que as comunidades bênticas das duas regiões estudadas diferem entre si, em termos de densidade e número de grandes grupos encontrados. E que a disponibilidade de alimento é o principal fator estruturados da fauna na região.

The collapse of the Larsen A ice shelf, in 1995, allowed an opportunity to study the benthic community in the region. The density of macrofauna and the density and biomass of meiofauna were analyzed. Two open water stations in the Weddell Sea were also collected for comparisons between different environments. Environmental parameters were analyzed to look for possible relations with benthic fauna distribution, abundance and biomass. In the Weddell Sea region the percentage of organic matter were higher than in the Larsen A, which was probably a reflection of the higher primary productivity of the area, while the carbonate percentages were higher in the bay than in open water. Particle size ranged from sandy silt to siltic sand, with Weddell Sea stations presenting higher sand content. Nematoda was the most abundant meiofauna taxon, followed by copepods and Nauplii, while Bivalvia and Polychaeta were the most abundant macrofauna. The highest densities of meio- and macrofauna were found in the open sea stations, and were correlated with pigment concentrations. The total nematode biomass was correlated with nematode individual biomass of the group, while copepod biomass correlated with its density. We observed that the benthic communities differed between studied areas in terms of density and taxon richness. Food availability appears to be the main factor structuring fauna in the region.

Advisors/Committee Members: Sumida, Paulo Yukio Gomes.

▼ 

A Plataforma Oeste da Península Antártica (POPA) é uma região onde a produtividade primária na superfície do oceano apresenta padrões altamente sazonais e considerável variabilidade interanual. A dinâmica do gelo marinho é o principal fator condicionante da produtividade e, por consequência, dos fluxos de matéria orgânica da superfície para o leito marinho. A matéria orgânica particulada depositada, chamada de fitodetrito, forma densas camadas de alimento lábil disponível para os organismos bênticos. Essa relação estreita entre os processos da coluna de água e aqueles que ocorrem no bentos é chamada de acoplamento bento-pelágico. Com o objetivo de avaliar as respostas da macrofauna bêntica aos fluxos e deposição de alimento, foi realizada uma série temporal sazonal de amostragens (novembro/1999 a março/2001) na POPA em três estações de coleta perpendiculares à costa. Cerca de 25.000 indivíduos pertencentes a 22 táxons foram coletados em 15 amostras de box corer (0,25 m2 cada). Mesmo com alguma variação ao largo da plataforma (de 10.886 ind.m-2 (estação A) a 2.326 ind.m-2 (B)), atribuída a diferenças na topografia, a macrofauna apresentou pouca variabilidade em termos de composição e abundância ao longo do período estudado. Além disso, diferenças na composição e abundância entre estratos sedimentares também foram notáveis, sendo que 90% dos indivíduos foram encontrados entre 0 e 5 cm. Dentre as 185 espécies identificadas, Aurospio foodbancsia (Polychaeta, Spionidae), uma espécie típica de regiões de plataforma na Antártica, mas muito próxima da espécie de mar profundo A. dibranchiata, foi a espécie dominante em todos os períodos e estações (2.087 ind.m-2). Além de Polychaeta, outros grupos abundantes na POPA foram Bivalvia, Tanaidacea e Oligochaeta. Picos de abundância foram observados para algumas espécies, provavelmente associados a eventos sazonais de recrutamento, porém nem sempre associados à chegada do alimento ao fundo marinho da região. Os grupo funcionais de Polychaeta também não variaram ao longo do período estudado, o que indicou que animais depositívoros de superfície e subsuperfície se alimentam ao longo de todo o ano, aproveitando o alimento que permanece lábil e disponível, mesmo no inverno, quando o fluxo de matéria orgânica para o bentos é mínimo. Os resultados encontrados neste trabalho confirmam os resultados já encontrados dentro do projeto FOODBANCS, que a macrofauna da POPA age como um filtro, respondendo menos às flutuações sazonais.

The West Antarctic Peninsula shelf (WAP shelf) experiences a high seasonal and interannual variability in surface primary production. Sea ice dynamics is the principal factor controlling productivity and, therefore, the downward particulate organic matter (POM) fluxes. The deposited POM, also called phytodetritus, forms dense layers of available labile food for benthic organisms. This straight relationship between water column and benthic processes is called benthic-pelagic coupling. A seasonal time-series study was conducted between November 1999 through March…

Advisors/Committee Members: Sumida, Paulo Yukio Gomes.

▼ A Baía de Guanabara é um dos ecossistemas costeiros mais impactados do mundo. Apesar da fauna sublitoral de substratos inconsolidados ser amplamente utilizada como ferramenta ao monitoramento dos impactos de efluentes urbanos, pouco se sabe sobre a biologia das espécies dominantes. Foram analisadas amostras de variáveis ambientais e biológicas da coluna d\'água e do sedimento através de coletas mensais ao longo de um ano em uma estação fixa na Baía de Guanabara (ca. 12 m de profundidade), com objetivo de compreender a estratégia reprodutiva e a dinâmica populacional da espécie Poecilochaetus australis (Annelida: Polychaeta) em local sujeito à influência de efluentes urbanos não-tratados. Os resultados das variáveis ambientais demonstraram pequena flutuação. O sedimento foi composto essencialmente por frações finas de silte e argila com grãos pobremente selecionados, altas concentrações de matéria orgânica total, clorofila-a sedimentar e intensa atividade microbiana na camada superficial. A comunidade foi composta essencialmente por organismos tubícolas e sofreu pouca variação estrutural ao longo do tempo, sendo dominada pelos poliquetas P. australis, Spiochaetopterus nonatoi, Aricidea suecica simplex, Prionospio steenstrupii, pelos anfípodes Tiburonella viscana e uma espécie não identificada da família Corophiidae, uma espécie de isópode da família Anthuridae, o braquiúro Pinnixa sp. e o cladócero Daphnia sp. Não foram verificadas diferenças temporais significativas entre as riquezas e as diversidades específicas. Os valores médios de riqueza e a diversidade específica ficaram entre 15 táxons e 2,77 bits por indivíduo, respectivamente. Houve investimento reprodutivo contínuo das fêmeas de P. australis. A menor fêmea madura (0,8 mm; largura do 7° setígero - D7) foi encontrada em junho de 2005. Grande parte dos indivíduos maduros concentrou-se entre 1,1 e 1,3 mm D7. Os maiores ovócitos foram encontrados no mês de dezembro de 2005 com 163 ?m de diâmetro, e os menores em março de 2006 com 115 ?m. Foram observadas diferenças significativas no grau de desenvolvimento dos ovócitos ao longo do ano com amadurecimento dos ovócitos de um mês para o seguinte. Os ovócitos tenderam a atingir seu ápice de desenvolvimento em dezembro de 2005. Não foi possível determinar sincronismo entre as fêmeas maduras. Não houve variabilidade mensal significativa da abundância de P. australis. O tamanho médio dos 1575 indivíduos amostrados de P. australis ficou em 0,71 mm D7 (dp = 0,36). Foram identificadas oito classes de tamanho. O maior indivíduo foi uma fêmea com 1.5 mm D7 e os menores foram encontrados entre as larvas planctônicas com 0,15 mm D7 e nos recrutas do sedimento com 0,20 mm D7. Em todos os meses, as classes de tamanho inferiores (0,20 - 0,55 mm) estiveram presentes, sendo responsáveis por grande parte da densidade encontrada. O tamanho assintótico de P. australis ficou em 0,97 mm D7, sendo que 79,1% dos indivíduos encontraram-se neste ou abaixo deste tamanho. A constante de crescimento K ficou em 1,7. A taxa de mortalidade ficou… Advisors/Committee Members: Sumida, Paulo Yukio Gomes.

▼ 

Sedimentos de regiões costeiras são caracterizados por altas concentrações de matéria de orgânica. As bactérias desempenham um fator chave na decomposição da matéria orgânica e na reciclagem de nutrientes inorgânicos essenciais. Além de representar um dos mais importantes recursos alimentares para a meio- e macrofauna. O presente estudo teve por objetivo avaliar a abundância e biomassa da comunidade bacteriana bêntica de duas enseadas na região costeira de Ubatuba (SP), relacionando-as ao aporte de matéria orgânica de diferentes fontes (marinha, terrestre e antrópica) e à estrutura da comunidade bêntica. Foram realizadas seis coletas bimensais em quatro estações por enseada ao longo de um transecto costa-oceano. O sedimento de cada testemunho foi fatiado a bordo em três camadas (0-2, 2-5 e 5-10 cm). A análise bacteriana foi conduzida através de contagem direta em microscópio de epifluorescência e a atividade através da freqüência de células em divisão. A análise dos parâmetros sedimentares como granulometria, qualidade e quantidade de matéria orgânica, bem como dados de macro e meiofauna foram obtidos através do Projeto DIAGEN, do qual o presente estudo faz parte. Os resultados de densidade e biomassa bacteriana mostraram valores sempre maiores na enseada de Ubatuba em relação à Fortaleza, acompanhado por teores mais elevados de matéria orgânica total, clorofila-a, feopigmentos e biomassa microbiana. O padrão de deposição das enseadas provavelmente teve papel decisivo nos altos valores de biomassa e densidade bacteriana nas regiões centrais e rasas das enseadas. Densidades e biomassas bacterianas mais elevadas foram encontradas no inverno (junho de 2005), não sendo observadas relações direta com os valores de matéria orgânica total ou clorofila-a. O estudo mostrou uma alta atividade bacteriana na camada superficial do sedimento, em especial no outono, com valores sempre maiores na enseada de Fortaleza, contrastando com os valores de densidade e biomassa.

Coastal sediments are characterized by high organic matter contents. Bacteria play a key role in organic matter decomposition and are essential in the nutrient recycling process. Moreover, represent an important food source for meio- and macrofaunal organisms. The present study aimed to evaluate the abundance and biomass of the benthic bacterial community in two bays of the coastal region of Ubatuba (SP). Bacterial abundance and biomass were compared with the distribution and abundance of different organic matter sources (marine, terrestrial and anthropogenic) and with the structure of the benthic community. We collected samples every two months for a period of one year in four stations on each bay along a coast-ocean transect. Tube cores were used to collect sediment samples, which were sliced on board in three layers (0-2, 2-5 and 5-10 cm). Bacterial abundance and biomass were counted and measured under epifluorescence microscopy and bacterial activity was estimated by the frequency of dividing cells. Information on sediment grain size distribution, quality and…

Advisors/Committee Members: Sumida, Paulo Yukio Gomes.

▼ 

O presente estudo descreve a composição, densidade e a variação temporal, espacial e nictemeral das larvas de crustáceos decápodes e estomatópodes das águas de superfície do arquipélago de São Pedro e São Paulo. As expedições ao arquipélago foram realizadas em abril, agosto e novembro de 2003, março de 2004 e maio de 2005. Os arrastos de plâncton foram horizontais e de superfície, realizados pela manhã e ao anoitecer, na enseada e a aproximadamente 150, 700 e 1500 m de distância do arquipélago. Foram identificadas 51 táxons de decápodes e 6 de estomatópodes. Novas ocorrências incluem sete espécies, oito gêneros e a presença de indivíduos das famílias Oplophoridae, Pandalidae, Scyllaridae e Portunidae. A densidade larval média variou de zero a 150,2 ± 69,6 indivíduos · 100 m-3 nas águas ao redor do arquipélago e de 1,7 ± 3,0 a 12.827,1 ± 15.072,9 indivíduos · 100 m-3 na enseada. Foram verificadas diferenças significativas na densidade larval entre os meses e períodos de coleta, mas não entre as distâncias de 150, 700 e 1500 m. A frequência de ocorrência e a densidade média de cada táxon identificado variaram entre os meses, períodos e locais de amostragem. Os resultados sugerem que a enseada e as águas ao redor do arquipélago são diferentes em termos de composição, densidade, e diversidade larval.

The present study describes the composition, density and the temporal, diel and spatial distribution of decapod and stomatopod larvae present in surface waters of Saint Paul\'s Rocks. The expeditions to the archipelago were carried out in April, August and November of 2003, March of 2004 and May of 2005. Surface plankton samples were collected during the morning and dusk, inside the bay and in stations 150, 700 and 1500 m away from the archipelago. The identification resulted in 51 decapod and 6 stomatopod larvae. Seven species, eight genera and individuals belonging to the families Oplophoridae, Pandalidae, Scyllaridae and Oplophoridae were identified for the first time in the area. The mean larval density varied from zero to 150,2 ± 69,6 individuals · 100 m-3 in the waters around the archipelago and from 1,7 ± 3,0 to 12.827,1 ± 15.072,9 individuals · 100 m-3 inside the bay. Significant differences in larval density were verified between months and day periods, but not among different distances from the archipelago. The results suggest that the bay and the waters around the archipelago are different in terms of larval composition, density and diversity.

Advisors/Committee Members: Sumida, Paulo Yukio Gomes.

▼ 

O presente estudo visou investigar os efeitos da ressuspensão do sedimento e enriquecimento orgânico por diferentes microalgas na estrutura das comunidades microbianas do sedimento. Para tanto dois experimentos laboratoriais separados foram realizados (Nov-Dez/2009 e Abr-Maio/2011) com o intuito de simular as condições de ressuspensão e pulsos de produtividade primária observadas em campo e assim observar como a comunidade microbiana do sedimento é influenciada por esses eventos. Ambos os experimentos foram mantidos por um total de 30 dias após o tratamento, durante os quais amostras para análises sedimentares, densidade de procariotos e composição da comunidade bacteriana foram tomadas em seis períodos diferentes. A camada superficial do sedimento foi estudada mais detalhadamente e mostrou que tanto a chegada de material algal quanto a ressuspensão são responsáveis por mudanças significativas na densidade, metabolismo e composição da comunidade bacteriana do sedimento. Ainda, a chegada de diferentes tipos de algas ao sedimento (fitoflagelados e diatomáceas) levou a diferentes repostas tanto na densidade quanto na diversidade dos micro-organismos sedimentares. A estrutura vertical dos micro-organismos na coluna sedimentar também foi estudada. A chegada de material algal no sedimento não levou a grandes mudanças na estrutura da comunidade mais profundas da coluna sedimentar. A estabilidade criada pelo ambiente experimental parece ter levado a um aumento tanto da densidade quanto da diversidade microbiana na camada intermediária do sedimento, em ambos os tratamentos e no controle. Já a ressuspensão parece influenciar de forma mais efetiva a distribuição dos micro-organismos na coluna sedimentar, devido a mistura da coluna sedimentar e mudanças nas condições redox das camadas sedimentares. Concluindo, tanto a chegada de alimento no sedimento, como eventos de ressuspensão são responsáveis por mudanças significativas na comunidade microbiana dos sedimentos costeiros.

The present study aimed to investigate the effects of sediment resuspension and organic enrichment by different microalgae on the sedimentary microbial community structure. We run two separate laboratory experiments (Nov-Dec/2009 and Apr-May/2011) to simulate resuspension conditions and pulses of primary productivity observed in the field, and analyze how these events affect the microbial community. Both experiments were maintained for a total of 30 days following treatment when samples were taken for sedimentary analysis, prokaryotic density and bacterial community analyses at six different sampling times. The sediment surface layer was studied in more detail, and showed that both the input of algal material and resuspension are responsible for significant changes in density, metabolism and bacterial community composition. Also, the arrival of different types of algae to the sediment (phytoflagellates and diatoms) led to different responses in both density and diversity of sedimentary microorganisms. The vertical structure of microorganisms in the…

Advisors/Committee Members: Sumida, Paulo Yukio Gomes.

▼ 

A acidificação dos oceanos, resultado do aumento das emissões de gás carbônico (CO2), por atividades antrópicas, vem causando uma mudança no equilíbrio químico do sistema carbonato e uma consequente diminuição do pH nos oceanos mundiais. Cerca de 30% das emissões antropogênicas de CO2 é absorvida pelo oceano, o que já reduziu o PH em 0,1 unidade em águas superficiais e são esperadas ainda maiores reduções. A escala de mudanças \"toleráveisd̈e pH ainda é incerta para muitos organismos e pouco conhecida para muitos processos biológicos, particularmente no sedimento. Este trabalho teve como objetivo quantificar tanto as taxas atuais de remineralização da matéria orgânica e fluxos de nutrientes na interface água-sedimento, como as alterações nessas taxas em resposta a diferentes cenários de acidificação do oceano, usando câmaras de incubação bêntica tanto in situ como em laboratório. Os experimentos in situ e coleta de material para montagem dos experimentos em laboratório foram realizados através de mergulho autônomo, na área rasa de Ubatuba-SP (6-8 m de profundidade). As incubações mostraram alto consumo de O2, variando entre -17 mmol m-2 d-1 em Julho de 2012 e -112 mmol m-2 d-1 em Abril e Junho de 2013. Houve uma dominância da nitrificação, com fluxos entre 0.2 and 0,4 µmol m-2 d-1 (sem variação temporal). As incubações também mostraram fluxos positivos de amônio, sendo os mais altos (1.0 - 1.5 µmol m-2 d-1) observados em Março, Abril e Junho de 2013. No geral, os processos de heterotrofia líquida prevaleceram sobre os processos autotróficos na região de estudo. Esses resultados indicam que os processos que ocorrem nos sedimentos costeiros de Ubatuba são: (1) remineralização aeróbica bêntica, (2) processos de nitrificação maiores que denitrificação e (3) provável excreção de organismos bênticos. O experimento de acidificação in situ indicou um aumento nos fluxos de O2 (de 0.02 para 45 mmol m-2 d-1). Os experimentos com acidificação mostraram efeitos similares: aumento do consumo médio de O2 e liberação de CO2, principalmente na areia. Houve diminuição nos processos de nitrificação em resposta à diminuição do pH. O estudo forneceu resultados importantes e inéditos sobre os processos biogeoquímicos em sedimentos costeiros da região de Ubatuba (SP), assim como os efeitos da acidificação dos oceanos nos processos biogeoquímicos em sedimentos costeiros.

Ocean acidification, a result of an increase in carbon dioxide (CO2) anthropic emissions, has caused a change in the chemical balance of the carbonate system and a consequent pH decrease in the world\'s oceans. Approximately 30% of anthropogenic CO2 is absorbed by the ocean, which has already reduced the pH by ∼0.1 units in surface waters (with further reductions expected). The scale of \"tolerablep̈H changes is still uncertain for many organisms and little-known for biological processes, particulary for the sediment. This work aimed to quantify both the current rates of organic matter remineralization and nutrient fluxes at the sediment-water…

Advisors/Committee Members: Sumida, Paulo Yukio Gomes.

▼ 

A ciclagem de matéria orgânica (MO) no ambiente marinho é um processo-chave para o ciclo global de carbono. Os sedimentos costeiros são de suma importância para a ciclagem de carbono pois atuam como receptores de grandes quantidades de MO alóctone (i.e. terrestre) e autóctone (i.e. marinho). A miríade dos componentes orgânicos e suas diferentes características dificultam o entendimento das fontes de MO em ambientes costeiros. Este trabalho visou entender a origem e a composição da MO (através de biomarcadores lipídicos) e a dinâmica da comunidade microbiana (método ATP) em sedimentos superficiais de diferentes ecossistemas marinhos da costa sudeste do Brasil: (i) margem continental de Cabo Frio; (ii) sistema lagunar de Saquarema; (iii) áreas costeiras e a plataforma continental de Ubatuba; (iv) e a plataforma adjacente ao estuário de Santos. Os resultados apontaram uma origem predominantemente autóctone para a MO nestes sistemas, com contribuição terrestre reduzida e limitada à áreas próximas à costa. Processos oceanográficos e forçantes ambientais são cruciais para a composição da MO sedimentar e são discutidas para cada um dos ecossistemas estudados.

The cycling of the organic matter (OM) in the marine environment is a key process in the global carbon cycle. Coastal sediments are important to the global carbon cycle, since they receive large inputs from both marine and terrestrial OM. The myriad of organic compounds and their spectrum of reactivity complicate the understanding of OM sources in coastal environments. In this work, we aimed to access the origin and composition of the OM (through lipid biomarkers) and the microbial dynamics (ATP method) in surface sediments of diverse marine ecosystems from the SE Brazilian coast: (i) the continental margin off Cabo Frio; (ii) the lagoonal system of Saquarema; (iii) coastal and shelf areas from Ubatuba; and (iv) the continental shelf adjacent to Santos estuary. The results showed a dominance of autochthonous OM, with a minor fraction of the OM derived from terrestrial sources and restricted to areas close to the coast. Oceanographic processes and environmental forces are crucial to the composition of sedimentary OM and are discussed for each of those ecosystems.

Advisors/Committee Members: Sumida, Paulo Yukio Gomes.

▼ 

A qualidade da matéria orgânica e a magnitude de suas deposições estão entre os principais fatores que controlam as respostas dos organismos bênticos marinhos. Uma vez depositada nos sedimentos, a matéria orgânica é degradada por processos biogeoquímicos microbianos, que podem ser acelerados mediante a bioturbação da macrofauna. Entretanto, em regiões costeiras, a dinâmica das forçantes ambientais influencia tanto a qualidade dos recursos alimentares, quanto os mecanismos de utilização pelos organismos, implicando em alterações na remineralização da matéria orgânica. Este estudo visou investigar o sistema bêntico da área costeira de Ubatuba frente às variações da qualidade e quantidade da matéria orgânica, incluindo os impactos da bioturbação na diagênese recente e regeneração de nutrientes. Observou-se que os processos físicos da região atuaram na variação da qualidade da matéria orgânica e na estruturação dos organismos bênticos. Os microorganismos exploraram matéria orgânica de diferentes composições, exercendo também importante papel para a comunidade macrobêntica, enriquecendo os detritos orgânicos disponíveis como alimento. A meiofauna não apresentou relação direta com alta qualidade da matéria orgânica, já a macrofauna foi estruturalmente modificada pela passagem de frentes frias e pela presença de compostos lábeis, quando os mesmos apareceram em maiores concentrações. Experimentalmente, verificou-se que a mistura de partículas foi significativa somente quando altas densidades da macrofauna estiveram presentes na superfície do sedimento. Além disso, foi demonstrado em laboratório que a macrofauna exerceu pouca influência nos fluxos de oxigênio e nutrientes do sedimento para a água, porém suficiente para estimular a decomposição de material orgânico verticalmente na coluna sedimentar. Portanto, a dinâmica dos processos físicos e as variações estruturais da macrofauna são importantes fatores ecológicos na modulação de funções fundamentais do ecossistema costeiro de Ubatuba, como produtividade, metabolismo bêntico, degradação da matéria orgânica e fluxos de energia.

The magnitude and quality of organic matter inputs to the seafloor are among the main factors regulating the responses of marine benthic communities. Once deposited on the sediments, the organic matter is degraded by several microbial biogeochemical processes that may be stimulated through macrofauna bioturbation. However, in coastal regions the dynamics of environmental forcing not only influences the quality of food sources, but the food uptake by organisms, resulting in changes on remineralization rates of organic material. This study aimed to investigate the benthic system of Ubatuba coastal area in relation to quality and quantity of organic matter as well as bioturbation impacts on early diagenesis and nutrient regeneration. Data suggests that physical stresses influenced the quality of organic matter and the structure of benthic organisms. Different compositions of organic matter were assimilated by microorganisms, which in turn played an…

Advisors/Committee Members: Sumida, Paulo Yukio Gomes.

▼ 

Os sedimentos marinhos são receptores finais de vários compostos da coluna de água, possuindo uma participação ativa nos ciclos biogeoquímicos. Comunidades microbianas possuem um papel crucial nestes ciclos, sendo responsáveis por grande parte da remineralização da matéria orgânica em sedimentos superficiais. Foram realizados dois experimentos com simulações de processos oceanográficos em microcosmos: Enriquecimento Orgânico, testando a diferença entre a chegada de fitoflagelados e diatomáceas no sedimento e Ressuspensão, simulando a passagem de frente fria. Foram analisados os compostos referentes à qualidade e quantidade da matéria orgânica sedimentar, assim como o fluxo de nutrientes da interface água-sedimento. No Experimento Enriquecimento, as diferentes algas causaram respostas distintas nos processos de degradação da matéria orgânica, aumentando a qualidade e o metabolismo das comunidades presentes, além de modificar os fluxos de nutrientes, sendo notada uma resposta mais rápida nos mecanismos de degradação devido à adição do fitoflagelados. No Experimento Ressuspensão, o distúrbio físico ocasionou uma resposta imediata e significativa na liberação dos nutrientes do sedimento para a interface água-sedimento e alterações nas concentrações de ácidos graxos, principalmente nos dois primeiros dias após a simulação. Logo, os diferentes eventos oceanográficos simulados comprovaram sua influência frente aos processos biogeoquímicos, principalmente na disponibilidade de ácidos graxos e na liberação de nutrientes para a água sobrejacente

Marine sediments are the final receivers of many organic compounds from the water column, playing an important role in biogeochemical cycles. Microbial communities are important to these cycles as they remineralize organic matter within surface sediments. Microcosm experiments were conducted to simulate two important oceanographic processes: Organic Enrichment, to test differences between sinking patterns of phytoflagellates and diatoms and Resuspension, simulating the passage of a cold front. The quality and amount of the organic matter was assessed, as well as the nutrient flow between the sediment-water interface. In the Enrichment Experiment, distinctive responses in the degradation processes were noted between treatments where the addition of phytoflagellates increased the quality of the organic matter, caused faster metabolism communities present in the sediment, and modify the patterns of nutrient flux rates. In the Resuspension Experiment, the physical disturbance caused an immediate and significant release of nutrients from the sediment to the sediment-water interface and changed the in the concentrations of fatty acid content most notably during two days after the resuspension event. Thus, the different simulated oceanographic events influenced biogeochemical processes, particularly in the availability of fatty acids and the release of nutrients to the overlying water

Advisors/Committee Members: Sumida, Paulo Yukio Gomes.

▼ This thesis focuses on the investigation of reef communities of the Saint Peter and Saint Paul´s Archipelago (SPSPA) across an euphotic/mesophotic depth gradient. Sampling was performed on shallow and mesophotic areas (0 to 90 m depth) using SCUBA and a Remotely Operated Vehicle (ROV). The present work is composed of four chapters: Chapter 1 deals with the quantitative assessment of reef fish communities, which were divided in three distinct communities associated with different depth strata. Clear shifts in habitat use and in size-frequency distributions were recorded for some species. Abundance of black-corals and depth were the most important factors affecting the structure of fish communities, with a clear association of fish with branching black-corals in the mesophotic zone. Chapter 2 presents the first detailed qualitative assessment of benthic communities of the SPSPA. The influence of biotic and abiotic variables shaping the structure of the benthic communities was evaluated. A total of 77 benthic taxa belonging to six major functional groups were recorded. Macroalgae was the richest group (41 infrageneric taxa), with 17 new records for the SPSPA. Turf algae were the most abundant group on both shallow and mesophotic reefs. Two distinct communities were detected: a shallow one composed primarily by the zoanthid Palythoa caribaeorum (Duchassaing and Michelotti, 1861), the fleshy alga Caulerpa racemosa (Forsskål) J. Agardh, crustose coralline algae (CCA) and Bryopsis spp., and another deeper community dominated by CCA, bryozoans and scleractinian corals. Abiotic variables were the most important predictors of benthic community structure. Chapter 3 brings information on abundance, distribution size and associated fauna (epibionts) of black-corals. Although two species of black-corals, Tanacetipathes hirta (Gray, 1857) and T. thamnea (Warner, 1981), are known to occur in the SPSPA, they are undistinguishable underwater. Epibiosis, mainly by zoanthids and entanglement by fishing monofilament were important factors negatively affecting the health of black-coral colonies. Black-corals were intensively used as refuge by reef fish, especially by the endemic oblique butterflyfish Prognathodes obliquus (Chaetodontidae). A single black-coral colony repeatedly visited and monitored for ten years showed a decrease in vitality since the first observation, mainly related to fouling by algal detritus and entanglement by fishing monofilaments. Chapter 4 discusses the ecology (abundance, distribution and habitat preferences) of the fireworm Hermodice carunculata, a major predator on mesophotic zone of SPSPA. A total of 278 individuals of bearded fireworm were observed, with significant difference in abundance between euphotic and mesophotic zones. A direct association of H. carunculata with black-corals (Tanacetipathes spp.), the scleractinian Madracis decactis and depth was found. A final session with concluding remarks wraps up information on the ecology of Mesophotic Reef Ecosystems highlighting their possible importance… Advisors/Committee Members: Francini Filho, Ronaldo Bastos, Sumida, Paulo Yukio Gomes.

▼ 

Parcelas orgânicas de macroalgas, madeira e carcaças de baleia criam importantes oasis de enriquecimento orgânico no assoalho marinho de regiões profundas, mas a estrutura e sucessão ecológica da macrofauna sedimentar ao redor destes ambientes ainda é pouco conhecida. Parcelas de macroalgas e madeira foram artificialmente implantadas próximas a uma carcaça de baleia de 30-ton hà uma profundidade de 1670 m na Bacia de Santa Cruz, Pacífico NE. Ao redor de cada ilha orgânica, foram estudados os padrões espaciais e temporais de enriquecimento sedimentar orgânico e a estrutura e sucessão temporal da macrofauna em escalas temporais que variam de 0.25 à 7 anos. Ainda, o nível de sobreposição entre espécies colonizadoras das parcelas orgânicas e na baleia, foram comparados com comunidades de exudações frias (uma localizada na bacia de São Clemente, Pacífico NE) e fontes hidrotermais. Em geral, a abundância da macrofauna sedimentar foi altamente elevada em períodos de intenso enriquecimento orgânico, com decréscimo da diversidade da macrofauna num raio de 0.5 metros das parcelas. Nas parcelas de macroalgas e madeira, espécies oportunistas e tolerantes à sulfetos atingiram altas densidades após o pico de enriquecimento orgânico sedimentar (0.25 e 1.8 anos, respectivamente), enquanto que ao redor da carcaça de baleia, a macrofauna foi também dominada por organismos quimiossintéticos com associações simbióticas bacterianas, e ainda espécies oportunistas que se alimentavam do abundante carpete bacteriano sobre a superfície sedimentar. Os sedimentos ao redor das parcelas de macroalgas e madeira sustentam baixas taxas de degradação microbiana e sulfeto intersticial, recrutando assim um limitado número de organismos quimioautotróficos e consequentemente com baixa sobreposição de espécies com outros ambientes redutores. Na carcaça de baleia, os sedimentos sustentam intensa degradação microbiana e altos níveis de sulfeto, mas diferenças marcantes nas biogeoquímica e nas cadeias tróficas presentes nestas carcaças resultam em baixa sobreposição de espécies com a fauna de exsudações frias e fontes hidrotermais. Conclui-se que sedimentos enriquecidos organicamente ao redor de macroalgas, madeiras e carcaças de baleia criam importantes hábitats para a persistência e evolução de espécies dependentes de condições sedimentares redutoras, e assim estas ilhas devem contribuir para a diversidade regional e global dos ecossistemas de mar profundo.

Sunken parcels of macroalgae, wood and whale carcasses provide important oases of organic enrichment at the deep-sea floor, but sediment community structure and succession around these habitat islands are poorly evaluated. We experimentally implanted parcels of kelp and wood falls nearby a 30-ton deep-sea whale-fall at 1670 m in the Santa Cruz Basin (SCr; NE Pacific). At each organic island, we aimed to evaluate patterns of organic enrichment and spatial and temporal patterns of macrofaunal community structure and succession over time scales of 0.25 to 7y. Additionally, species overlap between kelp-,…

Advisors/Committee Members: Smith, Craig Randall, Sumida, Paulo Yukio Gomes.