MicrobiologiaAGUA

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UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA 
CAMPUS VIDEIRA 
MICROBIOLOGIA AMBIENTAL 
 
 
MICROBIOLOGIA DE AMBIENTE AQUÁTICO 
 
 
 
Prof. Sabrina Salamoni 
Distribuição da água no planeta 
 
97,4% salgada 
 1,8% congelada – regiões polares 
0,8% disponível 
 
Microbiologia de Ambientes Aquáticos 
 
 
 Água doce – lagoas, lagos, brejos, córregos, rios... 
 
 Estuário – interface entre água doce e ambiente marinho 
 
 Oceanos – correspondem a 70% da superfície da Terra 
As características químicas e físicas de um ambiente 
influenciam no crescimento, na atividade, nas interações e na 
sobrevivência do organismo. Estes parâmetros determinam o 
nicho que o organismo pode ocupar no ambiente. 
 
 
Nicho ecológico 
 
Inclui não somente o local onde o organismo vive, mas 
também seu papel funcional dentro do ecossistema. 
 
 Organismos 
 
 
Autóctonos 
Organismos nativos ou indígenas. São capazes de sobreviver, 
crescer,exercer atividade metabólica, ocupando um nicho 
dentro população microbiana em um dado ecossistema. 
 
Alóctonos 
Organismos transientes, não ocupam nicho funcional. 
 Organismos fototróficos predominam, na maioria, nos 
ambientes aquáticos – produtores primários 
 
 
Em relação a disponibilidade de oxigênio 
 
Zona óxica : disponibilidade de oxigênio e predomínio de 
cianobactérias e algas 
Zona anóxica: Bactérias fototróficas anoxigênicas – 
ausência O2 
 
Em relação a incidência de luz solar 
 
Zona Fótica – luminosidade, luz solar penetra 
Zona afótica ou disfótica - baixas incidência de luz solar 
Produção fotossintética significativa nas camadas 
superficiais onde há disponibilidade de luz. 
 
 
A matéria orgânica não consumida na camada superficial, 
sedimenta para camadas mais profundas onde é decomposta 
por microrganismos facultativos . 
(conversão de metabolismo aeróbio para fermentativo e 
metanogênico) 
 
 
Se a matéria orgânica é escassa, a quantidade de 
substrato pode ser insuficiente para os quimiorganotróficos 
consumirem o oxigênio. 
Água Doce 
 
Ambiente limnitico- Limnologia 
 
Caracterização com base nas características químicas e 
físicas. 
 
Ambientes Lênticos – águas paradas (lagoas, lagos) 
 
Ambientes Lóticos - fluxo de água (rios, córregos, riachos) 
 
 
 Camada superior, interface entre hidrosfera e atmosfera 
 
NEUSTON 
 
Alta tensão superficial. 
 
Ambiente favorável para organismos fotoautotróficos 
devido a disponibilidade de CO2 da atmosfera e radiação 
solar. 
 
Disponibilidade de nutrientes e metais. 
 
População microbiana de 10 a 100 vezes maior que nas 
camadas mais profundas. 
 
Microbiota – algas, bactérias, fungos, protozoários 
 
Cianobactérias: Aphanizomeron, Anabaena, Microcystis 
 
 
Algas: Chromulina, Botrydiopsis, Codosiga, Navicula, 
Naulococcus, Protespongia, Shaeroeca. 
 
 
Bactérias: Pseudomonas, Caulobacter, Neuskia, 
Hypomicrobium, Achromobacter, Flavobacterium, 
Alcaligenes, Brevibacterium, Micrococcus. 
 
Fungos : Cladosporium e leveduras 
 
Protozoários: Vorticella, Arcella, Acineta, Diffllugia, 
Clathrulina 
Microcystis sp. 
Anabaena sp. 
Chlamydomonas sp. 
Chlorella sp. 
LAGOS 
 
Dividido em três zonas conforme penetração de luz: litoral, 
zona limnética e zona profunda 
 
 
Zona litorânea – luz penetra até o final, plantas submersas 
ou parcialmente, algas epifíticas 
 
Zona limnética – “ambiente aberto”, produtores primários 
dominantes (algas planctônicas), profundidade até nível de 
compensação de luz 
 
 
Zona profunda – produtores secundários (púrpuras e 
verdes)e na maioria dependentes do transporte de compostos 
das camadas superiores. 
Zona Fótica 
Zona Afótica 
Epilimniona 
Zona Limnética 
Zona Litoral 
Hipolimniona 
 Fotossíntese ocorre abaixo da zona de compensação,mas 
em taxa mais baixa que o consumo de oxigênio 
 
 Microrganismos exibem diferente espectro de absorção de 
luz. 
 
 Bactérias verdes e púrpuras crescem na interface 
sedimento água, região anóxica. 
 
Profundidade X Disponibilidade de O2, temperatura e H2S 
 
Classificação conforme taxa de produtividade e 
disponibilidade de nutrientes 
 
 
 
Oligotróficos - baixa concentração de nutrientes, com 
hipolimnio maior que epilimnio, baixa produtividade primária 
 
Eutróficos – alta concentração de nutrientes, alta taxa 
produção primária, , concentração de oxigênio sob flutuação 
(decomposição aeróbia) 
 RIOS 
 
 Diferenciam-se dos ambientes lênticos pelo fluxo de 
águas 
 
 Fluxo forte e fluxo fraco 
 
 
 Fluxo –permite transferência química 
 
 Caracterizado por alto grau de oxigenação e baixas 
temperaturas 
 
 
 Maioria dos microrganismos estão aderidos à superfície 
de partículas, solo, e os nutrientes são rapidamente 
absorvidos. 
 RIOS 
 
 Recebem alta concentração de matéria orgânica 
na forma de esgoto e poluentes industriais. 
 
 Mesmo que bastante misturado, em decorrência 
do fluxo de água e turbulências, as grandes 
quantidades de MO podem levar a um déficit devido 
a respiração. 
 
 A depleção de oxigênio em um corpo d´água é 
indesejável porque diversos animais aquáticos 
morrem em condições anóxicas. 
 
Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) 
 
 Capacidade de consumo de oxigênio em um corpo de 
água é denominada sua demanda bioquímica de oxigênio. 
 
 
 
A determinação da DBO permite avaliar a quantidade de 
matéria orgânica existente na água passível de ser 
oxidada pelos microrganismos ali presentes. 
Cianobactérias – Microcystis, Anabaena, Aphanizomeron 
 
Algas – Chloropyta, Euglenophyta, Chrysophyta, Pyrrophyta 
Algas verdes, dinoflagelados e diatomáceas dominantes 
 
Bactérias quimiorganotróficas – Achromobacter, 
Flavobacterium, Brevibacterium, Micrococcus, Bacillus, 
Pseudomonas, Nocardia, Streptomyces, Vibrio, Caulobacter 
 
Quimiolitotróficos – importantes na ciclagem de nitrogênio, 
enxofre e ferro. 
 
Bactérias fotoautotrófica anaeróbias encontradas na 
superfície dos sedimentos. 
 
Fungos – geralmente alóctonos – encontrados nos debris 
 
Protozoários – Paramecium, Didinium, Vorticella, Stentor 
ESTUÁRIO 
 
 Mais produtivo que água doce a ambiente marinho 
 
 Variações temperatura, salinidade, pH, matéria orgânica 
 
 Há gradiente de salinidade 
 
 Difícil distinção autóctones e alóctones 
 
 Alta produtividade - fotossíntese excede respiração 
 Ambiente Marinho 
 Oceanos ocupam 71% da superfície terrestre 
 
 Profundidade média- 4000 e máxima 11000 m 
 
 50% da luz que incide sobre a terra é consumida pela 
evaporação das águas 
 
 Água evaporada precipita na forma de chuva ou neve 
 Precipitação direta ou indireta 
 
 Indireta “passa pela ambiente terrestre e transporta 
nutrientes” 
Diferença em relação a salinidade, temperatura e 
disponibilidade de nutrientes 
 Salinidade média 3,3 a 3,7% 
 Temperatura média – 20 C, 100 metros 0-5C 
 pH- 8,3 a 8,5 
 
 As concentrações de nutrientes em mar aberto são 
limitadas, em especial em relação ao nitrogênio, fósforo e 
ferro. 
 Oceanos contém a maioria elementos químicos,mas em 
baixas concentrações 
 Maior concentração de H, O, Na, Cl, Mg, Ca e K 
 N, P e Fe – concentração traço menos que 1 ppm. 
 Superfície de sedimento marinho - relativa alta 
concentração de O2, NO3 Fe (III) 
 
Parêmetros mudam drasticamente abaixo da superfície 
 
O2 – zera, aumento H2S,reduz Fe (III), CO2 substitui CH4, 
e NO3 NO2 convertido em NH4 
 
 
 Bactérias marinhas - menores, oligotróficas, 
barotolerantes 
 
 
Estratificação 
 
Zona litoral ou interdital 
 
 
Zona Subtropical ou Neritica < 200 metros 
 
Pelágica – mar aberto 
 Epipelágica – 0-200 metros (eufótica e quente) 
Batipelágica - 200 – 600 metros (disfótica e fria) 
Hadal > 600 metros (fria e alta pressão) 
 
Bentica – fundo 
 
 Superfície – Pleuston (equivale Nesuton) 
Algas, bactérias (Pseudomonas, Erythrobacter, 
Eruthromicrobium) 
 
Produtores primários – cianobactérias (Thricodesmium) , 
diatomáceas (Rhizosolenia) e Phaeophyta (Sargassum) 
Rhizosolenia Tricodesmium 
Phyrrophyta 
Phaeophyta 
Regiões oceânicas litorâneas apresentam maior 
disponibilidade de nutrientes se comparada ao mar aberto. 
Apresenta maior densidade de microrganismos 
fototróficos, bactérias quimiorganotóficos e animais 
aquáticos. 
 
Baias e enseadas que recebem concentração elevada de 
nutrientes provenientes de esgotos ou efluentes industriais 
podem apresentar população numerosa de fitoplancton e 
bactérias. 
 
 
Aeróbias e anaeróbias facultativas 
Gram negativas - Pseudomonas, Vibrio, Flavobacterium, Spirillum, 
Alcaligenes, Cytophaga 
Gram positivas - Bacillus, Desulfovibrio 
 
Quimiolitotróficas – Nitrosococcus, Nitrosomonas, Nitrobacter, 
Nitrospira 
 
Levedura – Candida, Cryptococcus, Saccharomyces, Rhodotorula 
 
Algas – Chlorophyta, Euglenophyta, Phaeophyta, Pyrrophyta 
 
Fitoplancton 
 10 a 15 metros verde 
 Dourada (crisofitas) e vermelha maiores (rodofitas) > profundidades 
1500 espécies algas marrons na zona litoral e sublitoral –até 220 m 
Diatomáceas zona pelágica e litoral dinoflagelados 
 MAR ABERTO 
 
Apesar da pequena concentração de nutrientes 
inorgânicos e de carbono orgânico, número significativo 
 105-106 células procarioticas 
 104 células eucariótica por ml. 
 
 
 Bactérias utilizam pigmento denominado rodopsina para 
converter energia luminosa em ATP (Archae halofílica 
extrema – Halobacterium) 
 
 
Eubactérias prevalecem nas regiões menos profundas 
(< 1000m) e Archae nas regiões mais profundas (> 1000 m) 
 Atividade de produtores primários limitada em virtude da 
deficiência de nutrientes 
 
 Mas aberto 
Pochlorococcus 
 – Procariotos fototróficos oxigênicos, com clorofila a e 
b, a d, filogeneticamente associado cianobactérias 
-Densidade 105 mL, 40 % biomassa fototroficos 
marinhso e 50% da produçãoprimária 
- Distribuídos em diferentes profundidades 
 outros fototróficos - Oceanos tropicais e subtropicais- 
cianobactérias como o gênero Trichodesmium, também fixa 
nitrogênio e eucariotos (algas) 
Não fototróficos 
 
 
Microrganismos heterotróficos oligotróficos – Pelagibacter 
Utilizam energia luminosa para produzir ATP 
(proteorrodposcna) 
Não são fototróficos , pois são desprovidos de clorofila 
 
 
Fototróficos anoxigênicos 
Incluem organismos como os pertencentes aos gêneros 
Erytrobacter, Roseobacter, 
Dependem de carbono orgânico 
 
Densidade e Diversidade de Archae e Bactérias conforme a profundidade