Ecossistemas Aquáticos

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Aquicultura e Pesca – Professora Christianne Peralli
ECOSSISTEMAS AQUÁTICOS
Ecossistemas
· Segundo Braga et al (2005):
· Sistema estável;
· Equilibrado;
· Auto-suficiente;
· Com características praticamente invariáveis:
· 
· Topográficas;
· Climáticas;
· Pedológicas;
· Botânicas;
· Hidrológicas;
· Geoquímicas;
· Zoológicas.
Classificação dos Ecossistemas Aquáticos
· Classificação de acordo com o grau de movimentação da água
· Lênticos (lagos, lagoas e poças) 
· A água é praticamente parada (pouca ou nenhuma movimentação).
· Em geral, a temperatura da água é uniforme em virtude do vento, que mistura a água da superfície com a das camadas inferiores- o que também promove a circulação do gás oxigênio. 
· Lóticos (riachos e rios) 
· Há muito movimento, ou seja, a água é corrente. 
· O movimento tem uma única direção, para a foz, e a turbulência é contínua, o que torna esses sistemas bastante dinâmicos. 
· Em consequência da movimentação essas águas são pobres em diversidade biológica.
· A movimentação aumenta a quantidade de gás oxigênio dissolvida e previne a acumulação de sedimento e matéria orgânica. 
· Classificação de acordo com a quantidade de nutrientes
· Eutrófico
· Apresentam águas ricas em nutrientes minerais e com alta produtividade 
· Mesotrófico
· Água que apresentam valores intermediários entre eutrófico e oligotrófico
· Oligotrófico
· Apresentam águas pobres em nutrientes minerais e com baixa produtividade. 
· Divisão do ecossistema baseada na temperatura
· Epilímnio 
· Camada superior dos lagos, onde a água é mais quente e circulante, rica em oxigênio. 
· Mesolímnio 
· Camada intermediaria, caracterizada por uma rápida variação na temperatura e no oxigênio com o aumento da profundidade.
· Hipolímnio 
· Camada inferior dos lagos, onde a água é mais fria e não circulante, pobre em oxigênio. 
· Divisão do ecossistema baseada na quantidade de luz solar
· Eufótica
· Zona iluminada do ecossistema, onde a produtividade primária é intensa. (100m no oceano). 
· Disfótica
· Zona fracamente iluminada 
· Afótica
· Zona totalmente obscura, onde é ausente a vida vegetal, predominando a fauna de carnívoros. 
ESTRUTURA GERAL E AS PRINCIPAIS COMUNIDADES DOS ECOSSISTEMAS AQUÁTICOS
Ambientes Marinhos
· Zona fótica: a luz só consegue penetrar até cerca de 200m de profundidade. Nesta se concentram os organismos fotossintetizantes, assim, maior disponibilidade de nutrientes.
· Zona afótica: aonde a luz não chega, prevalece a escuridão, entre 2.000 e 4.000 m de profundidade. Nesses locais há organismos produtores (bactérias quimiossintetizantes), que obtêm alimento a partir de compostos inorgânicos provenientes de fendas no assoalho marinho.
· Zona Pelágica: corresponde à região onde vivem os organismos que não dependem do fundo marinho, isto é, da zona bentônica. 
 Zona pelágica = zona fótica + zona afótica.
· Zona Abissal: corresponde à porção mais profunda dos oceanos, a partir de 2 Km de profundidade.
Ecossistemas Aquáticos Continentais, Seus Compartimentos e Suas Comunidades
Principais Compartimentos e suas Comunidades
· Os compartimentos são:
· 
· Região litorânea
· Região Limnética ou Pelágica
· Região Profunda
· Interface água-ar 
* Não estão isolados, mas em constante interação
Região Litorânea
· Está em contato direto com o ambiente terrestre adjacente
Interface Água-ar
· Comunidades
· Nêuston:
· Bactérias, fungos e algas
· Plêuston 
Região Limnética ou Pelágica
· É encontrada em todos os ecossistemas aquáticos
· Comunidades características: 
· 
· Plâncton
· Nécton
Comunidades Pelágicas
· Plânctons: Organismos flutuantes que se deixa transportar pelas correntes. Dividem-se em fitoplâncton (algas unicelulares) e zooplâncton (pequenos animais) 
Fitoplancton
· Organismos fotossintéticos (unicelulares ou coloniais) que habitam os oceanos e as mais diversas águas continentais (responsáveis por mais de 45% da produção primária líquida da Terra) 
· Algas
· Constituem parte do fitoplancton (ou encontram-se presas ao substrato).
· Tem grande importância como produtores primários de matéria orgânica.
· Coloniais ou unicelulares 
· Reproduzem-se vegetativamente ou desenvolvem células reprodutoras especiais.
· Parede celular composta por sílica, proteína, lipídeos, celulose
· Apresentam grande variedade de tamanho e forma. 
· Podem movimentar-se por meio de flagelos (ou por deslizamento). 
· Algas perifíticas – crescem sobre um substrato (diatomáceas, cianofíceas e clorofíceas). 
· Fatores que interferem no processo de sucessão e na dominância das algas: 
· Mecanismos hidrodinâmicos. 
· Circulação vertical. 
· Alimentação seletiva dos herbívoros. 
· Concentração de nutrientes (vertical e horizontal). 
· Cianobactérias
· Bactérias conhecidas também como “algas azuis” por apresentarem ficocianina que é um pigmento azul. 
· O que a diferencia de uma bactéria “convencional” é o fato de realizarem fotossíntese.
· São responsáveis pela existência da atmosfera terrestre
Protozoários
· Encontrados em praticamente todos os sistemas aquáticos. 
· Muitas espécies são cosmopolitas (facilidade de dispersão – formas de resistência). 
· Paramecium – pode ser encontrado em águas temporárias e pequenas poças. 
· Vorticela – filtradora de partículas (comum em águas com alta concentração de matéria orgânica e detritos em suspensão). 
· Classificação – feita com base à forma de locomoção.
· 
· Flagelados (Euglena) 
· Ciliados (Paramecium) 
· Amebóides (Globigerina) 
· Esporozoários (Plasmodium) 
Poríferos
· Esponjas de água doce ocorrem em rios, lagos e represas. 
· São indicadoras ambientais importantes: 
· Ocupam ambientes de inundação temporária. 
· Substratos profundos de rios da região amazônica. 
· Lagos de águas doces (ou salobras). 
· Família Spongillidae – 170 espécies.
Cnidários
· Filo primariamente marinho, possui alguns representantes de água doce (Classe Hydrozoa). 
· 30 a 45 espécies de água doce. 
· Craspedacusta sowerbii (não presente na Antártida) 
· Limnocnida (África) 
Platelmintos
· 
· Cestodes 
· Trematodes 
· Monogenea 
· Turbelaria 
Rotíferos
· 1800 espécies. 
· Presentes em lagos e represas de baixo tempo de retenção. 
· Podem ser sésseis. 
· Alimentam-se por meio de uma coroa de cílios (também utilizada para locomoção). 
· Algumas espécies são predadoras
Decápodes
· Dominam águas tropicais na América do Sul e Central, Europa e sudeste da Ásia. 
· Camarões e caranguejos – importância econômica e ecológica. 
· 
· Parastacidae 
· Aeglidae 
Crustáceos
· Organismos bentônicos ou planctônicos. 
· Possuem grande importância na estrutura e função de lagos, rios, represas, estuários e águas oceânicas. 
· Possuem exoesqueleto com quitina (pode ser enriquecido com carbonato de cálcio). 
· Classificação feita a partir das características e do desenho do exoesqueleto (bem como do número de segmentos e apêndices). 
Insetos Aquáticos
· Encontrados em grande abundância. 
· Chegam a sobreviver em águas com grande velocidade (possuem características morfológicas para tanto). 
· A maioria dos adultos é constituída de formas aéreas de vida curta. 
· Família Belostomaticea – predadores vorazes (capturam pequenos peixes). 
Comunidades Pelágicas
· Néctons: Organismos que vivem em plena água, que são capazes de se deslocar ativamente contra as correntes (peixes, tartarugas,...). 
Região Profunda
· Caracterizada pela ausência de organismos fotossintéticos
· Dependente da produção de Biomassa da região litorânea e limnética 
· Comunidade característica é a Bentônica
Comunidade Bentônica
· Organismos que vivem fixos no fundo, sobre outros organismos ou dentro do lodo do fundo (vermes). 
Cadeias Alimentares
· Caminho seguido pela energia no ecossistema;
· Desde os vegetais fotossintetizantes até os diversos organismos que deles se alimentam.
Produtividade Primária
· Pela fotossíntese:
· Os produtores elaboram compostos orgânicos( PRODUTIVIDADE BRUTA);
· Pela respiração:
· Os produtores consomem energia para automanutenção;
· Uma parte é utilizável pelos consumidores:
· PRODUTIVIDADE PRIMÁRIA LÍQUIDA (PPL).Bioma
· Conjunto de vida (vegetal e animal) definida pelo agrupamento de tipos de vegetação contíguos e identificáveis em escala regional, com condições geoclimáticas similares e história compartilhada de mudanças, resultando em uma diversidade biológica própria (IBGE).
Diferenças básicas entre: Ecossistemas Terrestres e Aquáticos
· Fator limitante:
· No terrestre, muitas vezes a água;
· Nos marinhos, a luz
· Variações de temperatura:
· Maiores no terrestre por causa do calor específico da água
· Distribuição e reciclagem de gases:
· No terrestre, rápida;
· Aquático: o oxigênio muitas vezes é fator limitante.
· Esqueletos:
· Aquáticos, menos rígidos;
· O empuxo do ar é bem inferior do que o da água
· Biomassa vegetal muito maior nos terrestres;
· Cadeia alimentar bem maior nos aquáticos.
Ciclos Biogeoquímicos
· Vem de Biogeoquímica: 
· Ciência que estuda a troca ou circulação de matéria entre os componentes vivos e físico-químicos da biosfera (ODUM, 1971).
· Nutriente
· Elemento essencial para os produtores
Nutrientes
· 
· Macronutrientes:
· Participam em mais de 0,2% do peso orgânico seco (p.o.s.);
· C, H, O, N, P, K, S;
· Micronutrientes:
· Menos de 0,2% do p.o.s. 
· Al, B, Zn, Co, Cr
Carbono
· O reservatório é a atmosfera;
· O CO2 é o nutriente das plantas;
· Principal constituinte da matéria orgânica 49% do peso orgânico seco; 
Ciclo do Carbono
 
Fotossíntese e Respiração
6CO2 + 6H2O + Energia Solar C6H12O6 + 6O2
C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + Energia 
Nitrogênio
· Aumento da população;
· Revolução Industrial;
· Demanda crescente por alimentos;
· Fundamental na constituição de proteínas, aminoácidos, vitaminas, enzimas e hormônios;
· 78% da atmosfera;
· Grande envolvimento biológico no seu ciclo.
Ciclo do Nitrogênio
 
Nitrificação
· Nitrificação / Desnitrificação 
· Nitrificação: consumo de oxigênio;
· Desnitrificação: anaeróbica, forma N2;
· Eutrofização:
· NH4+ e NO3- estimulam crescimento de plantas;
· Poluição por Nitrato:
· Fonte: fertilizantes e nitrificação 
· Amônia tóxica
· Forma não ionizada NH3
Fósforo
· Compõe o material genético;
· Ossos e dentes;
· A litosfera é o principal reservatório;
· Aparece nos organismos em proporção muito superior aos outros elementos;
· Grande importância ecológica;
· Fator mais limitante à produtividade primária.
Ciclo do Fósforo
 
Água na Aquicultura
Peixes x Mamímeros x Aves
· Vertebrados aquáticos que não têm capacidade de regular sua temperatura corporal, ou seja, são pecilotérmicos. 
Aves
· Criação em tanques -> Controle de alguns fatores do meio (ex.: pH, turbidez, oxigenação)
· Nos mananciais (rios, barragens, etc) -> Fatores ambientais (luz, turbidez, temp.) variam conforme estações.
Atuação Profissional
· Criação em tanques -> Alimentação, controle de biomassa, monitorar ambiente, preparo de tanques, etc.
· Nos mananciais (rios, barragens, etc) -> Monitoramento de estoques, biologia de sp. de interesse, fiscalização. 
Atuação da Agência da Lagoa Mirim (A.L.M)
Água
· As principais características a serem estudadas são: 
· 
· Temperatura
· Transparência
· Oxigênio dissolvido
· pH
· Gás carbônico
· Dureza
· Condutividade elétrica
· Teores de fósforo, enxofre e nitrogênio.
Peixes – Efeito da Temperatura na Reprodução
· Influência na maturidade sexual: desenvolvimento das gônadas.
· Espécies de temp. baixas: truta e salmão
· Espécies de temp. “elevadas”: carpas, tucunaré
Efeito da Temperatura da Água no Desempenho de Jundiás (durante 33 dias)
	Variáveis
	20ºC
	23ºC
	26ºC
	O2
	7,05
	6,36
	5,64
	Comp. inic. (cm)
	13,7
	13,8
	14
	Comp final (cm)
	16,5
	18,2
	17,8
	Peso inic (g)
	24
	24,6
	24,5
	Peso final (g)
	54,7
	66
	63,2
	C.A.
	2,12b
	1,61a
	1,92ab
Temperatura
· Depende da quantidade de radiação incidente na água que será transformada em energia calorífica. 
· Ausência de movimento da água, pode causar estratificação térmica. 
· As diferenças térmicas fazem com que a densidade da água também seja diferente conforme a profundidade, bem como outros fatores como a concentração de gases (O2, CO2) e sais..
 Radiação 
 \\\\ 
Transparência
· A luz que incide sobre a água, parte é refletida e parte é absorvida.
· A parte do corpo d’água que recebe a luz pode variar de alguns centímetros até alguns metros, dependendo do grau de turbidez.
Grau de turbidez é influenciado por fatores bióticos e abióticos >> Para tanques a transparência deve estar entre 25 e 75 cm de profundidade
Como medir a transparência da água?
Oxigênio Dissolvido
· É o gás mais importante para os peixes. 
· Além da respiração, é consumido de diversas formas como, por exemplo, na decomposição da matéria orgânica.
[O2] dissolvido na água, varia durante o dia >> Fitoplâncton, plantas aquáticas, fotoperíodo, luminosidade, temp. e nutrientes
· A concentração de O2 dissolvido na água varia durante o dia devido aos processos físicos, químicos e biológicos. 
Potencial Hidrogênico
Gás Carbônico
· Altas concentrações de dióxido de carbono (CO2) ocorrem após grande mortalidade de fitoplâncton e desestratificação térmica.
Alcalinidade
· É a capacidade da água em neutralizar ácidos. Refere-se à concentração total de sais na água.
· São desejáveis valores de alcalinidade mínimo de 20mg/L, sendo que valores entre 200-300mg/L são os mais indicados. 
Dureza da Água
· Indica o teor de íons de cálcio e magnésio que estão combinados a carbonatos ou bicarbonatos, ou mesmo cloretos. 
	Determinando a Dureza da Água
	Faixa de Dureza
	Mole
	Média
	Dura
	Muito Dura
	Dureza total medida em ^mMd Íons-Álcal da Terra
	0-1,3
	1,4-2,5
	2,6-3,7
	>3,7
	Grau de dureza Alemão °d
	0-7
	8-14
	15-21
	>21
	Grau de dureza Inglês °e
	0-9
	10-18
	19-26
	>26
	Grau de dureza Francês °f
	0-13
	14-25
	26-37
	>37
Condutividade Elétrica
· É a medida direta da quantidade de íons na água (teor de sais na água).
· Os valores de condutividade desejáveis encontram-se entre 20 e 100 mS/cm. Em um ambiente estratificado o epilímnio apresenta altos valores de condutividade. 
Teor de Fósforo
· É de grande importância para o ambiente aquático pois armazena energia (ATP), faz parte da estrutura da membrana celular, é o fator limitante na produtividade primária (fitoplâncton). 
Teor de Enxofre
· Pode apresentar-se sob várias formas (íon, sulfato, íon sulfito, íon sulfeto, gás sulfídrico, enxofre molecular, associados a metais, etc).
· As formas mais comuns são o íon sulfato e o gás sulfídrico, sendo o primeiro a principal fonte de enxofre para os produtores primários. 
Teor de Nitrogênio
· O nitrogênio está presente no meio aquático de diferentes formas: 
· Constituinte de compostos orgânicos dissolvidos, 
· Nitratos e nitritos
· Nitrogênio amoniacal (amônia). => excreção dos peixes. 
· O nitrito, após absorvido pelos peixes, reage com a hemoglobina para formar a metaemoglobina, que não é efetiva no transporte de O2. 
Controle do Ambiente
· Pode ser feito através de:
· Dimensionamento adequado dos tanques;
· Controle da água de origem do tanque;
· Utilização de equipamentos de oxigenação ou agitação da água;
· Observação das características físicas da água como temperatura, turbidez, etc...;
· Análise das características químicas como pH, alcalinidade, concentração de amônia, etc; 
· Controle da densidade de peixes no sistema (biometria);
· Controle/ajuste da disponibilidade de alimento;
O ambiente ideal para os animais aquáticos depende de:
· Controle da água,
· Manutenção da alimentação,
· Ddisponibilidade de O2 e,
· Demais fatores que influenciam qualquer sistema de produção como: manejo, doenças e parasitas.