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Tesis Doctoral
DOI
10.11606/T.64.2003.tde-06122004-091252
Documento
Autor
Nombre completo
Débora Fernandes Calheiros
Dirección Electrónica
Instituto/Escuela/Facultad
Área de Conocimiento
Fecha de Defensa
Publicación
Piracicaba, 2003
Director
Tribunal
Martinelli, Luiz Antonio (Presidente)
Cyrino, Jose Eurico Possebon
Forsberg, Bruce Rider
Rocha, Odete
Victoria, Reynaldo Luiz
Título en portugués
INFLUÊNCIA DO PULSO DE INUNDAÇÃO NA COMPOSIÇÃO ISOTÓPICA (d13C E d15N) DAS FONTES PRIMÁRIAS DE ENERGIA NA PLANÍCIE DE INUNDAÇÃO DO RIO PARAGUAI (PANTANAL – MS)
Palabras clave en portugués
cadeia trófica
carbono
ciclo hidrológico
isótopos estáveis
nitrogênio
peixes de agua doce
rios-pantanal
Resumen en portugués
A cadeia trófica do Pantanal foi investigada durante um ciclo hidrológico completo (1998-99) por meio da utilização do método de isótopos estáveis múltiplos (d13C e d15N), com o objetivo de identificar as fontes primárias de carbono que regem o fluxo de energia do sistema. Os produtores e consumidores primários foram amostrados em um lago marginal (baía do Castelo), representativo da planície de inundação do rio Paraguai, sendo: algas (sestônicas e epifíticas), plantas vasculares (emergentes, submersas e terrestres), invertebrados (epifíticos, planctônicos e bentônicos) e peixes detritívoros adultos. A maioria das plantas vasculares pertenceu ao grupo fisiológico de plantas C3 (d13Cmédio= -29,5‰), com espécies C4 (d13Cmédio= -12,3‰) em menor abundância. Algas e detritos presentes nas amostras de epifíton e seston foram separados para análise isotópica por gradiente de densidade por centrifugação em solução de sílica coloidal. Os valores da razão C:Clor <100 de cada fração (leve e pesada) e de cada compartimento (epifítico e sestônico), indicaram as amostras relativamente puras em algas (MOPa = alga), cuja composição isotópica variou entre -34,5 e -26,9‰ (média ± dp = -29,3 ± 1,7‰) para d13C e entre -2,1 e 6,0‰ (média= 2,1 ± 2,0‰) para d15N. Não houve diferença significativa entre os valores de d13C de alga e plantas C3. O sinal de d13C de alga apresentou-se mais enriquecido (D13C= apenas -8,3‰) do que o de outras áreas de inundação tropicais da América do Sul, o que poderia ser resultado de uma limitação da disponibilidade do CO2 ou assimilação de ambas as fontes de CID (CO2 e/ou HCO3-). Valores baixos e negativos de d15N indicaram fixação de N2 por Cyanobacteria e os valores mais altos se devem, provavelmente, a fontes mais enriquecidas, como NH4+. Um claro padrão sazonal, relacionado ao ciclo hidrológico e às variações na disponibilidade de fontes inorgânicas, foi observado para alga (para ambos os isótopos), mostrando valores mais empobrecidos durante o período de enchente-cheia e o oposto na fase de vazante-seca, e que se refletiu na variação dos sinais de zooplâncton e de outros consumidores primários e secundários. Surpreendentemente, os valores de d13C dos consumidores primários foram muito mais empobrecidos do que os valores de alga, variando de -43 a -20‰ para d13C e de -2 a 12‰ para d15N. Estes resultados somente poderiam ser possíveis se uma fonte de carbono mais negativa, possivelmente bactérias metanotróficas, estivessem envolvidas, o que é reforçado pelos valores observados para os chironomídeos bentônicos (d13C= de -62 a -49‰; d15N= -5,3 a -0,8‰). Assim, o balanço de evidências sugere uma combinação de ambas as fontes autotróficas (foto e quimioautotróficas) sustentando as cadeias alimentares do Pantanal do rio Paraguai, com o ramo metanotrófico da alça microbiana sendo provavelmente um elo de ligação alternativo entre CH4 e o ciclo do carbono orgânico, diretamente para os níveis metazoários superiores.
Título en inglés
SEASONAL PATTERN DETERMINING PRIMARY ENERGY SOURCES d13C AND d15N IN THE PARAGUAY RIVER FLOODPLAIN TROPHIC WEB, PANTANAL WETLAND - BRAZIL
Palabras clave en inglés
carbon
fresh water fish
nitrogen
stable isotopes
trophic chain
water cycle
Resumen en inglés
The food web of the Pantanal wetland in Brazil was investigated during a complete hydrologic cycle (1998-99) using a multiple stable isotope approach (d13C and d15N) with the goal of identifying the primary carbon sources, which drive the system energy flux. The sampling was done in a representative marginal lake (Baía do Castelo) of Paraguay River floodplain and the sampled primary producers and consumers were algae (sestonic and epiphytic), vascular plants (emergent, submersed and terrestrial), invertebrates (epiphytic, planktonic and benthic), and mature detritivorous fish. The majority of vascular plants belonged to the physiological group of C3 plants (d13Cmean= -29.5‰), besides C4 species (d13Cmean= -12.3‰) with lower abundance. Algae and detritus from epiphyton and seston samples were separated for isotopic analysis by density gradient centrifugation in a colloidal silica solution. C:Chlor <100 ratio values (from both epiphytic and sestonic samples, light and heavy fractions), indicated relatively pure algae (POMa = algae) with signatures of -34.5 to -26.9‰ (mean ± SD = -29.3 ± 1.7‰) for d13C and -2.1 to 6.0‰ (mean= 2.1 ± 2.0‰) for d15N. There was no significant difference between d13C from algae and C3 plants. The d13C of algae was more enriched (D13C= only -8.3‰) than other tropical South American floodplains and could be a result from limiting of CO2 availability or uptaking both DIC sources (CO2 and/or HCO3-). Low and negative values of d15N denoted N2-fixing by Cyanobacteria and higher values were probably related to more enriched DIN sources, as NH4+. Clear seasonal pattern, related to the hydrologic cycle and variations of inorganic sources availability, was observed for algae (for both isotopes), showing more depleted values during rising-flood period and the opposite in the falling-dry, that reflected in the mixing zooplankton signals as well in the other primary and secondary consumers. Surprisingly the d13C values of the primary consumers were much more depleted than the values of the algae, ranging from -43 to -20‰ for d13C and from -2 to 12‰ for d15N. These results would only be possible if a more depleted source of carbon, possibly methanotrophic bacteria, were also involved, which is strengthened by the values of benthic chironomidae (d13C range= -62.4 to -49.4‰; d15N= -5.3 to -0.8‰). Thus the balance of evidence suggests a combination of both autotrophic sources (photo and chemoautotrophic) in sustaining the food webs of Pantanal wetland (mainly Pantanal of Paraguay river), with the methanotrophic branch of microbial loop being probably an alternative link between CH4 and organic carbon cycle directly through metazoan levels.
 
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Fecha de Publicación
2004-12-16
 
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