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Doctoral Thesis
DOI
https://doi.org/10.11606/T.59.2020.tde-31072020-134343
Document
Author
Full name
Bruno Barretto de Souza
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Ribeirão Preto, 2020
Supervisor
Committee
Froehlich, Marlene Sofia Arcifa (President)
Barbosa, Paulina Maria Maia
Bicudo, Denise de Campos
Domingues, Tomas Ferreira
Noll, Maria Stela Maioli Castilho
Rocha, Odete
Title in Portuguese
Estudo paleolimnológico de um lago tropical raso: diversidade de cladóceros e seus predadores invertebrados, perturbação ambiental e ciclomorfose
Keywords in Portuguese
Biodiversidade
Ciclomorfose
Isótopos estáveis
Morfometria
Paleolimnologia
Perturbações ambientais
Subfósseis
Abstract in Portuguese
Técnicas paleolimnológicas são comumente utilizadas para prover dados em uma perspectiva em longo prazo das mudanças em ecossistemas. A morfometria de cladóceros, especialmente Bosmina, tem-se mostrado uma ferramenta valiosa para a reconstrução do histórico da pressão predatória em lagos onde há evidências de perturbações ambientais, tais como: seca, poluição e espécies invasoras. Este estudo reconstrói o histórico da pressão predatória sobre o zooplâncton em um lago tropical raso, lago Monte Alegre, formado em 1942, pelo represamento do córrego Laureano, SP, utilizando subfósseis de cladóceros e seus predadores. A geocronologia de um testemunho da região mais profunda do lago (5 m), sendo este fatiado em intervalos de 1 cm, foi realizada pelo decaimento do isótopo radioativo 210Pb. Análises dos isótopos estáveis de δ13C e δ15N, juntamente com a razão C/N e fósforo total, foram utilizadas para caracterizar as fontes de matéria orgânica do lago, evidenciando que esta é principalmente autóctone. Além da diversidade taxonômica, foram realizadas medidas dos comprimentos de estruturas de subfósseis de Bosmina por camada, como carapaças, antênulas e mucros. Os táxons de cladóceros registrados no testemunho foram Bosmina e representantes da família Chydoridae. Foi encontrado um táxon do díptero da família Chaoboridae (larvas), um dos principais predadores invertebrados de cladóceros deste lago; estes táxons foram registrados em todas as camadas do testemunho. Os resultados deste estudo apontaram diferenças nas densidades de Bosmina e da larva de Chaoborus em dois períodos historicamente importantes, sendo o primeiro antes e após o esvaziamento acidental do lago em 1979, uma perturbação ambiental que não alterou o tamanho das estruturas, bem como as densidades de subfósseis encontrados no sedimento a curto prazo, e o segundo período a extinção de duas espécies de Astyanax spp. (lambari), atribuída à introdução de uma espécie alienígena, Cichla ocellaris (tucunaré). A extinção de lambaris, predador de Chaoborus, resultou no aumento das larvas do díptero e diminuição de Bosmina. As medidas das estruturas dos subfósseis de Bosmina mostraram que o comprimento médio das antênulas e dos mucros variaram significativamente ao longo dos anos, porém apenas o comprimento das antênulas apresentou correlação positiva com a densidade de Chaoborus. Outro objetivo deste estudo foi a ciclomorfose dos cladóceros contemporâneos do lago Monte Alegre, Daphnia gessneri e Bosmina tubicen, coletados mensalmente no período de abril de 2011 a março de 2012, bem como a larva do díptero Chaoborus, seu principal predador invertebrado. As estruturas medidas para Daphnia, foram: elmo, comprimento da carapaça e espinho caudal; para Bosmina as estruturas foram: antênulas, comprimento e largura da carapaça e mucro. As hipóteses para o estudo de ciclomorfose não foram confirmadas, não houve ciclomorfose para Bosmina, apenas evidências de que as razões antênulas/carapaça dos jovens são correlacionadas positivamente com o mucro em adultos, e para Daphnia não houve correlações com a densidade de Chaoborus, apenas as razões do elmos/carapaças de jovens e o espinhos/carapaças de adultos foram correlacionados positivamente com a concentração de alimento; houve correlação positiva para as razões do elmos/carapaças e espinhos/carapaças de jovens e o espinhos/carapaças em adultos com temperatura.
Title in English
Paleolimnological study of a tropical lake: diversity of cladocerans and their invertebrate predators, environmental disturbance and cyclomorphosis
Keywords in English
Biodiversity
Cyclomorphosis
Environmental disturbances
Morphometry
Paleolimnology
Stable isotopes
Subfossils
Abstract in English
Paleolimnological techniques are commonly used to provide data in a long-term perspective of changes in ecosystems. The morphometry of cladocerans, especially Bosmina, has proved to be a valuable tool for the reconstruction of the history of predatory pressure in lakes where there is evidence of environmental disturbances, such as drought, pollution, and invasive species. This study reconstructs the history of predatory pressure on zooplankton in a shallow tropical lake, Lake Monte Alegre, formed in 1942, by the damming of Laureano Creek, SP, using subfossils of cladocerans and their predators. The geochronology of a core from the deepest part of the lake (5 m), which was sliced at 1 cm intervals, was carried out by the decay of the radioactive isotope 210Pb. Analysis of the stable δ13C and δ15N isotopes, together with the C/N ratio and total phosphorus, were used to characterize the sources of organic matter in the lake, showing that it is mainly autochthonous. In addition to the taxonomic diversity, measurements of the lengths of Bosmina subfossils structures were carried out per layer, such as carapace, antennule and mucro. The taxa of cladocerans recorded in the core were Bosmina and representatives of the family Chydoridae. Larvae of the Diptera of the family Chaoboridae were found, one of the main invertebrate predators of cladocerans in this lake; these taxa were registered in all layers of the sediment. The results of this study showed differences in the densities of Bosmina and Chaoborus larvae in two historically important periods, the first before and after the accidental emptying of the lake, in 1979, an environmental disturbance that did not change the size of the structures, as well as the densities of subfossils found in the sediment in the short term, and the second period the extinction of two species of Astyanax spp. (lambari), attributed to the introduction of an alien species, Cichla ocellaris (tucunaré). The extinction of lambaris, a Chaoborus predator, resulted in an increase of the dipteran larvae and a decrease in Bosmina. The measurements of the structures of the Bosmina subfossils showed that the average length of the antennulle and mucro varied significantly over the years, but only the length of the antennulle showed a positive correlation with Chaoborus density. Another objective of this study was the cyclomorphosis of contemporary cladocerans from Lake Monte Alegre, Daphnia gessneri and Bosmina tubicen, collected monthly from April 2011 to March 2012, as well as the larva of Chaoborus, its main invertebrate predator. The structures measured for Daphnia, were: helmet, carapace length and caudal spine; for Bosmina the structures were: antennules, length and width of the carapace and mucro. The hypotheses for the study of cyclomorphosis have not been confirmed, as there was no cyclomorphosis for Bosmina, only evidence that the ratios of antennules/carapaces of juveniles are positively correlated with mucros/carapaces in adults, and for Daphnia there were no correlations with Chaoborus density, only the ratios of helmets/carapaces of juveniles and the ratios of spine/carapaces of adults were positively correlated with the food concentration; there was a positive correlation for the ratios of helmets/carapace and spines/carapaces of juveniles and the spines/carapaces of adults with temperature.
 
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Publishing Date
2020-11-23
 
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