se um bloom de cianobactérias te batesse à porta?

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SE UM BLOOM DE CIANOBACTÉRIAS TE BATESSE À PORTA?

escola secundáriade henriques nogueira

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INTRODUÇÃO

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Água

cobre cerca de 71% da superfície do globo.apenas 3% é água doce;só 1% da água doce se encontra acessível para a utilização humana.

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Água

É um recurso natural essencial a todas as formas de vida.

(in fernandoamarante.blogspot.com/2009/03/como-um...)

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Água

Este recurso tem sido mal gerido pelo Homem:

desperdiça-o, contamina--o, provocando umaprofunda alteração nosecossistemas aquáticos.

( in muraldosescritores.ning.com)

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Eutrofização

Eutrofização - resposta biológica ao aumento da quantidade de nutrientes (fósforo e azoto) e/ou matéria orgânica num ecossistema aquático (Wetzel, 1993).

Caracteriza-se: pelo aumento da produtividade fitoplanctónica; pela diminuição da profundidade (num lago por

exemplo); pela diminuição do oxigénio dissolvido na água;

provocando a redução da biodiversidade aquática.

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Eutrofização natural vs cultural

Oligotrófico OligotróficoOligotrófico OligotróficoOligotrófico Oligotrófico

Oligotrófico

Oligotrófico OligotróficoOligotrófico OligotróficoOligotrófico Oligotrófico

Mesotrófico

Eutrófico /

Hipertófico

Efluentes agrícolas

+Efluentes

industriais+

Efluentes urbanosM

ilh

are

s d

e a

nos

Dezen

as d

e a

nos

Adaptado de www.dern.ufes.br/limnol/aging,jpg

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Microcystis aeruginosa

Reino Monera

Divisão Eubacter

ia

Classe Cyanobact

eria

Microcystis

aeruginosa

(in http://www.shigen.nig.ac.jp/algae/images/strainsimage/nies-0102.jpg)

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Caracterização: Ser procarionte; Apresenta parede celular,

pigmentos celulares e capacidades fotossintéticas;

Ocorrem em ambientes marinhos, dulciaquícolas e gélidos;

Têm aptidão acrescida de afixar o azoto atmosférico .

Microcystis aeruginosa ( in HTTP://CONTENT1.EOL.ORG/CONTENT/2008/12/10/22/61631_LARGE.JPG)

produtoras de toxinas – as cianotoxinas (Hitzfeld et al., 2000; Jayatissa et al., 2006 citados por Andrade, 2007).

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Chlorella vulgaris

(In HTTP://BOTANY.NATUR.CUNI.CZ/ALGO/IMAGES/DETERMIN/CHLVULGARIS.JPG)

Reino Plantae

Divisão Chlorophyta

Classe Trebouxiophyce

ae

Chlorella vulgaris

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Chlorella vulgaris

Caracterização: Alga verde; Unicelular; Esférica com cerca de 2 a

10 μm de diâmetro; Contém pigmentos

fotossinteticos (clorofila a e b);

Ambiente aquático.(in HTTP://WWW.JASHBOTANICALS.COM/IMAGES/CHLORELLA.JPG)

Através da fotossíntese multiplica-se rapidamente requerendo apenas de dióxido de carbono, água, luz solar e pequenas quantidades de minerais.Pode ocorrer um elevado crescimento de Chlorella em meios com elevadas concentrações de nitratos e fosfatos.

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Artemia salina

Reino Animalia

Filo Arthropoda

Classe Branchiopo

da

Artemia salina

Artemia salina ( in http://www.kribensis.kit.net/conteudo/artemia.jpg)

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Artemia salina

Caracterização Animais filtradores; Possui 11 pares de pernas

torácicas, com finíssimos cílios que actuam na filtragem e colecta de alimentos;

Tamanho e coloração variadas dependendo do tipo de alimento que elas consumirem;

São ricas em proteínas, vitaminas e sais minerais;

Estão em constante locomoção: dependem disso para alimentar-se e respirar;

Vivem em águas salinas. Artemia salina (in HTTP://PT.WIKIPEDIA.ORG/WIKI/FICHEIRO:ARTEMIA_SALINA.JPG)

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/88/Artemia_salina.jpg

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Cadeia alimentar

(Consumidor 1º)

(produtores)

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Bloom de cianobactérias

A ocorrência de bloom (florescências) de cianobactérias (desenvolvimento rápido e descontrolado) é influenciada pelo aumento da concentração de azoto e fósforo na água .

Vários factores ambientais também contribuem: a temperatura; luminosidade; pH; estabilidade física das massas de água (Duy et al., 2000; Hitzfeld et al.,2000; Chorus, 2001, citados por Andrade, 2007).

Bloom de Microcystis aeruginosa and Anabaena circinalis no rio St. Johns, FL( in www-cyanosite.bio.purdue.edu/images/images.html)

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( in http://www.eco-check.org/images/hab_conceptual_diagram.png)

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O desenvolvimento de florescências de cianobactérias traz inúmeras consequências indesejáveis, tais como: diminuição da transparência da

massa hídrica; alteração das características

organolépticas da água; produção de espumas; depleção da concentração de

oxigénio dissolvido; mortandades de animais

aquáticos e ocorrência de toxinas (Vasconcelos et

al., 1995; Carmichael, 1996; Codd, 2000, citados por Andrade, 2007).

Microcystis bloom in Matilda Bay,Western Australia (in www.ozcoasts.org.au/.../freq_algal_blooms.jsp)

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É devido há produção de toxinas que a ocorrência de bloom de cianobactérias adquire contornos mais graves, pois destrói os ecossistemas aquáticos.

A permanência das toxinas vai contaminar a água doce essencial para o abastecimento público.

Figura 3. Distribuição geográfica de M. aeruginosa em águas doces portuguesas. Adaptado de Vasconcelos (1995).Figura 3. Distribuição geográfica de M. aeruginosa em águas doces portuguesas. Adaptado de Vasconcelos (1995).Figura 3. Distribuição geográfica de M. aeruginosa em águas doces portuguesas. Adaptado de Vasconcelos (1995).

Distribuição geográfica de M. aeruginosa em águas doces portuguesas (in Andrade, 2007).

Figura 3. Distribuição geográfica de M. aeruginosa em águas doces portuguesas. Adaptado de Vasconcelos (1995).Figura 3. Distribuição geográfica de M. aeruginosa em águas doces portuguesas. Adaptado de Vasconcelos (1995).

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Objectivos:

Determinação da curva de crescimento de Microcystis aeruginosa.

Avaliação da toxicidade de Microcystis aeruginosa num ensaio com Chlorella vulgaris.

Avaliação da toxicidade de Microcystis aeruginosa em naúplios de Artemia salina.

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Determinação da curva de crescimento de Microcystis

aeruginosa

21

Material:

Inóculo de células Microcystis aeruginosa

Soluções do Meio Z8

Lugol

Microscópio óptico Bomba aquário Câmara Neubauer Tubo plástico para

arejamento (Tubo PVC)

Pipetas plástico Garrafa/frasco 5L

(garrafão água)

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Modo de proceder

Limpar a bancada com álcool a 70% e acender as lamparinas.

Adicionar a 4l de água destilada, no garrafão de 5L, o conteúdo dos 4 tubos com as soluções para meio Z8. Agite bem.

Retirar 1 L para uma garrafa ou frasco esterilizado e reservar.

Juntar o “inóculo células Microcystis“ aos 3 L de meio Z8 que ficaram no garrafão. Agitar bem para que as células fiquem uniformemente distribuídas no meio.

Início da cultura de Microcystis aeruginosa

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Modo de proceder

Retirar 1 ou 2 ml da cultura, fixar as células com 1 ou 2 gotas de lugol e calcular a concentração inicial em câmara de Neubauer.

Colocar a rolha de gaze e algodão com o tubo de arejamento no garrafão. Ligar a bomba de arejamento.

Identificar a cultura com a cianobactéria usada, o meio de cultura e o seu volume, a data de inicio da cultura, fotoperíodo e temperatura ambiente.

Colocar num local bem iluminado ou junto de um candeeiro e temperatura de 20-25º.

Início da cultura de Microcystis aeruginosa

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Modo de proceder

De 48 em 48horas, retirar 1 ou 2 ml da cultura (agitar bem antes de retirar a amostra) e fixar com 1 ou 2 gotas de lugol.

Quantificar na câmara de Neubauer.

Registar os valores da densidade celular.

Construir um gráfico com a densidade celular (células/ml) em função do tempo (dias).

O valor obtido corresponde a densidade celular inicial. Expressar os valores em células/ ml.

Determinação da curva de crescimento de Microcystis aeruginosa

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Avaliação da toxicidade de Microcystis aeruginosa num ensaio com Chlorella vulgaris.

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Material:

Inóculo de células Chlorella vulgaris

Extracto congelado Microcystis aeruginosa

Soluções do Meio Z8

Microscópio óptico Câmara Neubauer Placa poços 3ml Pipetas plástico Lugol

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Modo de proceder

No tubo com o extracto congelado de Microcystis aeruginosa adicionar meio Z8 até 40mL. Agitar bem. A esta suspensão corresponde uma concentração celular de 1,45 x107 cél/mL.

Congelar e descongelar duas ou três vezes de forma a rebentar as células.

Verificar ao microscópio se as células rebentaram.

Com papel de filtro filtre a solução obtida. Recolher o filtrado.

Preparar as soluções de tóxico: (1:1)- filtrado sem ser diluído; filtrado diluído (1:2) e (1:4).

Na placa de 24 poços adicione o filtrado sem ser diluído (1:1) e diluído 1:2 e 1:4 de acordo com a tabela.

Em cada poço adicione 2 mL da solução a testar. As diluições são feitas com meio Z8. O controlo é constituído por meio Z8.

Solução tóxico

Filtrado (mL)

Meio Z8 (mL)

1:1 2 -

1:2 1 1

1:4 0,5 1,5

Controlo - 2

Preparar o extracto de Microcystis aeruginosa a testar:

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Modo de proceder

Retirar 2 ml do inoculo de Chlorella vulgaris fornecido, fixar com 1 gota de lugol e quantificar a densidade de células na câmara de Neubauer.

Adicionar a cada poço com o extracto de cianobactéria, 0,5 ml do inóculo de Chlorella vulgaris preparado

Tapar a placa com a tampa e vedar com película aderente transparente para evitar evaporação.

Colocar em local iluminado durante 48 horas.

Agitar manualmente a placa três vezes por dia .

Ao fim das 48 horas de exposição terminar o teste fixando as algas com 1 gota de lugol.

Ensaio toxicidade com Chlorella

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Modo de proceder

Determinar a concentração de algas em cada poço, por contagem do número de células na câmara de Neubauer

Após contagem do número de células calcule a percentagem de inibição (% I) para cada uma das concentrações da seguinte forma:

% I = 100 – ((valor médio cél/ml das réplicas de cada diluição / valor médio cél/ml das réplicas do controlo)) x 100.

Construir um gráfico onde se representa a percentagem de inibição em função da concentração celular.

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Avaliação da toxicidade de Microcystis aeruginosa em

naúplios de Artemia salina.

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Material:

Quistos Artémia; Extracto

evaporado Microcystis;

Soluções do Meio Z8;

Sal cozinha; Lugol.

Lupa Bomba aquário Tubo plástico para

arejamento (Tubo PVC);

Placa poços 3ml; Pipetas plástico; Garrafa/frasco 1L.

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Modo de proceder

Num frasco de vidro de boca larga colocar 1L de água mineral.

Adicionar a cada 1 Litro de água 20-30 g de sal de cozinha .

Dissolver bem. Retirar para um frasco bem lavado 100 mL desta solução e reservar.

Colocar nos 900 mL de água salgada preparada os quistos de artémia fornecidos.

Manter a cerca de 25 ºC com iluminação contínua e arejamento forte e contínuo.

Após 24 horas, desligar o arejamento, e retirar os naúplios, para não ficarem privados de oxigénio, com uma pipeta para um pequeno volume de água salgada (10-15 mL).

Obtenção dos naúplios de Artemia salina

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Modo de proceder

Ressuspender o extracto evaporado de Microcystis fornecido no kit em 12 ml de água salgada.

Agitar vigorosamente até misturar homogeneamente.

Prepare as soluções de tóxico: (1:1)- sem ser diluído; diluído (1:2) e (1:4) usar a água salgada para diluir.

O controlo é constituído por água salgada.

Solução tóxico

Filtrado (mL)

Meio Z8 (mL)

1:1 2 -

1:2 1 1

1:4 0,5 1,5

Controlo - 2

Preparar o extracto de Microcystis

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RESULTADOS

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Data de início

15 de Janeiro

Data da conclusão

12 de Fevereiro

Condições ambientais:

Temperatura +/- 16ºC

Fotoperíodo 24 horas

Periocidade da recolha de

amostras48 h

Data 1º quadr. 2º quadr. Média15-Jan 440 395 417,518-Jan 506 870 68820-Jan 865 1135 100022-Jan 425 422 423,525-Jan 351 447 39927-Jan 1376 1919 1647,529-Jan 1305 1473 138901-Fev 1521 1626 1573,503-Fev 2039 2064 2051,505-Fev 7024 2428 472608-Fev 2041 1830 1935,510-Fev 2543 2721 263212-Fev 2075 2165 2120

Registo dos resultados

36


15/Ja

n

17/Ja

n

19/Ja

n

21/Ja

n

23/Ja

n

25/Ja

n

27/Ja

n

29/Ja

n

31/Ja

n

02/Fe

b

04/Fe

b

06/Fe

b

08/Fe

b

10/Fe

b

12/Fe

b

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

Microcystis aeruginosa (cél. /ml)

Concentr

ação (

cél./m

l)

DataConcentraç

ão (cél. /ml)

15-Jan 83518-Jan 137620-Jan 200022-Jan 84725-Jan 79827-Jan 329529-Jan 277801-Fev 314703-Fev 410305-Fev 945208-Fev 387110-Fev 526412-Fev 4240

Cálculo das concentrações


37

Teste de toxicidade em Chlorella vulgaris

Poços nº de cél. nº de cél.Média (cél./0,5

ml)

A1 378 364 371

A2 291 223 257

A3 115 133 124

A4 693 722 707,5

B1 62 56 59

B2 183 168 175,5

B3 333 280 306,5

B4 645 612 628,5

C1 108 195 151,5

C2 255 266 260,5

C3 277 314 295,5

C4 472 437 454,5

Concentração de tóxico 1*1 1*2 1*4 Controlo

Poços 1 2 3 4A 371 257 124 707,5B 59 175,5 306,5 628,5C 151,5 260,5 295,5 454,5

Média (cél./ 0,5 ml 193,83 231,00 242 596,83Concentração (cél/ml) 387,67 462,00 484,00 1193,67

Registo dos Resultados Cálculo da concentração de células de Chlorella em função da concentração de tóxico

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Concentração de tóxico

1*1 1*2 1*4 Controlo

Percentagem de

Inibição (%)

67,52 61,30 59,45 0

1*11*2

1*4Controlo

0.0010.0020.0030.0040.0050.0060.0070.00


Concentração de tóxico

Pe

rcen

tag

em

de

in

ibiç

ão

(%

)

Cálculo da percentagem da inibição em função da

concentração de tóxico

39

Teste de Toxicidade em Artemia

* Valores recolhidos após 48 horas por amostragem em 0,5 ml

PoçosMorto

s Vivos Total

% Morto

sA1 157 61 218 72,02B1 50 31 81 61,73C1 146 87 233 62,66A2 207 151 358 57,82B2 290 98 388 74,74C2 177 110 287 61,67A3 127 38 165 76,97B3 100 61 161 62,11C3 17 52 69 24,64A4 174 39 213 81,69B4 245 143 388 63,14C4 74 130 204 36,27

Registo dos resultados*

40

Teste de Toxicidade em Artemia

1*1 1*2 1*4 Controlo

65,47 64,75

54,57

60,37

Teste de Toxicidade em Artemia% Mortos

Concentração de Tóxico

Concentração de tóxico 1*1 1*2 1*4

Controlo

Poços 1 2 3 4

A 72,02 57,82 76,97 81,69

B 61,73 74,74 62,11 63,14

C 62,66 61,67 24,64 36,27

Cálculo da percentagem de indivíduos mortos em função da

concentração de tóxico

41

DISCUSSÃO DOS RESULTADOS

42


Registaram-se picos decrescimento e desaceleração domesmo ao longo do período emque decorreu a experiência.

Os dados por nós obtidos até 5de Fevereiro podem enquadrar-sena fase exponencial, embora osvalores apresentem oscilaçõesacentuadas.

Uma possível explicação destasoscilações é a variação datemperatura do laboratório queterá influenciado a taxa metabólicadas cianobactérias.

43


A partir do dia 5 de Fevereiroa cultura entrou em declínio oque se poderá explicar pela

faltade disponibilidade de nutrientesno meio necessários para toda apopulação, tendo algunsindivíduos sucumbido,conduzindo a um equilíbrio.

A curva de crescimento pornós obtida difere das curvasteóricas; os valores por nósobtidos enquadram-se na fasede latência e na fase exponencial.

44


Os resultados obtidos nãodivergem muito dos

resultadosesperados.

As concentrações de tóxico

influenciam as percentagens de inibição , sendo assim os ensaios com maior concentração

de tóxico apresentam uma maior

taxa de mortalidade.

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Teste de Toxicidade em Artémia

Os resultados obtidossão concordantes com

osresultados teóricos. Verifica-se uma maiortaxa de mortalidade noensaio com umaconcentração maior detóxico.

46

CONCLUSÃO

47

E se um bloom de cianobactérias te batesse à porta?

As cianobactérias proliferam a uma taxa bastante elevada mesmo em condições ambientais adversas.Quando aparecem num curso de água inibem o desenvolvimento dos seres vivos fotossintéticos (Chlorella - produtor) e também os heterotróficos (Artemia – consumidor 1º) afectando toda uma rede trófica.

48


Torres Vedras é um concelho agrícola onde se pratica uma cultura intensiva de hortícolas; as técnicas agrícolas de fertilização dos solos e a lixíviação dos mesmos provocada pela chuva, contribuem para um aumento dos macro e micronutrientes nas linhas de água.

Este excesso de nutrientes nas linhas de água associados a factores climáticos ideais pode conduzir à eutrofização do rio Sizandro, em especial em épocas de fraco caudal, provocando a redução significativa da sua fauna e flora.

49


Se tal ocorrer, põe em risco não só os ecossistemas aquáticos, mas também os terrestres, uma vez que muitos animais selvagens bebem água do rio.

O Homem, principal agente de contaminação das linhas de água, também poderá ser afectado pelos bloom’s de cianobactérias uma vez que as cianotoxinas, por elas produzidas, permanecem nas águas mesmo após a sua morte.

As cianotoxinas, em especial a microcistina, afecta o sistema nervoso e órgãos como o fígado e o intestino.

50


Se um bloom de cianobactérias nos batesse à porta?

Não sabemos a resposta, mas sabemos que uma das consequências seria a diminuição da BIODIVERSIDADE, e tudo o que tal facto acarretaria a curto, médio e longo prazo.

Decerto um empobrecimento da comunidade de Torres Vedras…

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Bibliografia

Protocolos experimentais fornecidos pelo Ciência Viva no site http://www.cienciaviva.pt/rede/oceanos/1desafio/bloomprof.asp

Andrade, Mariana (2007). Avaliação de efeitos citotóxicos, morfológicos e ultrastruturais de microcistinas em células Vero, Tese de Mestrado em Hidrobiologia, Faculdade de Ciências da Universidade do Porto, Porto (consultada em 17/02/2007 em http://www.fc.up.pt/fcup/contactos/teses/t_050370154.pdf)

http://pt.wikipedia.org/wiki/Art%C3%AAmia fernandoamarante.blogspot.com/2009/03/como-um... muraldosescritores.ning.com www.dern.ufes.br/limnol/aging,jpg http://www.shigen.nig.ac.jp/algae/images/strainsimage/nies-0102.jpg http://botany.natur.cuni.cz/algo/images/determin/chlvulgaris.jpg http://www.jashbotanicals.com/images/chlorella.jpg http://www.kribensis.kit.net/conteudo/artemia.jpg http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Artemia_salina.jpg in www-cyanosite.bio.purdue.edu/images/images.html http://www.eco-check.org/images/hab_conceptual_diagram.png www.ozcoasts.org.au/.../freq_algal_blooms.jsp

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Trabalho realizado por: Equipa Wazah Catarina Pereira Daniel Santos Joana Roque Sara Gomes,do 11ºAno, turma B, da

EscolaSecundária de Henriques Nogueira, Torres Vedras Professora

responsável: Isabel Matos3 de Março de 2010Música:Spring,

Vivaldi

se um bloom de cianobactérias te batesse à porta?

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