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This metadata refers to publication submitted to journal Freshwater Biology entitled:Top-down regulation of filamentous cyanobacteria varies among a raptorial vs. current feeding copepod across multiple prey generations. The file has information necessary to generate main figures andrun statistical analysis to generate resulttables. Tabs within excel file inform data for each figure.

In the era of the Anthropocene, the effects of climate change on the freshwater ecosystems are clearly complex, since warming and different temperature related drivers influence interacting physical, biogeochemical and biological processes. Climate change is predicted to have huge impacts on the Earth’s ecosystems through temperature increase, changed patterns of precipitation, more frequent extreme weather events, and combinations of these thus, climate change may become one of the major drivers affecting the diversity, composition, structure, and functioning of ecological communities over the next several decades. In this thesis, composed of two papers, we evaluate the effects of multiple factors related to climate change on the natural phytoplankton community. In the first one, we conducted an indoor experiment to test how increasing temperatures influence natural phytoplankton diversity and CO2 emissions in eutrophic ecosystems. Our results experimentally show that, under future scenarios of climate warming, the phytoplankton community composition can respond strongly, affecting ecosystem functions such as biomass production, resource use efficiency, carbon flux balance. Warming clearly aggravated the negative effects of eutrophication through the enhancement of cyanobacteria, all other factors being equal. Since the suggestion that eutrophication may promote climate change by increasing the release of greenhouse gases from fresh waters, it has been found that eutrophication may interact with warming via a positive feedback to atmospheric CH4 emissions. Here, we also found experimental evidence of a positive feedback between the major eutrophication symptom (cyanobacterial blooms) and warming, via higher CO2 emission rates in cyanobacteria dominated warmer systems, besides other changes in key ecosystem functions. In the second paper, we conducted an indoor short-term experiment to test how the natural phytoplankton community subjected to different temperatures reacted to the stressors of climate change (warming, eutrophication, extremes rainfall events) can affect the ecosystem stability. We find that the phytoplankton communities responds differently to disturbances. The environments with cyanobacterial blooms have benefited and proved to be resilient to the extremes rainfall events. In contrast, environments less stressed by warming have a slower response to the event of extreme rainfall, and that they often do not recover their biomass before the extreme rainfall event. Thus, given the multiple effects of climate change, the most stressed environments have greater ecosystem stability (resilience, resistance, and recovery) when compared to the least stressed. In summary, the findings of this thesis, we have experimental evidence with phytoplankton community, that climate change will profoundly affect ecosystem functions (e.g., biomass production, energy transfer, and carbon cycle). In this sense, we hope to contribute with policies to prevent or mitigate the ecological impacts of climate change. CNPq Na era do Antropoceno, os efeitos das mudanças climáticas nos ecossistemas aquáticos continentais apresentam múltiplos fatores, uma vez que o aquecimento e os diferentes fatores relacionados às mudanças climáticas influenciam os processos físicos, biogeoquímicos e biológicos. As mudanças climáticas causam impactos relevantes nos ecossistemas da Terra por meio do aumento da temperatura, mudanças nos padrões de precipitação, eventos climáticos extremos mais frequentes, mudanças nas concentrações de CO2, entre outros. Os efeitos das mudanças climáticas somam-se aos efeitos contínuos de outros fatores globais e locais que afetam a diversidade, composição, estrutura e funcionamento das comunidades ecológicas, como eutrofização, fragmentação do habitat, mudanças no uso da terra e mudanças nos ciclos biogeoquímicos. Assim, esta tese é composta por dois segmentos. Para o primeiro segmento, desenvolveu-se um experimento para testar como o aumento das temperaturas influencia a diversidade fitoplanctônica e as emissões de CO2 em ambientes eutróficos. Os resultados mostraram que, em cenários futuros de aquecimento, a composição da comunidade fitoplanctônica é alterada, afetando funções do ecossistema, como produção de biomassa, eficiência no uso de recursos e balanço de fluxo de carbono. O aquecimento agravou os efeitos negativos da eutrofização através do aumento das cianobactérias. Encontrou-se que a eutrofização pode promover mudanças climáticas, aumentando a liberação de gases de efeito estufa com evidências experimentais de um feedback positivo entre o principal sintoma de eutrofização (florações de cianobactérias) e o aquecimento, por meio de taxas de emissão de CO2 mais altas em sistemas mais quentes dominados por cianobactérias, além de outras mudanças nas principais funções do ecossistema. No segundo segmento, conduziu-se um experimento de curto prazo para testar como diferentes comunidades fitoplanctônicas naturais, promovidas por diferentes regimes de temperatura, reagiram a um evento de chuva extrema simulada e, assim, analisar a estabilidade e resiliência do ecossistema. Constatou-se que as comunidades fitoplanctônicas submetidas a diferentes temperaturas responderam de forma diferente aos distúrbios. As comunidades dominadas por florações de cianobactérias se beneficiaram e mostraram-se resilientes ao evento de chuvas extremas. Em contraste, as comunidades supostamente menos estressadas pelo aquecimento tiveram uma resposta mais lenta ao evento de chuvas extremas e não recuperaram a biomassa antes do evento de chuvas extremas. Descobriu-se que as comunidades aparentemente mais estressadas (ou seja, sob a temperatura mais alta) têm maior estabilidade do ecossistema (resiliência, resistência e recuperação) quando comparadas às comunidades menos estressadas. Em suma, a evidência experimental indica que as mudanças climáticas afetarão profundamente a estrutura da comunidade e algumas funções do ecossistema (por exemplo, produção de biomassa, transferência de energia e ciclo do carbono). Destaca-se a necessidade de fortalecer as políticas e medidas locais para prevenir ou mitigar os impactos ecológicos das mudanças climáticas. 96 f. : il. (color.).

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Florações nocivas de cianobactérias são consideradas um dos maiores problemas em ambientes de água doce. Recentemente, sua frequência e duração vêm aumentando. Esse é o cenário da grande parte dos reservatórios localizados no semiárido do Brasil, nos quais apresentam florações persistentes de cianobactérias. Os fatores regulando essas florações persistentes de cianobactérias permanecem pouco compreendidos, e sua compreensão é essencial para o desenvolvimento de estratégias que visem melhorar a qualidade da água. À vista disso, o objetivo do presente estudo foi elucidar os fatores regulatórios da dominância de cianobactérias; avaliar os efeitos da seca na disponibilidade de recursos e no fitoplâncton; e diferenciar preferências ambientais das espécies Cylindrospermopsis raciborskii e Microcystis aeruginosa. Parâmetros químicos, físicos e biológicos de seis reservatórios localizados na região semiárida do Brasil foram analisados. “Cylindropermopsis abundância index” foi criado para acessar as preferências ambientais das duas espécies mais representativas. Nossos resultados indicam que reservatórios eutróficos do semiárido são mais suscetíveis a florações permanentes de cianobactéria. Nitrogênio e fósforo favorecem a dominância de Cylindrospermopsis e Microcystis, entretanto luz aparenta ser o fator que regula a alternância de dominância entre essas espécies. Seca influenciou negativamente a concentração de fósforo total e biomassa do fitoplâncton. Em suma, eutrofização em reservatórios do semiárido pode conduzir a floração persistente de cianobactéria, porém, outros fatores, como físicos, regulariam a mudança temporal de espécies. Além disso, seca potencializaria a dominância persistente de cianobactérias, pois interfere com a disponibilidade de recursos. Harmful cyanobacterial blooms have been long recognized as one of the most severe problems in freshwater systems. Recently, their frequency and duration have been increasing. This is the scenario for many semiarid reservoirs in Brazil that face persistent cyanobacterial blooms. The drivers regulating persistent cyanobacterial blooms are still poorly understood and comprehend them is crucial to the development of strategies to improve water quality. In light of this, we aim to elucidate the drivers of cyanobacteria dominance; evaluate the effect of drought and differ environmental preferences of Cylindrospermopsis raciborskii and Microcystis aeruginosa. We analysed chemical, physical and biological parameters from six reservoirs located in the semi-arid region from Brazil and created a “Cylinder abudance index” to access environmental preferences of the two most representatives species. Eutrophic semiarid reservoirs are more susceptible to persistent cyanobacteria bloom. Nitrogen and phosphorus favoured Cylindrospermopsis and Microcystis dominance, but light seems to be the factor regulating the switch between them. Drought negatively influenced total phosphorous and phytoplankton biomass. Our results suggest eutrophication in semiarid environments may lead to persistent dominance of cyanobacteria, still, other factors as physical could drive the temporal change of specie. Drought can potencialize persistent dominance due to interfere in the availability of resources.

Ao redor do mundo, cientistas, gestores e autoridades têm enfrentado vários problemas ecológicos e econômicos gerados pela eutrofização artificial de lagos, cujo atributo mais visível é uma excessiva biomassa fitoplanctônica, comumente quantificada pela concentração de clorofila a (chla). Enquanto nutrientes têm sabidamente um papel decisivo na dinâmica temporal da biomassa fitoplanctônica, o regime hidráulico de um lago pode exercer um controle externo sobre tal dinâmica. Neste estudo, foi avaliada a influência do regime hidráulico na dinâmica temporal da biomassa fitoplanctônica em açudes do Semiárido. Os açudes são uma fonte crucial de recursos hídricos para consumo humano e irrigação nessa região, mas são frequentemente afetados pela eutrofização e carecem de um monitoramento limnológico adequado. Para superar essa deficiência de dados, avaliaram-se as relações entre a qualidade de água e as propriedades óticas em 13 lagos da região de estudo, validaram-se algoritmos para estimativa da chla a partir de imagens do sensor orbital MODIS e geraram-se séries de 15 anos de dados diários de chla para os três maiores açudes estudados: Orós (OROS), Castanhão (CAST) e Eng.º Armando Ribeiro Gonçalves (EARG). Como os açudes do Semiárido estão sujeitos a um marcante regime hidráulico, com clara separação entre períodos secos e chuvosos, hitpotetizou-se que isso se refletiria na variação temporal da chla. A comparação entre a série de chla produzida e a série histórica de volume dos açudes deu suporte a essa hipótese. Os valores de chla caíram rapidamente com a renovação da água promovida por chuvas intensas e permaneceram altos durante os períodos secos. As intensas chuvas de 2004 reduziram bruscamente a biomassa fitoplanctônica em EARG e OROS e, para este último, os efeitos até mesmo se estenderam aos anos subsequentes. Nossos resultados encorajam a exploração do arquivo de imagens MODIS para estudos sobre a dinâmica temporal do fitoplâncton em lagos naturais e artificiais, tanto em escala sazonal como interanual. All over the world, scientists, managers and policy-makers have been challenged by several ecological and economic issues caused by the artificial eutrophication of lakes, whose most visible effect is the excessive phytoplankton biomass, commonly represented by the chlorophyll a concentration (chla). While nutrients play a primary role in the temporal dynamics of the phytoplankton biomass, the lakes’ hydraulic regime can exert an external control over such dynamics. In this study, we assessed the influence of the hydraulic regime on the temporal dynamics of the phytoplankton biomass in man-made lakes of the Brazilian semiarid region. Lakes are a crucial source of water resources for human consumption and irrigation in that region, but they are frequently affected by eutrophication and lack an adequate limnological monitoring. To overcome this data deficiency, we assessed the relationships among water quality and optical properties in 13 lakes of the study region, validated an algorithm for estimating chla from images of the MODIS orbital sensor, and generated a 15-year time series for the three largest study lakes: Orós (OROS), Castanhão (CAST) and Eng. Armando Ribeiro Gonçalves (EARG). Because lakes in the Brazilian semiarid region are subject to a seasonally marked hydraulic regime, we hypothesized that it would be reflected on the temporal variation of chla. The comparison between the time series of chla and lakes’ volume supported such hypothesis. The concentrations steeply dropped with intense rainfall-driven water renewal and kept high during the dry periods. The intense rainfall of 2004 abruptly reduced the phytoplankton biomass in EARG and OROS lakes and, for the latter, its effects even extended to the subsequent years. Our results encourage the exploration of the MODIS archived imagery for further studying the temporal dynamics of the phytoplankton in natural and man-made lakes, at both seasonal and interannual scales.

Top-down regulations in trophic chain depend on herbivore grazing traits and producers edibility. By actively selecting nutritious eukaryotic phytoplankton and rejecting toxic cyanobacteria, grazing copepods may contribute to cyanobacteria blooms and dynamics. In tropical environments, for instance, copepods commonly cooccur with cyanobacteria blooms, raising the question whether they can facilitate cyanobacteria dominance. We experimentally tested the effects of two groups of copepods with different feeding modes – calanoid Notodiaptomus iheringi (active filter feeding) and cyclopoid Thermocyclops decipiens (ambush feeder) – on the competition of an eukaryotic phytoplankton Cryptomonas and the filamentous cyanobacteria Cylindrospermopsis raciborskii. We assessed grazing in 1L batch cultures for seven days, starting with 10-fold initial dominance of Cryptomonas. Copepods demonstrated initial rejection of Cylindrospermopsis filaments, but while cyclopoids slightly increased grazing on cyanobacteria in extended experimental periods, calanoids reversed to clear more particles of cyanobacteria. Despite differences on grazing, both zooplankton decreased cyanobacteria filaments size similarly, reducing it in ~70%. We also performed experiments testing competition between phytoplankton that showed no interference on each other growth rates, assuring that results from grazing experiment are addressed to zooplankton feeding. Here, we demonstrated that copepod selectively avoidance of filamentous cyanobacteria Cylindrospermopsis may facilitate its dominance, depending on time and alternative food concentration. Cyclopoid, rather than calanoid, grazing may be an appropriate mechanism to explain filamentous cyanobacteria dominance, as they had lower impact on cyanobacteria abundance. This mechanistic approach understanding trophic dynamics using traits of different groups (i.e. copepods and cyanobacteria) is especially relevant in light of the more intense warmer and eutrophic world that will promote cyanobacteria bloom, and increase complexity of such interactions.

Lagos em regiões semiáridas são fortemente influenciados pelo regime hidrológico. Longos períodos de estiagem causam reduções drásticas no volume de água e, consequentemente, redução nas suas vazões afluentes e efluentes e mudanças no estado trófico dos lagos. Já a estação chuvosa é caracterizada por precipitações concentradas em poucos meses do ano. Devido à diminuição da conectividade entre ambientes durante a estação seca, nós acreditamos que as comunidades biológicas podem ser afetadas principalmente pelos fatores espaciais durante esse período (i. e. limitações da dispersão) e pelos fatores ambientais locais durante os períodos chuvosos. Além disso, devido às constantes e fortes mudanças sazonais, nós também acreditamos que as características físico-químicas da água e das comunidades biológicas podem responder a essas mudanças. Neste trabalho, nós testamos a hipótese de que os períodos chuvosos podem aumentar a homogeneidade da comunidade planctônica, enquanto que os períodos secos aumentam a diversidade beta e correlacionamos as mudanças ambientais entre estações com a composição e estrutura da comunidade zooplanctônica. Para tanto, amostras foram coletadas em 40 lagos do estado do Rio Grande do Norte, localizados na Caatinga, uma região semiárida no Brasil. As amostragens foram feitas nos períodos chuvoso e seco (Capítulos um e dois). Adicionalmente, foi realizado estudo de longo-termo de dois lagos (24 meses) para testar os efeitos do aumento da severidade da seca sobre a comunidade zooplanctônica (Capítulo três). Os resultados do capítulo 1 mostraram que os 40 lagos foram mais dissimilares durante o período seco, com uma maior diversidade beta do plâncton, do que durante o período chuvoso. Variáveis espaciais (i. e. distância geográfica) explicaram mais a variância na comunidade zooplanctônica do que os preditores ambientais locais durante a estação seca. Maior diversidade beta foi observada, principalmente, para organismos planctônicos maiores (i. e. mesozooplâncton) com menor habilidade de dispersão. Além disso, no capítulo 2 observamos que durante a estação seca, os lagos tornaram mais eutrofizados, apresentando mudanças nas suas características fisíco-químicas, como também mudanças na composição dos grupos de fitoplâncton, as quais foram correlacionadas com mudanças na estrutura e composição da comunidade de zooplâncton. O monitoramento de longo- termo no capítulo 3 mostrou que os lagos estudados se tornaram diferentes ao longo do tempo. Apesar do estado eutrófico de ambos os lagos, eles mostraram uma biomassa fitoplanctônica contrastante conforme o período seco se intensificou. Como os resultados dos 40 lagos, o aumento na heterogeneidade ambiental entre os dois lagos ocasionou um aumento na diversidade beta do zooplâncton durante o período seco mesmo com a redução na diversidade alfa em um dos lagos. Concluímos que a diminuição na conectividade entre os lagos durante a estação seca pode ocasionar o aumento da heterogeneidade ambiental e da diversidade beta das comunidades planctônicas. In semi-arid regions, lakes are strongly influenced by the hydrological regime. The long dry periods cause drastic reductions in water volume with a consequent decrease in inflow and outflow rates and changes in the trophic state of lakes. The rainy season is characterized by concentrated precipitation in a few months of the year. Because of decreased connectivity between environments during the dry season, we believe that biological community might be affected mainly by spatial factors during dry seasons (i.e. limitations to dispersion) and by local environmental factors during rainy periods. Furthermore, due to constant and strong seasonal changes, we also believe that the physical-chemical characteristics of water and biological communities may respond to these changes. In this work, we test the hypothesis that rainy periods might increase homogeneity in the planktonic community while dry periods increase beta diversity and correlate the environmental changes between seasons to the composition and structure of the zooplankton community. For this, samples were made in 40 lakes of Rio Grande do Norte state, located at Caatinga, a semi-arid region in Brazil. We performed one sample during the dry season and a sample during the rainy season (First and Second Chapters). Additionally, a long-term study of two lakes (24 months) was realized to test the effects of increases in drought severity over zooplankton community (Third Chapter). Results showed that the 40 lakes were more dissimilar during the dry period, with a higher beta diversity of plankton than during rainy period. Spatial variables (i.e. geographic distances) explained more the variance in zooplankton community than local environmental predictors during the dry season. Higher beta diversity was found especially for larger planktonic organisms (i. e. mesozooplankton) with low dispersion ability. Moreover, in Second Chapter we observed that during the dry season, lakes became more eutrophic, presenting changes in their physical-chemical characteristics, as well as changes in the composition of phytoplankton groups, which were correlated to changes in the structure and composition of the zooplankton community. The long-term monitoring in Third Chapter showed that the two lakes studied became different during time. Despite the eutrophic state of both lakes, they showed a contrasting phytoplankton biomass as drought period was intensified. Like the results of 40 lakes, the increase in environmental heterogeneity among the two lakes led to an increase in beta diversity of zooplankton during the dry period even with the reduction in alpha diversity in one of the lakes. We conclude that the decrease in connectivity between lakes during dry season might lead to an increase in environmental heterogeneity and beta diversity of planktonic communities.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) A redução das cargas externas de fósforo (P) é a principal ação para promover a redução da eutrofização em lagos. Entretanto, a eliminação dessas fontes nem sempre é suficiente para a recuperação. Isto ocorre porque o fósforo pode ser acumulado no sedimento e pode ser liberado por um longo período. Então, para restaurar um lago, é necessário também reduzir as cargas internas. Para isso, é importante conhecer a composição de fósforo no sedimento, para avaliar o potencial de disponibilidade do fósforo, importante dado em plano de restauração de sistemas eutróficos. Neste estudo, foram investigadas as formas de fósforo no sedimento de dois reservatórios na região tropical semiárida. A determinação das formas de fósforo foi realizada através do fracionamento, classificando as formas em P fracamente sorvido (P-water), P solúvel reduzido (P-BD), óxido metálico ligado à P (P-NaOH), P ligado a matéria orgânica (P-humic), cálcio ligado à P (P-HCl) e P residual (P-residual). O sedimento foi coletado em setembro de 2016, sendo fatiado in situ, a cada 2 cm, da superfície até 10 cm. A quantidade das formas de P no sedimento variaram de 5 mg.kg-1 à 349 mg.kg-1 para o reservatório Gargalheiras. Enquanto no reservatório Cruzeta as formas variaram de 12 mg.kg-1 à 371 mg.kg-1.Apesar da variação da quantidade entre as profundidades e entre os reservatórios, em geral, a variação das frações em Gargalheiras e Cruzeta foi: P-BD > P-NaOH > P-HCl > P-water > P-Residual > P-Humic. Em ambos os reservatórios, a forma predominante foi P-BD seguida por NaOH e HCl. A duas primeiras formas são disponíveis e facilmente liberadas, tornando-se biodisponíveis para o crescimento fitoplanctônico. The reduction of external loads of phosphorus (P) is the main action to promote the reduction of eutrophication in lakes. However, the elimination of these sources is not always sufficient for the recovery. This occurs because the phosphorus can be accumulated in the sediment and can be release for long time. Thus, to restore a lake, is necessary also to reduce the internal loading. For this, is important to know the composition of phosphorus in the sediment, for to evaluate the phosphorus availability potential, important data for restoration plans of eutrophic systems. In this study, the forms of phosphorus in the sediment of two reservoirs in the semi-arid tropical region was investigated. The determination of the forms of phosphorus was evaluated by fractionation, sorting out the forms in loosely sorbed P (P-Water), reductant soluble P (P-BD), metal oxide bound P (P-NaOH), P bound to organic matter (P-Humic), calcium bound P (P-HCl) and residual P (P-residual). The sediment was collected in September 2016 and sliced in situ every 2 cm from surface to 10 cm. The amount of P forms in the sediment varied of 5 mg.kg-1 to 349 mg.kg-1 for Gargalheiras reservoir. While in Cruzeta reservoir the forms varied of 12 mg.kg-1 to 371 mg.kg-1. Despite the variation of amount between the depths and the reservoirs, in general, the range of fractions in Gargalheiras and Cruzeta, was: P-BD > P-NaOH > P-HCl > P-water > P-Residual > P-Humic. In both reservoirs the predominant form was BD followed by NaOH and HCl. The first two forms are available forms and are released easily, becoming it bioavailable for phytoplankton growth.

A eutrofização artificial tem sido considerada um problema de grande preocupação nos ecossistemas aquáticos em todo o mundo. Desde 1960, os avanços científicos têm sido feitos a fim de desenvolver técnicas que atenuem os efeitos da eutrofização. Vários procedimentos físicos, químicos e biológicos podem ser usados e combinados para recuperar lagos de florações de cianobactérias, como a aplicação de um floculante combinado com argila natural ou modificada. No entanto, a eficácia dos solos de regiões áridas na mitigação de florações é desconhecida para lagos artificiais brasileiros. Neste artigo, apresentamos uma análise bibliométrica da evolução de publicações sobre florações de cianobactérias e identificamos registros que diretamente objetivam superar a ocorrência dessas florações. Além disso, avaliamos, por meio de experimentos laboratoriais, o efeito do uso combinado do floculante policloreto de alumínio (PAC) e um solo local do entorno do lago (LS), como lastro, no controle de florações de cianobactérias em um lago raso da região semiárida do Brasil. A pesquisa bibliométrica foi conduzida com o banco de dados "Web of Science" através da função de busca “TS = ((cyanobacteri* or blue green algae or cyanoprokariote or cyanophyceae) and (mass accumulation or bloom or domina*))”, de 1969 a junho de 2016. Realizamos uma análise de freqüência de palavras-chave e quantificamos o número de registros com uma abordagem de restauração. Além disso, foram realizadas três séries de experimentos em três momentos com florações diferentes em composição e biomassa no Reservatório Armando Ribeiro Gonçalves. Nossa pesquisa revelou que os estudos sobre as florações de cianobactérias aumentaram exponencialmente e seu impacto quantitativo nas ciências aquáticas aumentou significativamente ao longo dos anos (F = 97,52; p

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) O trabalho de pesquisa objeto deste projeto foi desenvolvido na região do baixo curso do rio Doce no município de Natal, nos bairros de Lagoa Azul, Pajuçara e Redinha, ao longo do Rio Doce, limite com o município de Extremoz, Rio Grande do Norte. A região da planície fluvial do Rio Doce localiza-se em Zona de Proteção Ambiental (ZPA-9). Esta ZPA é uma das que ainda não estão regulamentadas e nela são observados diversos problemas ambientais decorrentes do uso e ocupação do solo, caracterizando um flagrante desrespeito à legislação ambiental e cuja proteção é dificultada devido à inexistência de mecanismos legais específicos. Este trabalho tem por objetivos implantar e estabelecer a manutenção do cultivo da espécie Hyalella azteca (Crustacea, Amphipoda) no Laboratório de Ecotoxicologia - ECOTOX (UFRN) para avaliação ecotoxicológica de sedimento; avaliar a qualidade da água e do sedimento, utilizando os cladóceros Ceriodaphnia dubia, Ceriodaphnia silvestrii e Hyalella azteca respectivamente, da região do baixo curso do Rio Doce por meio de ensaios ecotoxicológicos e análises físicas e químicas de forma a avaliar a interferência das ações humanas ao longo do rio. Foram realizadas visitas à área no período de 2012 a 2014. Os locais de amostragem foram denominados LE, R2, R3, R4 e R5. A avaliação da qualidade da água e dos sedimentos do baixo curso do rio Doce, trecho localizado entre a Lagoa de Extremoz e a Redinha, por meio de análises físicas e químicas, e de ensaios ecotoxicológicos, na água e no sedimento, nos anos de 2012, 2013 e 2014, embasou o conhecimento e respondeu as questões de pesquisa: nos testes ecotoxicológicos realizados em água e sedimentos há uma resposta mensurável da biota no ambiente aquático, pois a alteração encontrada nos parâmetros físicos e químicos medidos em água e os resultados negativos encontrados em pelo menos 50% dos testes de toxicidade crônica realizados mensalmente no período de um ano evidenciaram o comprometimento da qualidade da água do rio Doce pelo menos em parte do ano, destacando que as diversas atividades desenvolvidas no entorno da drenagem podem estar contribuindo para as variações observadas. The object of this research project was developed on the lower course of the river Doce in the city of Natal, in the districts of Lagoa Azul, Pajuçara and Redinha, along the river Doce, limit with the municipality of Extremoz, Rio Grande do Norte. The region of the Doce river plain is located in the area of environmental protection (ZPA-9). This is one of the ZPA which are not yet regulated and are observed several environmental problems arising from the use and occupation of land, featuring a blatant disregard to environmental legislation and whose protection is hampered due to the lack of specific legal mechanisms. This work aims to deploy and establish the maintenance of cultivation of Hyalella azteca species (Crustacea, Amphipoda) in the laboratory of Ecotoxicology-ECOTOX (UFRN) for ecotoxicological assessment of sediment; assess the quality of the water and the sediment using the cladocerans Ceriodaphnia dubia, Ceriodaphnia silvestrii and Hyalella azteca respectively, the lower course of the Rio Doce for ecotoxicological tests and physical and chemical analyses in order to evaluate the interference of human actions along the river. The visits were carried out in the period from 2012 to 2014. Sampling sites were named LE, R2, R3, R4 and R5. The evaluation of the quality of the water and sediments of the lower course of the Doce river, excerpt located between the lagoon of Extremoz and Redinha, through physical and chemical analyses, and ecotoxicological tests, in water and sediment, in the years 2012, 2013 and 2014, served the knowledge and answered the questions of research: ecotoxicological tests carried out in water and sediments there is a measurable response of biota in aquatic environment because the change found in physical and chemical parameters measured in water and the negative results found in at least 50 of chronic toxicity tests conducted on a monthly basis within one year showed the commitment of the Doce river water quality at least part of the year, noting that the various activities carried out in the vicinity of drainage may be contributing to the observed variations.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) A eutrofização é a causa mais comum de deterioração da qualidade da água no mundo. Este processo se dá pela entrada excessiva de nutrientes, nitrogênio e fósforo, nos corpos aquáticos causando florações de algas e cianobactérias. Em lagos rasos esses efeitos são mais complicados devido a uma maior interação do corpo aquático com o entorno, com o ar e o sedimento. Existem várias técnicas de restauração de lagos eutrofizados, com uma vasta gama de resultados bem sucedidos, mas no Brasil há apenas um único caso de restauração bem sucedida: o lago Paranoá em Brasília. A região semiárida brasileira possui milhares de lagos artificiais, regionalmente chamados de açudes, em sua maioria rasos e eutróficos. A eutrofização desses corpos aquáticos é documentada e o fitoplâncton desses ambientes é frequentemente dominado por cianobactérias potencialmente tóxicas. O principal objetivo desta tese de doutorado é testar diferentes técnicas de restauração da qualidade da água que possam ser facilmente aplicadas em lagos rasos do semiárido brasileiro. Resultados de um experimento em laboratório sugerem que a aplicação de argila adsorvente de fósforo associada a um coagulante à base de alumínio é uma técnica efetiva na remoção do fósforo reativo solúvel e na diminuição da taxa de crescimento da Cylindrospermopsis raciborskii, cianobactéria potencialmente tóxica que domina nos reservatórios do semiárido brasileiro, mas que esse efeito é dependente da biomassa no momento da aplicação da técnica. Os resultados de um experimento de campo realizado em mesocosmos num lago raso eutrofizado demonstraram que a aplicação de coagulante à base de alumnínio em conjunto com a da remoção de peixes bentívoros é mais eficiente na remoção de fósforo total e clorofila-a da coluna de água do que a aplicação isolada de apenas uma dessas técnicas. Por fim, testes de laboratório demostraram que o coagulante à base de alumínio apresentou um bom desempenho em remover turbidez e fósforo total em testes de bancada com água de seis reservatórios do semiárido, sendo a eficiência reduzida com o aumento da biomassa de clorofila e pH. Os resultados deste estudo mostram que é possível melhorar a qualidade da água de reservatórios eutrofizados no semiárido brasileiro através do controle da carga interna de nutrientes seja pela precipitação e inativação do fósforo no sedimento, como também pela inibição da liberação do fósforo no sedimento por peixes bioturbadores, e que os resultados são aditivos quando as técnicas são aplicadas em conjunto. Eutrophication is the most common cause of water quality degradation in the world. This process occurs by excessive nutrients inputs, nitrogen and phosphorus, to the aquatic systems resulting in algal and cyanobacterial blooms. In shallow lakes these effects are pronounced due to the higher interaction of the lake with watershed, air and sediment. There are innumerous restoration techniques of eutrophied lakes with a range of successful results but there is only one case of successful lake restoration in Brazil: Paranoá Lake in Brasília city. The Brazilian semiarid region has many artificial lakes, named açudes, which are mostly eutrophic and shallow lakes. The eutrophication in these lakes is reported and the phytoplankton community is dominated by potentially toxic cyanobacteria species, mainly Cylindrospermopsis raciborskii. The aim of this thesis is to test techniques for water quality management which can be easily applied in Brazilian semiarid lakes. Results from a laboratory experiment suggest that the addition of a phosphorus sorbent clay associated with an aluminium based coagulant is an effective technique in removing soluble reactive phosphorus and reducing C. raciborskii growth rate – cyanobacteria potentially toxic dominant in reservoirs of Brazilian semiarid – but this effect is dependent on the biomass in the application moment. Results from a field experiment in mesocosm in a eutrophied lake showed that the addition of aluminium based coagulant and removal of benthivorous fish is more efficient in removing total phosphorus and chlorophyll-a from water column than the isolated application of one of the techniques. Lastly, laboratory tests showed that aluminium based coagulant exhibited good performance in removing turbidity and total phosphorus from water of six reservoirs but the efficiency was reduced by algal biomass and pH. The results of this study showed that the improvement in water quality of eutrophied reservoirs in semiarid region is possible through internal loading control by phosphorus precipitation and inactivation in sediments or inhibition of phosphorus release by benthivorous fishes, and also that these results show are additives in water quality improvement.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior The Brazilian Northeast is the most vulnerable region to climatic variability risks. For the Brazilian semi-arid is expected a reduction in the overall rates of precipitation and an increase in the number of dry days. These changes predicted by the IPCC (2007) will intensify the rainfall and droughts period that could promote the dominance of cyanobacteria, thus affecting the water quality of reservoirs, that are most used for water supply, in the semi-arid. The aim of this study was to evaluate the effects of increasing temperature combined with nutrient enrichment on the functional structure of the phytoplankton community of a mesotrophic reservoir in the semi-arid, in the worst case scenario of climate change predicted by the IPCC (2007). Two experiments were performed, one in a rainy season and another in the dry season. In the water sampled, nutrients (nitrate and orthophosphate) were added in different concentrations. The microcosms were submitted to two different temperatures, five-year average of air temperature in the reservoir (control) and 4°C above the control temperature (warming). The results of this study showed that warming and nutrient enrichment benefited mainly the functional groups of cyanobacteria. During the rainy season it was verified the increasing biomass of small functional groups of unicellular and opportunists algae such as F (colonial green algae with mucilage) and X1 (nanoplanktonic algae of eutrophic lake systems). It was also observed an increasing in total biomass, in the richness and diversity of the community. In the dry season experiment there was a greater contribution in the relative biomass of filamentous algae, with a replacement of the group S1 (non-filamentous cyanobacteria with heterocytes) for H1 (filamentous cyanobacteria with heterocytes) in nutrient- enriched treatments. Moreover, there was also loss in total biomass, species richness and diversity of the community. The effects of temperature and nutrients manipulation on phytoplankton community of reservoir Ministro João Alves provoked changes in species richness, the diversity of the community and its functional composition, being the dry period which showed the highest susceptibility to the increase in the contribution of potentially toxic cyanobacteria with heterocytes O Nordeste é a região do Brasil mais vulnerável aos riscos da variabilidade climática. Para o semiárido brasileiro é esperada uma redução nos índices totais de precipitação e um aumento no número de dias secos. Tais mudanças previstas pelo IPCC (2007) afetarão a intensidade e duração de chuvas e secas que poderão promover a dominância de cianobactérias, afetando assim, a qualidade da água dos reservatórios no semiárido. O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos do aumento de temperatura combinado ao enriquecimento de nutrientes sobre a estrutura funcional da comunidade fitoplanctônica de um reservatório mesotrófico no semiárido, no cenário mais pessimista de mudanças climáticas previstas pelo IPCC (2007). Foram realizados dois experimentos um no período chuvoso e outro no seco. A água coletada no reservatório foi enriquecida com nutrientes (nitrato e fósforo solúvel reativo) em diferentes concentrações. Os microcosmos foram submetidos a duas temperaturas diferentes, controle (média de cinco anos da temperatura do ar no reservatório) e aquecimento (4 °C acima da temperatura controle). Os resultados deste trabalham mostraram que o aquecimento e o enriquecimento nutricional beneficiaram principalmente os grupos funcionais de cianobactérias, mas também alguns grupos compostos por clorofíceas. No período chuvoso foi verificado o aumento da biomassa de grupos funcionais de algas oportunistas, como o F (algas verdes coloniais com mucilagem) e X1 (algas nanoplanctônicas de sistemas eutrofizados). No experimento do período chuvoso também foi averiguado um aumento na biomassa total, na riqueza e diversidade da comunidade. No período seco houve uma maior contribuição na biomassa relativa de algas filamentosas, com uma substituição do grupo S1 (cianobactérias filamentosas não-heterocitadas) pelo H1 (cianobactérias filamentosas heterocitadas) nos tratamentos enriquecidos. Além disso, ocorreu também perda na biomassa total, riqueza de espécies e diversidade da comunidade. Assim, efeitos da manipulação da temperatura e/ou nutrientes sobre a comunidade fitoplanctônica do reservatório Ministro João Alves provocaram mudanças na riqueza de espécies, na diversidade da comunidade e na sua composição funcional, sendo o período seco o que apresentou maior suscetibilidade ao aumento na contribuição de cianobactérias heterocitadas potencialmente tóxicas

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico The occurrence of human cancer in the municipality of Lucrécia (RN, Brazil) has shown high frequencies (INCA, 2007). Tests of micronucleus (MN) and nuclear abnormalities (NA) were performed to assess the genotoxic potential of water from the Lucrécia dam, which is located in a semi-arid region under the influence of crop irrigation and irregular rainfall. Water samples were collected in this source for analyzing the concentration of cyanobacteria, metals and radioactivity. Erythrocytes of Nile tilapia (Oreochromis niloticus) were collected in dam and cells of human oral mucosa in the urban area of this municipality for the bioassays of MN and NA. In fish were also analyzed concentrations of metals in samples of liver and gills. The genotoxicity tests with biological samples of fish and humans have shown significant increases in the frequencies of MN and NA (p ≤ 0.05) and are indicative of increased DNA damage in relation to the control groups. In conclusion, the results obtained from water samples and biological municipality of Lucrécia indicates that the presence of chemical and microbiological pollutants, and increase of genotoxic in human of this municipality. We suggest the implementation of advanced water treatment, to prevent further degradation of the aquatic environment and decrease in the life quality. This research of environmental quality assessment was performed in order to contemplate a multi and interdisciplinary character of this water resource and that can induce genotoxic damage in the organisms in this study region A ocorrência de câncer humano na região do município de Lucrécia (RN, Brasil) tem mostrado freqüências elevadas (INCA, 2007). Foram aplicados testes de micronúcleos (MN) e alterações nucleares (NA) para avaliar o potencial genotóxico das águas do açude de Lucrécia, que está localizado numa região semi-árida sob influência de irrigação agrícola e precipitação irregular. Foram coletadas amostras de água nesse manancial para análise da concentração de cianobactérias, metais e radioatividade. Foram coletados eritrócitos de tilápia do Nilo (Oreochromis niloticus) no manancial e células de mucosa oral humana na área urbana desse município para os bioensaios de MN e NA. Nos peixes também foram analisadas as concentrações de metais em amostras de brânquias e fígado. Os testes de genotoxicidade com amostras biológicas de peixes e humanos mostraram aumentos significantivos nas freqüências de MN e NA (p ≤ 0,05) e são indicativos de aumento nos danos ao DNA em relação aos grupos controles. Concluindo, os resultados obtidos com as amostras de água e biológicas do açude de Lucrécia indicam a presença de poluentes químicos e microbiológicos, e também aumento do potencial genotóxico na população humana desse município. Sugerimos a execução de tratamento hídrico avançado, para prevenir futura degradação desse ambiente aquático e redução da qualidade de vida. Esta pesquisa de avaliação da qualidade ambiental foi executada de forma a contemplar uma abordagem multi e interdisciplinar da característica deste recurso hídrico e os danos genotóxicos que possam induzir nos organismos desta região em estudo

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico Leachates are effluent produced by decomposition of solid waste, they have complex composition and can be highly toxic. Therefore such percolated liquid should be collected and treated properly to avoid environmental contamination of soil and of water bodies. The objective of this study was to evaluate the toxicity through ecotoxicological tests with Ceriodaphnia dubia (Cladocera - Crustacea) of percolated liquids generated in two different systems of municipal solid waste (MSW) disposal in the city of Natal/ RN: A Sanitary Landfill in the Metropolitan Region of Natal/ RN, and in a dump off area. Furthermore, it was evaluated the possible contamination of the underground water of the dump off area. Two monthly samples were taken at four points between the months of May/2009 and January/2010. The Point "A" corresponds to the end of the pond leachate treatment in ASRMN; The Point "B" corresponds to a containment pond at the dump. The Point "C" is an area near one of the cells of the dump off area where the leachate outcrops; The Point "D" stands for an underground water well at the area. The last point, called "E" was sampled only once and corresponds to the slurry produced by temporary accumulation of solid waste in the open area of the dump. The ecotoxicological tests, acute and chronic, followed the ABNT 13373/2005 rules, with some modifications. The samples were characterized by measuring the pH number, the dissolved oxygen (DO), the salinity, BOD5, COD, Cd, Cu, Pb, Cr, Fe, Mg, Ni, and Zn. At Point A, the average number of EC50-48h ranged between 1.0% and 2.77% (v/v), showing a high toxicity of the leachate to C.dubia in all months. To this point, positive correlations were found between the EC50- 48 with precipitation. Negative correlations were found between the EC50- 48h with salinity. At point B there was no response of the acute exposure of organisms to the test samples. At point C the EC50-48h ranged from 17.68% to 35.36% in just two months of the five ones analyzed, not correlated meaning. Point D, the EC50-48h level ranged between 12.31% and 71.27%, showed a negative correlation with, only, precipitation. Although it was observed toxicity of underground water in the Landfill Area, there was no evidence of water contamination by leachate, however, due to the toxic character of this water, additional tests should be conducted to confirm the quality of water that is used for human supply. At point E there was no acute toxicity. These results support the dangers of inappropriate disposal of MSW to water bodies due to the high toxicity of the leachate produced highlighting the necessity of places of safe confinement and a treatment system more effective to it chorume produzido pela decomposição de resíduos sólidos é um líquido de formação complexa e altamente tóxico, que deve ser coletado e tratado adequadamente para evitar contaminação ambiental de solos e corpos aquáticos. O objetivo deste trabalho foi avaliar a ecotoxicidade de efluentes gerados em dois diferentes sistemas de disposição de resíduos sólidos do município de Natal/RN, bem como verificar a possível contaminação de um poço de abastecimento de água localizado em um desses sistemas, através de testes de toxicidade com Ceriodaphnia dubia (Cladocera - Crustacea). Duas coletas mensais foram realizadas em quatro pontos entre os meses de Maio/2009 e Janeiro/2010, sendo o ponto A o chorume tratado no Aterro Sanitário da Região Metropolitana de Natal (ASRMN), o B uma lagoa de contenção no lixão, o C chorume que brota em uma célula do lixão, o D o poço subterrâneo no lixão. Um acúmulo de lixo temporário a céu aberto gerou produção de chorume, que foi coletado uma única vez, sendo denominado ponto E. Os testes ecotoxicológicos agudos seguiram a norma da ABNT 13373/2005, com algumas modificações. As amostras foram caracterizadas medindo pH, OD, salinidade, DBO5, DQO, Cd, Cu, Pb, Cr, Fe, Mg, Ni, e Zn. No ponto A, a média da EC50-48h variou entre 1,0% e 2,77% (v/v), mostrando uma alta toxicidade do percolado para a C.dubia em todos os meses. Uma correlação positiva foi encontrada entre o EC50-48h com a precipitação, uma negativa com a salinidade. No ponto B não houve resposta aguda. No ponto C a CE50-48h variou de 17,68% a 35,36% em apenas dois meses dos cinco analisados e não apresentou correlação significativa. No ponto D a CE50-48h variou entre 12,31% e 71,27% e mostrou uma correlação negativa apenas com a precipitação. Os valores dos parâmetros físico-químicos do ponto D não indicam contaminação da água pelo chorume produzido no lixão, porém, devido ao caráter tóxico dessa água, testes complementares devem ser feitos para confirmar a qualidade da água que é usada para abastecimento humano. No ponto E não houve toxicidade aguda. Os resultados afirmam o perigo do descarte inadequado de RSU para os corpos aquáticos devido sua alta toxicidade e a necessidade de um sistema de tratamento mais eficaz no ASRMN

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Untreated effluents that reach surface water affect the aquatic life and humans. This study aimed to evaluate the wastewater s toxicity (municipal, industrial and shrimp pond effluents) released in the Estuarine Complex of Jundiaí- Potengi, Natal/RN, through chronic quantitative e qualitative toxicity tests using the test organism Mysidopsis Juniae, CRUSTACEA, MYSIDACEA (Silva, 1979). For this, a new methodology for viewing chronic effects on organisms of M. juniae was used (only renewal), based on another existing methodology to another testorganism very similar to M. Juniae, the M. Bahia (daily renewal).Toxicity tests 7 days duration were used for detecting effects on the survival and fecundity in M. juniae. Lethal Concentration 50% (LC50%) was determined by the Trimmed Spearman-Karber; Inhibition Concentration 50% (IC50%) in fecundity was determined by Linear Interpolation. ANOVA (One Way) tests (p = 0.05) were used to determinate the No Observed Effect Concentration (NOEC) and Low Observed Effect Concentration (LOEC). Effluents flows were measured and the toxic load of the effluents was estimated. Multivariate analysis - Principal Component Analysis (PCA) and Correspondence Analysis (CA) - identified the physic-chemical parameters better explain the patterns of toxicity found in survival and fecundity of M. juniae. We verified the feasibility of applying the only renewal system in chronic tests with M. Juniae. Most efluentes proved toxic on the survival and fecundity of M. Juniae, except for some shrimp pond effluents. The most toxic effluent was ETE Lagoa Aerada (LC50, 6.24%; IC50, 4.82%), ETE Quintas (LC50, 5.85%), Giselda Trigueiro Hospital (LC50, 2.05%), CLAN (LC50, 2.14%) and COTEMINAS (LC50, IC50 and 38.51%, 6.94%). The greatest toxic load was originated from ETE inefficient high flow effluents, textile effluents and CLAN. The organic load was related to the toxic effects of wastewater and hospital effluents in survival of M. Juniae, as well as heavy metals, total residual chlorine and phenols. In industrial effluents was found relationship between toxicity and organic load, phenols, oils and greases and benzene. The effects on fertility were related, in turn, with chlorine and heavy metals. Toxicity tests using other organisms of different trophic levels, as well as analysis of sediment toxicity are recommended to confirm the patterns found with M. Juniae. However, the results indicate the necessity for implementation and improvement of sewage treatment systems affluent to the Potengi s estuary Efluentes sem tratamento prévio adequado, ao atingirem corpos d água, afetam a biota aquática e o ser humano. Este trabalho objetivou avaliar a toxicidade dos efluentes (sanitários, industriais e de despesca) que atingem o Complexo Estuarino do Jundiaí/Potengi, Natal/RN, através de testes crônicos qualitativos e quantitativos utilizando o organismo-teste Mysidopsis juniae, CRUSTACEA, MISIDACEA (Silva, 1979). Para isso, uma nova metodologia para visualização de efeitos crônicos em organismos de M. juniae foi usada (renovação única), baseada em outra metodologia existente para outro organismo-teste bastante similar ao M. juniae, o M. Bahia (renovação diária). Testes de Toxicidade crônicos com duração de 7 dias foram aplicados para detectar efeitos dos efluentes na sobrevivência e na fecundidade dos organismos testados. Para a determinação da Concentração Letal (CL50), utilizou-se o método Trimmed Spearman-Karber; para a determinação da Concentração de Inibição (CI50) da fecundidade, utilizouse o método de Interpolação Linear. Métodos de Análise de Variância Único Fator (p=0,05) foram usados para a determinação da Concentração de Efeito Não Observável (CENO) e da Concentração de Efeito Observável (CEO). As vazões de descarga dos efluentes foram medidas e estimou-se a carga tóxica dos efluentes. Foram realizadas análises multivariadas de ordenação - Análise de Componentes Principais (ACP) e Análise de Correspondência (AC) - para identificar quais os parâmetros físico-químicos dos efluentes que melhor explicam os padrões de toxicidade encontrados na sobrevivência e na fecundidade de M. juniae. Com esse trabalho verificou-se a viabilidade da aplicação do sistema de renovação única nos testes crônicos com M. juniae. A maioria dos efluentes se mostrou tóxicos quanto à sobrevivência e fecundidade de M. juniae, com exceção de alguns efluentes de despesca, sendo os mais tóxicos o efluente da ETE Lagoa Aerada (CL50, 6,24% e CI50, 4,82%), ETE Quintas (CL50, 5,85%), Hospital Giselda Trigueiro (CL50, 2,05%), CLAN (CL50, 2,14%) e COTEMINAS (CL50, 38,51% e CI50, 6,94%). Nos efluentes de carcinicultura foi verificada maior toxicidade em efluentes coletados ao final do período de despesca, o que denota que ela foi causada pela excessiva carga orgânica. Os efluentes sanitários de maior carga tóxica foram os efluentes originados das ETEs ineficientes de alta vazão, enquanto que os industriais de maior carga tóxica foram, em geral, os efluentes têxteis e o da CLAN. A carga orgânica relacionou-se com os efeitos tóxicos dos efluentes sanitários e hospitalar na sobrevivência de M. juniae, assim como metais pesados, cloro residual total e fenóis. Nos efluentes industriais verificou-se relação entre toxicidade e carga orgânica, fenóis, óleos e graxas e benzeno. Os efeitos sobre a fecundidade relacionaram-se, por sua vez, com cloretos e metais pesados. Testes de toxicidade utilizando outros organismos, bem como análises da toxicidade do sedimento, são recomendados para confirmar os padrões encontrados com o M. juniae. Os resultados dos testes indicam a necessidade de implementação e melhoria dos sistemas de tratamento de efluentes que são conduzidos ao estuário do Rio Potengi

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Top-down (grazing) and bottom-up (nutrient, light) controls are important in freshwater ecosystems regulation. Relative importance of these factors could change in space and time, but in tropical lakes bottom-up regulation has to been appointed as more influent. Present study aimed to test the hypothesis that phytoplankton growths rate in Armando Ribeiro reservoir, a huge eutrophic reservoir in semi-arid region of Rio Grande do Norte state, is more limited by nutrient available then zooplankton grazing pressure. Bioassay was conduced monthly from September (2008) to August (2009) manipulating two levels of nutrients (with/without addition) and two level of grazers (with/without removal). Experimental design was factorial 2X2 with four treatments (X5), (i) control with water and zooplankton from natural spot ( C ), (ii) with nutrient addition ( +NP ), (iii) with zooplankton remove ( -Z ) and (iv) with zooplankton remove and nutrient addition ( -Z+NP ). For bioassay confection transparent plastic bottles (500ml) was incubate for 4 or 5 days in two different depths, Secchi`s depth (high luminosity) and 3 times Secchi`s depth (low luminosity). Water samples were collected from each bottle in begins and after incubates period for chlorophyll a concentration analysis and zoopalnktonic organisms density. Phytoplankton growths rates were calculated. Bifactorial ANOVA was performance to test if had a significant effect (p

The aims of this study were: i) assessing the trophic state of the Mendubim reservoir (semi-arid, Rio Grande do Norte, Brazil; 05° 38 99,0 S 36°55 98,0 W) based on chlorophyll-a, total phosphorus and nitrogen concentrations and water transparency; ii) relating the patterns of temporal variation of zooplankton and phytoplankton to the trophic state of the reservoir and iii) investigating the carrying capacity of the reservoir for cage fish farming. The samplingwas done monthly from July 2006 to July 2007 in three stations at the reservoir: next to the dam (barrage), in the central region and in the mouth of the main tributary. The abiotic and biotic variables analyzed were: Secchi depth, volatiles and fixed suspended solids, chlorophyll-a, total phosphorus and nitrogen, TN:TP ratio and mesozooplankton and phytoplankton composition and biomass. The results showed that the reservoir can be considered as mesotrophic with mean concentrations of total nitrogen, phosphorus and chlorophyll-a equal to 1711, 1 μg.L-1, 30,8 μg.L-1 and 5,62 μg.L-1 respectively. The Cyanophyceae class was the most representative in terms of density, with the presence of potentially toxic species such as Microcystis aeruginosa, Planktothrix planctonica, Cylindrospermopsis raciborskii, Aphanizomenon sp. ,Aphanocapsa delicatissima and Pseudanabaena acicularis. Among the zooplankton, the genus Notodiaptomus presented the largest biomass values. Overall, our results show that the light limitation should explain the weak relationship between chlorophyll-a and total phosphorus and nitrogen concentrations. We concluded that the water of Mendubim reservoir is suitable for intensive fish cage aquaculture. Based on the carrying capacity calculations for this reservoir, we found that the maximum sustainable yield of tilapias in cages in the reservoir is 126 ton per year assuming a factor of food conversion of 1.5: 1.0 and a phosphorus content in the fish food of 1% Os objetivos do presente estudo foram: i) avaliar o estado trófico do reservatório Mendubim (semi-árido, Rio Grande do Norte, Brasil; 05° 38 99,0 S 36°55 98,0 W ) com base nas concentrações de clorofila-a, fósforo e nitrogênio total, e na transparência da água; ii) relacionar os padrões de variação temporal da composição e biomassa do fitoplâncton e zooplâncton às variações do estado trófico do reservatório e iii) investigar a capacidade de suporte do reservatório para o desenvolvimento de atividades de piscicultura em tanques-redes. Para tanto, foram realizadas amostragem mensais no período de julho/2006 a julho/2007 em três pontos de coleta, sendo um próximo à barragem, outro na região central do reservatório e o terceiro na desembocadura do principal tributário. As variáveis bióticas e abióticas analisadas foram: profundidade e transparência da coluna d´água, concentrações de sólidos fixos e voláteis em suspensão, clorofila-a, nitrogênio e fósforo total, razão NT:PT, composição e biovolume do fitoplâncton, composição e biomassa do mesozooplâncton. Os resultados obtidos mostraram que o reservatório em estudo pode ser considerado mesotrófico com concentrações médias de nitrogênio total, fósforo total e clorofila-a igual a 1711,1μg l-1 , 30,8 μg l-1 e 5,62 μg l-1 respectivamente. A classe Cyanophyceae foi a de maior representatividade em termos quantitativos, com a presença de espécies potencialmente tóxicas, tais como Microcystis aeruginosa, Planktothrix planctonica, Cylindrospermopsis raciborskii, Aphanizomenon sp., Aphanocapsa delicatissima e Pseudanabaena acicularis. Quanto à comunidade zooplanctônica, o gênero Notodiaptomus, foi o que apresentou maiores valores de biomassa. De um modo geral, os resultados encontrados mostram que a limitação do crescimento algal por luz, é uma possível explicação para as fracas relações entre as concentrações de clorofila-a e de fósforo e nitrogênio total no ambiente. Com isso, concluímos que as águas do reservatório Mendubim se encontram apropriadas para a produção de pescado num regime intensivo de cultivo em tanques-rede. Com base nos cálculos da capacidade de suporte do ambiente, verificamos que a produção máxima sustentável de tilápias em tanques-rede no reservatório é da ordem de 126 toneladas por ano assumindo um fator de conversão alimentar de 1,5:1,0 e um conteúdo de fósforo na ração de (1,0%)

This study aimed to describe the spatial and temporal patterns of variation in trophic state and its relation with the structure and dynamics of planktonic community of a large reservoir located in semi-arid tropical region of Northeast Brazil. The reservoir Armando Ribeiro Gonçalves is the biggest reservoir of the Rio Grande do Norte State and is responsible for about 53% of all surface water accumulated in the State. The samples of water and plankton were taken monthly in 10 points distributed throughout the longitudinal axis of the reservoir and over a full hydrological cycle. The samples were collected to determine concentrations of total phosphorus, total nitrogen, chlorophyll a and suspended solids (fixed and volatile) and for determining the composition and abundance of phytoplanktonic and zooplanktonic species. During the study period, the reservoir was characterized as eutrophic and there was no trend of increasing the trophic state of the reservoir in the period of drought. The concentrations of total phosphorus and suspended fixed solids decreased towards the dam while the N:P ratios increased in the same direction due to the reduction in the phosphorus concentrations and relative constancy in the nitrogen concentrations. The N:P ratios observed were indicative of greater limitation by phosphorus than by nitrogen. However, as concentrations of both nutrients were high and the water transparency was very low, with secchi depth usually lower than one meter, it seems likely that the planktonic primary production of the reservoir is more limited by the availability of light than the availability of nutrients. High nutrient concentrations coupled with low availability of light may explain the continuing dominance of filamentous cyanobacteria such as Cylindrospermopsis raciborskii in the plankton of the reservoir.These cyanobacteria are potentially toxic and pose a serious environmental problem because it compromises the water quality for public supply, recreation and fishing when present in high densities as in this study. The mesozooplankton of the reservoir was dominated by the calanoid Notodiaptomus cearensis and the cladoceran Diaphanosoma spinulosum. In general, the structure of zooplankton community seems to be particularly influenced by the spatial variation of cyanobacteria. The results of the regression analyses show that both the chlorophyll a concentrations and the cyanobacteria biovolume were more strongly correlated with the nitrogen than with phosphorus and that the water transparency was more strongly correlated with algal biomass than with other sources of turbidity. The maximum load of phosphorus to attain the maximum permissible concentration of total P in the reservoir was estimated in 63.2 tonnes P/ year. The current external P load to the reservoir is estimated in 324 tonnes P / year and must be severely reduced to improve the water quality for water supply and allow the implementation of aquaculture projects that could contribute to the socio-economic development of the region O presente estudo teve como objetivo descrever os padrões espaciais e temporais de variação do estado trófico e sua relação com a estrutura e dinâmica da comunidade planctônica de um grande reservatório localizado na região tropical semi-árida do Nordeste Brasileiro. O reservatório Armando Ribeiro Gonçalves é o maior reservatório do Estado do Rio Grande do Norte e é responsável pela acumulação de cerca de 53 % de toda a água doce superficial represada no Estado. As amostragens de água e de plâncton foram realizadas mensalmente em 10 pontos de coleta distribuídos ao longo do eixo longitudinal do reservatório e ao longo de um ciclo hidrológico completo. As amostras foram coletadas para determinação das concentrações de fósforo total, nitrogênio total, clorofila a e sólidos suspensos (fixos e voláteis) e para determinação da composição e abundância de espécies fitoplanctônicas e zooplanctônicas. Durante o período de estudo, o reservatório caracterizou-se como eutrófico e não houve tendência de aumento do estado trófico do reservatório no período de estiagem. As concentrações de fósforo total e de sólidos fixos em suspensão diminuíram no sentido da montante para a jusante do reservatório enquanto que as razões N:P aumentaram no mesmo sentido devido à redução nas concentrações de fósforo e relativa constância nas concentrações de nitrogênio. As razões N:P observadas foram indicativas de maior limitação por fósforo do que por nitrogênio. No entanto, como as concentrações de ambos os nutrientes foram elevadas e a transparência da água muito reduzida, geralmente não ultrapassando um metro de profundidade do disco de Secchi, é muito provável que a produção primária planctônica do reservatório seja mais limitada pela disponibilidade de luz do que pela disponibilidade de nutrientes. Elevadas concentrações de nutrientes aliadas à baixa disponibilidade de luz podem explicar a persistente dominância de cianobactérias filamentosas como Cylindrospermopsis raciborskii, no plâncton do reservatório. Tais cianobactérias são potencialmente tóxicas e representam um grave problema ambiental pois comprometem a qualidade da água para o abastecimento público, a recreação e a pesca quando presentes em elevadas densidades, assim como as observadas neste estudo. O mesozooplâncton do reservatório foi dominado pelo copépodo calanóida Notodiaptomus cearensis e pelo cladócero Diaphanosoma spinulosum. Em geral, a estrutura da comunidade zooplanctônica parece ser especialmente influenciada pela variação espacial das cianobactérias. Os resultados das análises de regressão mostram que tanto a clorofila a quanto o biovolume de cianobactérias estiveram mais fortemente correlacionados com o nitrogênio do que com o fósforo e que a transparência da água esteve mais fortemente correlacionada com a biomassa algal do que com as demais fontes de turbidez. A carga máxima de fósforo que pode ser lançada no reservatório visando manter a concentração máxima de P total permitida foi estimada em 63,2 toneladas P/ano. A carga atual que entra no reservatório, estimada em 324 ton P/ano, precisa ser drasticamente reduzida a fim de possibilitar a implantação de atividades de piscicultura que contribuiriam para o desenvolvimento sócio-econômico da região

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior The major aim of this study was to test the hypothesis that the introduction of the Nile tilapia (Oreochromis niloticus) and the enrichment with nutrients (N and P) interact synergistically to change the structure of plankton communities, increase phytoplankton biomass and decrease water transparency of a semi-arid tropical reservoir. One field experiment was performed during five weeks in twenty enclosures (8m3) to where four treatments were randomly allocated: with tilapia addition (T), with nutrients addition (NP), with tilapia and nutrients addition (T+NP) and a control treatment with no tilapia or nutrients addition (C). A two-way repeated measures ANOVA was done to test for time (t), tilapia (T) and nutrient (NP) effects and their interaction on water transparency, total phosphorus, total nitrogen, phytoplankton and zooplankton. The results show that there was no effect of nutrient addition on these variables but significant fish effects on the biomass of total zooplankton, nauplii, rotifers, cladocerans and calanoid copepods, on the biovolume of Bacillariophyta, Zygnemaphyceae and large algae (GALD ≥ 50 μm) and on Secchi depth. In addition, we found significant interaction effects between tilapia and nutrients on Secchi depth and rotifers. Overall, tilapia decreased the biomass of most zooplankton taxa and large algae (diatoms) and decreased the water transparency while nutrient enrichment increased the biomass of zooplankton (rotifers) but only in the absence of tilapia. In conclusion, the influence of fish on the reservoir plankton community and water transparency was greater than that of nutrient loading. This finding suggests that biomanipulation should be a greater priority in the restoration of eutrophic reservoirs in tropical semi-arid regions O principal objetivo deste estudo foi testar a hipótese de que a introdução da tilápia do Nilo (Oreochromis niloticus) e o enriquecimento por nutrientes (N e P) interagem sinergicamente ocasionando mudanças na estrutura da comunidade planctônica através do aumento da biomassa fitoplanctônica e diminuição da transparência da água em um reservatório tropical do semi-árido. Um experimento de campo foi realizado durante cinco semanas em vinte mesocosmos (8m3) nos quais quatro tratamentos foram alocados aleatoriamente: com adição de tilápia (T), com adição de nutrientes (NP), com adição de tilápia e nutrientes (T+NP) e um tratamento controle sem adição de tilápia ou nutrientes (C). Uma ANOVA bifatorial com medidas repetidas foi realizada para testar os efeitos do tempo, da tilápia (T) e dos nutrientes (NP) e seus efeitos de interação sobre a transparência da água, fósforo total, fitoplâncton e zooplâncton. Os resultados mostraram que não houve efeito da adição de nutrientes sobre essas variáveis mas houve um efeito significativo dos peixes sobre a biomassa do zooplâncton total, náuplios, rotíferos, cladóceros e copépodos calanóides, sobre o biovolume de Bacillariophyta, Zygnemaphyceae e algas de grande porte (GALD ≥ 50μm) e sobre a profundidade do disco de Secchi. Além disso, foi encontrado um efeito significativo da interação entre as tilápias e nutrientes sobre a profundidade do disco de Secchi e também sobre a biomassa de rotíferos. As tilápias diminuíram a biomassa da maioria dos taxa zooplanctônicos, das algas de grande porte e diminuíram a transparência da água, enquanto que o enriquecimento por nutrientes aumentou a biomassa do zooplâncton (rotiferos) mas somente na ausência das tilápias. Portanto podemos concluir que a influência dos peixes sobre a comunidade planctônica do reservatório e a transparência da água foi maior do que o aporte por nutrientes, sugerindo assim que a biomanipulação deve ter maior prioridade na restauração de reservatórios eutrofizados em regiões semi-áridas tropicais

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior The Anguiliformes is constituted by 15 families, 141 sorts and 737 species. In this group eight families possess at least one karyotyped species, where a prevalence of karyotypes with 2n=38 is evidenced chromosomes and high NF, apparently basal for the Anguiliformes. The only family who shows a different karyotypic pattern from the others is the Muraenidae family. In this, of the eight species already described, all of them present 2n=42 chromosomes. Despite the dimension of this Order, few species present karyotypics descriptions. In the present work, a species of Ophichthidae, Myrichthys ocellatus (2n=38, 8m+14sm+10st+6a, NF=70) and three species of Muraenidae, Enchelycore nigricans (2n=42, 6m+8sm+12st+16a, NF=68), Gymnothorax miliaris (2n=42, 14m+18sm+10st, NF=84), Gymnothorax vicinus (2n=42, 8m+6sm+28a, NF=56) and Muraena pavonina (2n=42, 6m+4sm+32a, NF=52), collected in the coast of the Rio Grande do Norte state, Saint Peter and Paul Rocks and in the coast of Bahia state were analyzed. Mitotics chromosomes had been gotten through mitotic stimulation with yeasts. Among the analyzed species, it is observed the presence of characteristic large metacentric chromosomic pairs (≅10µm). As for the structural standard, heterochromatics regions in these species in centromeric position of the majority of the chromosomic pairs and simple ribosomal sites had been evidenced. For the Ophichthidae family, the gotten data corroborate the hypothesis of karyotypic diversification mediated by the occurrence of pericentrics inversions and robertsonians rearrangements, while in the Muraenidae, the identification of larger chromosomic values (2n=42), suggests derived karyotypes, possibly caused by possible chromosomic fissions Os Anguiliformes são constituídos por 15 famílias, 141 gêneros e 737 espécies. Neste grupo oito famílias possuem pelo menos uma espécie cariotipada, onde é evidenciada uma prevalência de cariótipos com 2n=38 cromossomos e NF elevados, aparentemente basal para os Anguiliformes. A única família que exibe um padrão cariotípico diferente das demais é a família Muraenidae. Nesta, das oito espécies já descritas, todas apresentam 2n=42 cromossomos. Apesar da dimensão desta Ordem, poucas espécies apresentam descrições cariotípicas. No presente trabalho, uma espécie de Ophichthidae, Myrichthys ocellatus (2n=38; 8m+14sm+10st+6a; NF=70) e quatro espécies de Muraenidae, Enchelycore nigricans (2n=42; 6m+8sm+12st+16a; NF=68), Gymnothorax miliaris (2n=42; 14m+18sm+10st; NF=84), Gymnothorax vicinus (2n=42; 8m+6sm+28a; NF=56) e Muraena pavonina (2n=42; 6m+4sm+32a; NF=52), coletadas no litoral do Rio Grande do Norte, Arquipélago de São Pedro e São Paulo e litoral da Bahia, foram analisadas. Cromossomos mitóticos foram obtidos através de preparações de curto termo, precedidas por estimulação mitótica com levedura. Entre as espécies observa-se a presença de grandes pares cromossômicos metacêntricos (≅10µm) característicos. Quanto aos padrões estruturais nestas espécies foram evidenciadas regiões heterocromáticas em posição centromérica da maioria dos pares cromossômicos e sítios ribossomais simples. Para a família Ophichthidae, os dados obtidos corroboram a hipótese de diversificação cariotípica mediada pela ocorrência de inversões pericêntricas e rearranjos robertsonianos, enquanto que nos Muraenidae, a identificação de valores cromossômicos maiores (2n=42), sugere cariótipos mais derivados, possivelmente ocasionados por possíveis fissões cromossômicas