Reguladores da variação temporal e espacial da comunidade bacteriana em lagoa rasa subtropical

Abstract

O bacterioplâncton é um dos grupos de organismos responsáveis pela remineralização de nutrientes em ecossistemas aquáticos, bem como produtor de biomassa através da alça microbiana. Compreender a dinâmica dessa comunidade em função da variação térmica, disponibilidade de recursos e pressão de predação pode fornecer elementos que auxiliem no gerenciamento dos recursos hídricos, através da aplicação direta desse conhecimento ou como subsídios na interpretação do resultado de simulações através de modelos ecológicos. Este trabalho teve como objetivo verificar a existência de heterogeneidade espacial e temporal na estrutura da comunidade bacteriana, densidade, biomassa e riqueza de morfotipos, na Lagoa Mangueira, bem como identificar as variáveis limnológicas que direcionam esses padrões. Foi evidenciada presença de heterogeneidade temporal, sazonal, e espacial do bacterioplâncton associada a dinâmica das variáveis limnológicas. A temperatura e a disponibilidade de nutrientes foram as principais variáveis que regularam as comunidades planctônicas, biomassa algal, bacterioplâncton e zooplâncton. Observou-se controle lateral, competição por nutrientes, entre as comunidades produtoras. O controle descendente, predação, mostrou ter importante efeito sobre o bacterioplâncton, mais especificamente sobre o morfotipo coccus, durante o verão e o inverno, sendo essa comunidade controlada de forma ascendente durante o outono e a primavera, principalmente por nitrogênio. Durante o inverno, a comunidade bacteriana apresentou significativa redução de densidade e biomassa, sendo que essa resposta pode estar relacionada às baixas temperaturas da água. A forma coccus foi o principal morfotipo produtor de biomassa e de maior densidade na lagoa. Importante heterogeneidade espacial foi observada na Lagoa Mangueira para as variáveis abióticas, visto que as regiões norte e sul apresentaram a maior diferenciação espacial, influenciada pela dimensão da lagoa. Fósforo total e carbono orgânico total regularam a comunidade bacteriana no norte da lagoa, especialmente os morfotipos coccus, curved e outros. Entre as zonas da lagoa, a margem oeste e leste foram as mais distintas em função da disponibilidade de nutrientes, destacando-se o carbono inorgânico total. A densidade bacteriana foi maior durante o verão, outono e inverno na região pelágica e durante a primavera na margem oeste da lagoa. A comunidade fitoplanctônica apresentou uma distribuição espacial caracterizada por maiores densidades nas regiões norte e centro da lagoa e na zona pelágica. O fósforo foi a principal variável limitante para as comunidades produtoras, fitoplâncton e bacterioplâncton, sendo o controle ascendente o principal regulador dessas comunidades, visto que o controle descendente não foi observado. Quanto à dinâmica dos organismos planctônicos e das variáveis limnológicas associados ao perfil de profundidade, a Lagoa Mangueira não apresentou estratificação das variáveis e consequentemente das comunidades planctônicas, resultado relacionado a uma possível característica de mistura completa da massa d’água, mesmo com ventos de baixa intensidade. As comunidades planctônicas apresentaram maior densidade durante o inverno, direcionadas pela maior disponibilidade de nitrogênio e fósforo.

Bacterioplankton is one of the groups of organisms responsible for the remineralization of nutrients in aquatic ecosystems, as well as a producer of biomass through the microbial loop. Understanding the dynamics of this community due to the thermal variation, resource availability and predation pressure may provide data to assist in the management of water resources through the application of that knowledge or direct subsidies in the interpretation of the results of simulations using ecological models. This work aimed to verify the existence of spatial and temporal heterogeneity in bacterial community structure, density, biomass and richness of morphotypes in Mangueira Lake, as well as identify the limnological variables that drive these patterns. We evidenced the presence of temporal heterogeneity, seasonal and spatial dynamics of bacterioplankton associated with limnological characteristics. The temperature and nutrient availability were the main variables that regulated the planktonic communities, algal biomass, bacterioplankton and zooplankton. There was lateral control, competition for nutrients, between the producing communities. The top down control, predation, was shown to have important effects on the bacterioplankton, more specifically on the coccus morphotype during the summer and winter, and this controlled community in bottom up controled during the fall and spring, mainly nitrogen. During the winter, the community had a significant reduction in bacterial density and biomass, and this response may be related to low water temperatures. Morphotype coccus was the main producing biomass and higher density in the lake. Important spatial heterogeneity was observed at Mangueira Lake for the abiotic variables, whereas the northern and southern regions had the highest spatial differentiation, influenced by the size of the lake. Total phosphorus and total organic carbon regulated bacterial community in the north of the lagoon, especially coccus morphotypes, curved and ‘others’. Among the areas of the lake, the west border and east were the most different depending on the availability of nutrients, especially if the total inorganic carbon. The bacterial density was higher during the summer, autumn and winter in the pelagic region and during the spring on the west border of the lake. The phytoplankton community showed a spatial distribution characterized by higher densities in the north and center of the lake and the pelagic zone. Phosphorus was the main variable limiting communities producing, phytoplankton and bacterioplankton, and bottom up control of these communities, since the top down control was not observed. Considering the dynamics of planktonic organisms and limnological variables associated with the depth profile, the Mangueira Lake did not show stratification of variables and consequently the planktonic communities, the result can be related to a characteristic of complete mixing of water mass, even with low wind intensity. The planktonic communities showed higher densities during the winter, driven by increased availability of nitrogen and phosphorus.