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RESPOSTAS FISIOLÓGICAS DE DUAS ESPÉCIES DE
ALGAS VERMELHAS CONTINENTAIS AO
EMPOBRECIMENTO DE FÓSFORO E NITROGÊNIO
INORGÂNICOS
ANNA ISABEL NASSAR BAUTISTA
Dissertação apresentada ao Instituto de
Biociências da Universidade Estadual
Paulista “Júlio de Mesquita Filho”.
Campus de Rio Claro, para a obtenção do
título de Mestre em Ciências Biológicas
(Área de concentração: Biologia Vegetal).
Rio Claro
Estado de São Paulo – Brasil
2008
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RESPOSTAS FISIOLÓGICAS DE DUAS ESPÉCIES DE
ALGAS VERMELHAS CONTINENTAIS AO
EMPOBRECIMENTO DE FÓSFORO E NITROGÊNIO
INORGÂNICOS
ANNA ISABEL
NASSAR BAUTISTA
Orientador: Prof. Dr. ORLANDO NECCHI JÚNIOR
Dissertação apresentada ao Instituto de
Biociências da Universidade Estadual
Paulista “Júlio de Mesquita Filho”.
Campus de Rio Claro, para a obtenção do
título de Mestre em Ciências Biológicas
(Área de concentração: Biologia Vegetal).
Rio Claro
Estado de São Paulo – Brasil
2008
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iii
Às minhas queridas avós, Izabel Nassar e
Izabel Bautista, que continuam a olhar por
mim, onde quer que estejam.
Saudade imensa!
iv
Aos pais:
“Vocês um dia sonharam comigo e
me amaram antes que eu existisse.
Vocês se alegraram com a minha
chegada ao mundo como alguém que
recebe um lindo presente, renunciando,
muitas vezes, aos seus sonhos para que os
meus se realizassem. Vocês, com seus
gestos de bondade e prontidão para
perdoar, são os exemplos de fé e esperança
que me dão força e coragem para vencer na
vida. Por isso, dedico-lhes esta conquista
com a minha profunda admiração e
respeito”.
v
“O mundo é produto da vontade. Então, o
homem será, antes de mais nada, o
resultado do seu próprio progresso”.
(Sartre)
vi
AGRADECIMENTOS
A Deus, por seu infinito amor e bondade dedicados em todos os momentos de
minha vida.
Ao Prof. Dr. Orlando Necchi Júnior, pela orientação, confiança e dedicação
desde a época de Estágio Básico, chegando a quase seis anos de trabalho conjunto.
Ao pessoal do Laboratório de Ficologia da UNESP, Universidade Estadual
Paulista, Campus de São José do Rio Preto, em especial ao Jeferson, Thiago Kusakariba
e Marcos Bernardino, pelo ensino e amparo em todas as horas.
À técnica Maria Helena Carabolante, pelas muitas horas, dias, meses e anos a
mim dedicados com tanto amor, paciência e disponibilidade.
À FAPESP, Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo, pelo
suporte financeiro (processo nº 05/03511-0), que permitiu o desenvolvimento deste
estudo, bem como meu aprimoramento profissional.
Ao Laboratório de Ecologia do Instituto de Botânica de São Paulo, em especial à
Ms. Fernanda Ferrari, à Dra. Carla Ferragut e à Dra. Denise C. Bicudo, pelo
acolhimento e atenção no período em que estive ao vosso lado.
Ao IBILCE, Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas de São José do
Rio Preto, responsável pela minha formação acadêmica e por franquear-me o uso
irrestrito das dependências institucionais, bem como vários de seus serviços.
Ao Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas, Área de Biologia
Vegetal, da Universidade Estadual Paulista, Campus de Rio Claro, na pessoa do seu
atual coordenador, Prof. Dr. Júlio Lombardi, e da Sra. Heloísa Aparecida S. Nicoletti,
supervisora e oficial administrativo da Secretaria de Pós-Graduação do Instituto de
Biociências, por toda a atenção dispensada durante o transcorrer deste mestrado.
À minha amada família, em especial, meu pai (Ariovaldo), minha mãe (Leila
Maria) e meu irmão (Rodrigo), pelo imenso amor, credibilidade, confiança e paciência e
por constituírem a base de meu crescimento pessoal e profissional.
Ao meu namorado, Douglas N. Petrocino, por ser tão presente em minha vida,
dividindo preocupações, sucessos, alegrias e tristezas.
Às minhas grandes Amigas Fernanda Egydio, Fernanda Savatin, Francieli,
Marcela, Mariane, Natália Ferreira, Patrícia e Poliana, e a tantos outros amigos, que
distantes ou não, fazem partem da minha vida, incentivando-me e apoiando-me em
todos os momentos.
A todos que, direta ou indiretamente, contribuíram não somente para a
realização deste trabalho, mas também para a formação da pessoa que sou hoje.
O meu muito obrigado!
vii
ÍNDICE
Página
Resumo ....................................................................................................................... 1
Abstract ....................................................................................................................... 2
1. Introdução ............................................................................................................... 3
2. Material e Métodos ................................................................................................. 8
3. Resultados ............................................................................................................... 16
3.1. Fotossíntese líquida pela técnica de oxigênio .......................................... 16
3.2. Fotossíntese por fluorescência da clorofila .............................................. 16
3.2.1. Parâmetros fotossintéticos ........................................................ 16
3.2.2. Curvas de Fotossíntese-Irradiância (FI) .................................... 18
3.3. Crescimento ............................................................................................. 20
3.4. Conteúdo de pigmentos ........................................................................... 21
3.5. Composição química da biomassa (nitrogênio e fósforo) ....................... 23
4. Discussão ............................................................................................................... 53
5. Conclusão geral ..................................................................................................... 61
6. Literatura citada ..................................................................................................... 64
1
RESUMO
Estudos sobre efeitos da manipulação de nutrientes inorgânicos (especialmente
nitrogênio e fósforo) em macroalgas continentais são escassos, especialmente com
espécies de regiões tropicais. Foram analisadas as respostas fisiológicas (crescimento,
fotossíntese e conteúdo de pigmentos) ao empobrecimento de nitrogênio e fósforo
inorgânicos (nas formas de nitrato e fosfato, respectivamente) em condições de cultura
de duas populações de Compsopogon coeruleus (denominadas isolados 79 e 58) e em
duas populações de Batrachospermum delicatulum (isolados 43 e 111), provenientes de
ambientes com distintos níveis de saprobidade e trofia. O objetivo central foi avaliar as
respostas das espécies (diminuição ou aumento na resposta fisiológica) conforme
decréscimo nas concentrações de nitrogênio e fósforo inorgânicos. Três diluições na
concentração original de nitrogênio e fósforo do Meio Básico de Bold foram
empregadas: Bold (Controle), -10xN (0,21mM), -25xN(0,09mM), -50xN(0,04mM), -
10xP(0,11mM), -25xP(0,04mM) e -50xP(0,02mM). Nos tratamentos com nitrogênio, o
isolado 79 de C. coeruleus respondeu com diminuição mais acentuada da performance
geral em relação ao isolado 58, isto é, menores valores de rendimento quântico efetivo
(RQE) e das concentrações das ficobilinas em todas as diluições de nitrogênio. A
degradação de ficobilinas é uma resposta típica e amplamente descrita de Rhodophyta
sob escassez de nitrogênio. O isolado 43 de B. delicatulum reduziu a síntese de clorofila
com o decréscimo de nitrogênio no meio, enquanto que no isolado 111 o conteúdo de
ficobilinas aumentou, sugerindo que estas populações possuem estratégias distintas de
respostas da concentração de pigmentos em relação ao nitrogênio. Para os experimentos
com fósforo, o isolado 58 respondeu com uma diminuição mais acentuada da
performance geral em comparação ao isolado 79: menores valores de fotossíntese
máxima (F
máx
) e eficiência fotossintética (α), além de menor concentração das
ficobilinas em todas as diluições de fósforo. Ambas populações de B. delicatulum
responderam com aumento característico de sua performance somente no tratamento
com fósforo, indicando que sua distribuição na Natureza pode estar mais ligada à
distribuição de fósforo do que à de nitrogênio, o que representa um aprimoramento
importante para seu uso futuro como bioindicadora em ecossistemas aquáticos
continentais tropicais. C. coeruleus apresentou melhor performance em maiores
concentrações de nutrientes, o que corrobora registros anteriores de bom indicador de
ambientes enriquecidos. No entanto, as duas populações mostraram-se distintas no
modo que utilizam esse recurso sugerindo, portanto, uma provável diferença fenotípica
entre elas.
Palavras-chave: fisiologia, fotossíntese, nutrientes, pigmentos, Rhodophyta.
Abreviações: α - eficiência fotossintética; F
máx
- fotossíntese máxima; I
k
– parâmetro
de saturação; β - parâmetro de fotoinibição; RQE – rendimento quântico efetivo; FI –
fotossíntese-irradiância; ETR – taxa de transportes de elétrons.
2
ABSTRACT
Studies on the effects of inorganic nutrients manipulation (specially nitrogen and
phosphorus) in freshwater macroalgae are scarce. Physiological responses (growth,
photosynthesis and pigment contents) to nitrogen and phosphorus impoverishment
(nitrate and phosphate, respectively) were analyzed under culture conditions in two
populations of Compsopogon coeruleus (designated isolates 79 and 58), and of
Batrachospermum delicatulum (isolates 43 and 111), coming from environments with
distinct levels of saprobity and trophy. The essential aim was to evaluate the species’
responses (decrease or increase in physiological performance) to decrease in inorganic
nitrogen and phosphorus concentrations. Three dilutions in original concentration of
nitrogen and phosphorus of Bold Basic Medium were tested: Bold (Control), -10xN
(0,21mM), -25xN(0,09mM), -50xN(0,04mM), -10xP(0,11mM), -25xP(0,04mM) e -
50xP(0,02mM). For the nitrogen treatments, the isolate 79 of C. coeruleus responded
with a more pronounced decrease in general performance in comparison to isolate 58,
that is, lower values of effective quantum yield (EQY) and of phycobiliprotein
concentrations in all nitrogen dilutions. Phycobiliprotein degradation is a typical and
widely reported response of red algae under nitrogen scarcity. Isolate 43 of B.
delicatulum reduced the chlorophyll synthesis according to nitrogen decrease in the
medium, whereas in isolate 111 the phycobiliprotein content increased, suggesting that
these populations have distinct strategies of pigment concentration responses to nitrogen
impoverishment. For the phosphorus experiments, the isolate 58 responded with a more
pronounced decrease in general performance in comparison to isolate 79: lower values
of maximum photosynthetic rate (P
máx
) and photosynthetic efficiency (α), besides lower
phycobiliprotein concentrations in all phosphorus dilutions. Both populations of B.
delicatulum responded with characteristic increases of performances only to phosphorus
treatments, indicating that their distribution in Nature seems to be more associated to
phosphorus than nitrogen concentrations, which might be a significant improving in
their future use as bioindicator in tropical freshwater ecosystems. C. coeruleus showed a
better performance at higher nutrient concentrations, confirming previous records as a
good bioindicator of enriched environments. Nevertheless, the two populations
presented different in the mode that they use this resource, thus suggesting a possible
phenotypic difference between them.
Key-words: physiology, photosynthesis, nutrients, pigments, Rhodophyta.
Abbreviations: α - photosynthetic efficiency; P
max
-maximum photosynthetic rate; I
k
-
saturation parameter; β - photoinhibition parameter; EQY – Effective Quantum Yield;
PI – photosynthesis-irradiance; ETR – electron transport rate.
3
1. INTRODUÇÃO
Os ecossistemas aquáticos têm sido expostos, no mundo moderno, a diferentes
tipos de distúrbios (como poluição) os quais levam a várias mudanças funcionais e
estruturais das comunidades (BRANCO; PEREIRA, 2002). Segundo PAL et al. (1992),
o despejo de substâncias orgânicas no ambiente, resultantes de atividades domésticas,
agrícolas e industriais, caracteriza a poluição orgânica. A entrada destas substâncias
pode inicialmente provocar a eutrofização, que contribui para um grande
desenvolvimento algáceo e este, por sua vez, pode causar transtornos dos mais variados
tipos como entupimento de canos, odor e sabor desagradáveis na água, problemas de
saúde através da liberação de substâncias nocivas ao homem, além da depreciação
visual do corpo d’água. De acordo com DE VRIES et al. (1985), as descargas de
nutrientes, como fósforo e nitrogênio, nos canais de água da maioria das áreas usadas
para agricultura, provocam, inclusive, o crescimento intenso de macrófitas e algas
epifíticas nestes locais.
Nutrientes inorgânicos, principalmente nas formas de nitrato e fosfato, são os
dois mais importantes nutrientes que afetam a dinâmica de população dos ecossistemas
dulciaqüícolas (CARPENTER et al
., 1998).
Estudos sobre a limitação de nitrogênio e fósforo para macroalgas continentais
são escassos. Em ambientes marinhos, o nitrogênio é freqüentemente considerado o
principal nutriente limitante (CODISPOTI, 1989), enquanto que em águas continentais,
fósforo é considerado o menos abundante e mais comum nutriente limitante (WETZEL,
1983). É provável que a limitação de nutriente varie, ainda, espacialmente e
temporalmente (FALKOWSKI et al., 1998).
A limitação de nutriente ocorre quando o suprimento do nutriente limitante é
reduzido, mas não eliminado. Um decréscimo no fornecimento do nutriente pode iniciar
uma cascata de eventos, incluindo (i) redução do conteúdo elementar de nutriente na
célula, levando à (ii) diminuição de captura de luz e da fixação de dióxido de carbono,
seguido por uma (iii) diminuição da síntese proteica e da redução do potencial de
crescimento, levando às (iv) reduções nas quotas das proteínas e pigmentos
fotossintéticos, e finalmente (v) uma nova taxa de crescimento estável (GEIDER et al.,
1998).
4
A síntese protéica pode ser regulada pelo fornecimento de nitrogênio, via
disponibilidade de aminoácido, ou pelo fornecimento de fósforo, via controle de
transcrição de ATP e GTP (ROBERTS, 1997), ou por limitação de energia (GEIDER et
al., 1998). Dessa forma, uma limitação na disponibilidade desses nutrientes pode levar a
uma redução do processo fotoquímico e, conseqüentemente, alterações na eficiência
fotossintética, na taxa de transporte de elétrons e no rendimento quântico da alga.
Dentre os pigmentos fotossintetizantes nitrogenados, a ficoeritrina é a mais
amplamente degradada em condições de limitação de nitrogênio, sendo por isso
considerada como a principal componente de reserva de nitrogênio na divisão
Rhodophyta (LAPOINTE, 1981; BIRD et al., 1982; LAPOINTE; DUKE, 1984;
DAWES; KOCK, 1990). A ficocianina parece não possuir esse papel, uma vez que a
sua concentração é pouco alterada como resposta à limitação desse nutriente
(VERGARA; NIELL, 1993).
A compreensão do estado da qualidade ecológica de ecossistemas
aquáticos e as mudanças produzidas pela ocupação humana são os primeiros passos em
direção ao estabelecimento de um eficiente sistema de manejo de água, o qual é
essencial para a preservação do ecossistema (TURNER et al., 2003; MURRELL;
LORES, 2004). Nesse contexto, os estudos da disponibilidade de nutrientes, tais como
nitrogênio e fósforo, em relação aos organismos fotossintetizantes aquáticos, em
especial macroalgas continentais, tornam-se imprescindíveis para a formulação de um
eficiente sistema de biomonitoramento.
Alguns métodos têm sido usados para monitorar a qualidade de águas
continentais incluindo aqueles que empregam algas, briófitas, plantas superiores,
macroinvertebrados e peixes (WHITTON; KELLY, 1995). Os indicadores biológicos
são melhores que variáveis químicas e físicas isoladas, porque observações biológicas
medem efeitos (STEIN; DENISON, 1967), enquanto aquelas medem condições, sendo
insuficientes para avaliar o impacto cumulativo do despejo na biosfera (PARIKH et al.,
2006). Um importante argumento em favor do biomonitoramento é que organismos têm
uma resposta integrada ao seu ambiente e, portanto, registram melhor as flutuações na
qualidade da água, as quais podem ser perdidas em análises químicas intermitentes
(COX, 1991).
5
Respostas obtidas a partir do monitoramento biológico podem fornecer
informações sobre quando e onde os estudos das fontes potenciais de poluição devem
ser mais intensificados (LOWE; PAN, 1996). No entanto, sistemas de bioindicadores de
poluição baseados em animais são limitados, dado que a sua maioria pode se
movimentar e mudar-se de local (FJERDINGSTAD, 1971). O mesmo ocorre com
fitoplâncton que comumente é deslocado pela correnteza. O uso de macroalgas de
ambientes lóticos tem sido largamente utilizado em países da Europa como
bioindicadores no monitoramento de rios (WHITTON et al., 1996, PRYGIEL et al.,
1999), mas ainda pouco no Brasil (NECCHI et al., 1994; BRANCO; PEREIRA, 2002).
Macroalgas têm sido utilizadas como indicadores da qualidade da água em
numerosos estudos, pois não somente possuem uma relevância biológica intrínseca para
a avaliação da qualidade da água, mas também têm resolução temporal
consideravelmente maior do que somente análises de amostras de água (HORROCKS et
al.,1995; FONG et al.,1998; DENNISON; ABAL, 1999). As macroalgas oferecem
algumas vantagens em relação a outros organismos pelas seguintes características
(McCORMICK; CAIRNS, 1994; NECCHI et al., 1994): são observáveis a olho nu e
algumas vezes identificáveis no local; constituem um grupo ecologicamente importante
em ecossistemas aquáticos; são sensíveis a mudanças no ambiente; e finalmente
apresentam respostas relativamente rápidas às mudanças ambientais. Além disso,
análises utilizando-se algas são ferramentas valiosas para monitorar a eutrofização de
ambientes aquáticos, podendo ser empregadas na identificação de nutrientes limitantes
ao crescimento algáceo e/ou para quantificar a resposta biológica às mudanças nas
concentrações destes nutrientes (MILLER et al., 1974; MALONEY; MILLER, 1975;
BIGGS, 1989; McCORMICK; CAIRNS, 1994; NECCHI et al.,1994; KELLY;
HITTON, 1998; BRANCO; PEREIRA, 2002).
Distúrbios (i.e. eventos que causam uma mudança catastrófica de biomassa) e
oferta de recursos (i.e. a disponibilidade de nutrientes e/ou luz para o crescimento) são
consideradas variáveis fundamentais para o controle de grupos de plantas em ambientes
terrestres (GRIME, 1979), o que tem levado ao desenvolvimento de uma ampla teoria
de estratégias de histórico de vida e competição nas plantas (BIGGS et al., 1998). A
base para isto tem sido o reconhecimento de dois principais grupos de plantas, pioneiras
e clímax (CLEMENTS, 1916), o que reflete diferentes modelos de desenvolvimento da
6
comunidade ao longo de um gradiente de tempo desde o último grande distúrbio. O
modelo teórico para explicar tal quadro baseia-se nas estratégias de seleção r/k de
MACARTHUR; WILSON (1967) que sugeriram que diferentes características são
favorecidas ao longo de um contínuo de pressões associadas a diferentes níveis de
poluição.
As estratégias de seleção r/k são talvez muito amplas se forem levadas em conta
as possíveis respostas de combinações diferentes de distúrbio e oferta de recursos.
Assim, GRIME (1977, 1979) sugeriu que k pode ser dividido em dois grupos, o que
resultou no reconhecimento de três principais estrategistas (‘C’, ‘S’ e ‘R’). Estrategistas
C caracterizam-se por possuírem características que possibilitem a dominância em
hábitats estáveis enriquecidos, o que inclui a habilidade para formar uma estrutura
elevada que excede os táxons que colonizam as camadas basais. Assim, competem mais
efetivamente por nutrientes e luz, além de adaptações fisiológicas para utilizar altas
concentrações de nutrientes inorgânicos, dentre outros. Neste grupo estão incluídas
espécies de macroalgas como Cladophora glomerata, Rhizoclonium sp. e Compsopogon
coeruleus, entre outras (BIGGS et al., 1998). Os estrategistas S possuem características
que possibilitam a dominância em hábitats estáveis, não enriquecidos, tais como alta
estatura, capacidade de fixação de nitrogênio e/ou habilidade de utilizar moléculas
orgânicas como fonte de nutriente (i.e. heterotrofia), dentre outros. Este grupo inclui as
macroalgas Audouinella hermannii, Batrachospermum spp. e Calothrix spp. (BIGGS et
al., 1998). Estrategistas R incluem aqueles que são dominantes em hábitats perturbados
(independentemente da oferta de recursos), caracterizando-se por altas taxas de
produção de propágulos (esporos e/ou células viáveis), crescimento rápido e em altas
taxas e alta resistência aos distúrbios (BIGGS et al., 1998).
Considerando-se a grande carência de estudos auto-ecológicos com espécies de
macroalgas associados à poluição orgânica em ecossistemas lóticos tropicais, e no
Brasil em particular, este estudo destaca-se pelos seguintes aspectos relevantes: gerar
informações para o melhor entendimento das respostas de algumas espécies
potencialmente importantes em estudos de biomonitoramento; estas informações
geradas, poderão, em última análise, servir de base para selecionar espécies apropriadas
para o biomonitoramento de ambientes lóticos, e juntamente com outras espécies de
7
macroalgas ou de grupos animais ou vegetais, comporem um sistema de bioindicadores
para regiões tropicais.
Duas hipóteses puderam ser testadas: 1) comparando-se as duas espécies, espera-
se que C. coeruleus, característica de ambientes eutróficos, responda ao
empobrecimento de nitrogênio e fósforo inorgânicos com uma diminuição geral da
performance; resposta inversa é esperada para B. delicatulum, por ser uma espécie típica
de ambientes oligotróficos; 2) comparando-se cada população da mesma espécie,
proveniente de ambientes com distintos níveis de trofia e saprobia
(oligotrófico/oligossapróbico, eutrófico/oligossapróbico, eutrófico/mesossapróbico),
espera-se que cada uma responda aos padrões gerais da hipótese anterior, mas em graus
distintos, ou seja, as populações de ambientes oligotróficos-eutróficos/oligossapróbicos
responderão com diminuição menos acentuada da performance geral para C. coeruleus
e aumento mais pronunciado para B. delicatulum; situação inversa seria esperada para
as populações do ambiente eutrófico/mesossapróbico.
O objetivo geral foi analisar as respostas fisiológicas (crescimento, fotossíntese e
concentração de pigmentos) ao empobrecimento de nutrientes inorgânicos (nitrogênio e
fósforo) de duas rodófitas com estratégias ecológicas distintas (B. delicatulum –
estrategista S e C. coeruleus – estrategista C) provenientes de ambientes com distintos
níveis de saprobidade e trofia. Os seguintes objetivos específicos foram: 1) comparar as
respostas fisiológicas das duas espécies, considerando suas distintas estratégias
ecológicas; 2) comparar as respostas fisiológicas das populações de cada espécie
provenientes de ambientes com distintos níveis de saprobidade e trofia; 3) avaliar o grau
das respostas da espécie ou população conforme decréscimo nas concentrações de
nitrogênio e/ou fósforo inorgânicos; 4) determinar os atributos favoráveis ou contrários
das duas espécies para compor um sistema de bioindicadores para ecossistemas
aquáticos continentais tropicais.
8
2. MATERIAL E MÉTODOS
Foram coletadas e isoladas em cultura duas populações de Batrachospermum
delicatulum (Skuja) Necchi et Entwisle, e duas de Compsopogon coeruleus (Balbis)
Montagne, de três pontos de amostragem com diferentes níveis tróficos/sapróbicos
(Tabela 1). Estão disponíveis no banco de banco de cultura do Laboratório de Ficologia,
Deparamento de Zoologia e Botânica da UNESP, Campus de São José do Rio Preto
(Tabela 2).
Os experimentos fisiológicos (crescimento, fotossíntese e concentração de
pigmentos) de diferentes espécies/populações de Compsopogon coeruleus e
Batrachospermum delicatulum foram modelados de maneira a reduzir os efeitos de
qualquer variável ambiental, exceto as concentrações de nitrogênio e fósforo
inorgânicos no meio de cultura, procurando comparar as diferenças fisiológicas das
duas espécies e as diferenças da mesma espécie proveniente de ambientes com distintos
níveis de trofia e saprobia.
Três diluições na concentração original de nitrogênio e fósforo do Meio Básico
de Bold (WATANABE, 2005) (Tabela 3) foram empregadas para as duas populações de
Compsopogon coeruleus e para as duas de B. Delicatulum: Bold (Controle), -10xN
(0,21mM), -25xN(0,09mM), -50xN(0,04mM), -10xP(0,11mM), -25xP(0,04mM) e -
50xP(0,02mM). A terminologia utilizada para indicar as diferentes concentrações foi,
respectivamente: Controle, -10N, -25N, -50N, -10P, -25P, -50P. A forma de nitrogênio
inorgânico diluído do meio de cultura em diferentes concentrações é o NaNO
3
,
enquanto que o fósforo apresenta-se sob as formas de K
2
HPO
4
e KH
2
PO
4
. Não foi
testada concentração acima daquela do Meio Básico de Bold, pois situa-se próxima ou
acima da encontrada nos pontos de amostragem eutróficos. Oito réplicas
correspondentes a indivíduos distintos de cada uma das linhagens foram utilizadas para
cada um dos sete tratamentos, totalizando 56 frascos (tubos de cultura) com 30mL de
meio. A massa fresca inicial foi padronizada (5,0 ± 0,5mg) assim como o tempo do
experimento (28 dias) de modo a evitar a forte limitação de nutrientes nas condições de
maior diluição. Este período foi avaliado em testes preliminares, controlando-se o
tempo do experimento (7, 14, 21 e 28 dias) e considerado o mais apropriado para avaliar
as distintas respostas fisiológicas das duas espécies.
9
Das oito réplicas utilizadas por tratamento, três foram congeladas imediatamente
após a pesagem para posterior análise da composição química da biomassa algácea
(nitrogênio e fósforo).
Os experimentos foram conduzidos a uma temperatura constante (20 ± 0,3ºC)
numa incubadora Revco RI 12-555 com duas lâmpadas fluorescentes (Osram 15 W)
com irradiância de 65 ± 5 µmol m
-2
s
-1
. Ambas (temperatura e irradiância) foram
consideradas favoráveis para o crescimento e concentração de pigmentos das duas
espécies em trabalho anterior (ZUCCHI; NECCHI, 2001).
Para avaliar o efeito das diferentes concentrações de nitrato e fosfato sobre o
crescimento das plantas, segmentos das mesmas foram colocados para crescer a partir
do peso fresco inicial. A taxa de crescimento relativo foi calculada pela fórmula (KAIN,
1987): R (%dia
-1
) = 100 (ln Pf – ln Pi)t-1, onde Pi = peso fresco inicial, Pf = peso fresco
final, t = tempo (dias). Para obtenção do peso fresco, foi feita rápida secagem do
excesso de água com papel absorvente e pesagem em balança analítica (resolução de ±
0,1 mg).
A avaliação dos parâmetros fotossintéticos foi feita por duas técnicas: oxigênio
dissolvido e fluorescência “in vivo” da clorofila.
As taxas de fotossíntese líquida das populações das duas espécies foram
determinadas através de incubações em laboratório por meio da técnica de oxigênio
dissolvido com frascos claros e escuros (LITTLER; ARNOLD, 1985; THOMAS, 1988)
utilizando Meio Básico de Bold. As concentrações de oxigênio dissolvido (OD) no
início e final das incubações foram medidas com uso do oxímetro Yellow Springs, mod
5000, provido de sonda com auto-agitação. Foram utilizados cinco frascos claros para
cada tratamento. As concentrações de OD iniciais e finais foram medidas
separadamente em cada frasco. Os cálculos foram feitos com aplicação das seguintes
fórmulas (LITTLER; ARNOLD, 1985):
Fotossíntese líquida (FL) = (( FC - FCI ) / T ) / P, onde:
FC = concentração de OD nos frascos claros após a incubação (mg L
-1
) x
volume do frasco em litros (neste caso 0,110L);
FCI = concentração de OD nos frascos claros antes da incubação (mg L
-1
) x
volume do frasco em litros (neste caso, 0,110L);
T = tempo em horas (neste caso, 0,75h).
10
P = peso fresco da alga, em gramas.
As incubações foram realizadas em estufas incubadoras refrigeradas (“shakers”)
Marconi, modelo MA 830/A, equipadas com plataforma de frascos com agitação orbital
e controle eletrônico de temperatura, nas mesmas condições dos experimentos de
crescimento: temperatura de 20 ± 0,3ºC e irradiância de 65 ± 5 µmol m
-2
s
-1
. O peso
fresco da alga foi aquele obtido ao final do experimento (28 dias). Este foi medido antes
das incubações, através de rápida secagem do excesso de água com papel absorvente,
para evitar discrepância de biomassa das algas entre as réplicas.
A avaliação da fotossíntese das populações, através de fluorescência da clorofila,
foi feita com fluorômetro sub-aquático Walz, modelo Diving-PAM após a técnica do
oxigênio dissolvido.
As medições dos parâmetros fotossintéticos pela técnica de fluorescência da
clorofila foram feitas a partir das cinco réplicas de cada tratamento. Foram construídas
curvas rápidas de luz (WHITE; CRITCHLEY, 1999) em nove níveis crescentes de
irradiância (0, 2, 32, 60, 172, 217, 405, 495 e 689 µmol m
-2
s
-1
). O tempo de exposição
em cada nível de luz foi de 15 s,
cada um separado por um flash de saturação de 0,8s
(~6.000 µmol m
-2
s
-1
).
As plantas foram posicionadas diretamente sobre a extremidade do cabo de fibra
óptica do fluorômetro, com uso do acessório “magnet sample holder”.
Os parâmetros fotossintéticos analisados estão especificados abaixo. Os cálculos
e a terminologia seguem SCHREIBER et al. (1994) e VAN KOOTEN; SNELL (1990),
respectivamente.
1) Rendimento quântico efetivo (“effective quantum yield”) – RQE = ∆F/F
m’
,
onde:
∆F = F
m’
- F
t
F
m’
= fluorescência máxima de uma planta iluminada;
F
t
= fluorescência transitória.
Este parâmetro indica a eficiência fotoquímica (eficiência de captura de energia)
dos centros de reação abertos do fotossistema II de uma planta iluminada.
2) Taxa de transporte de elétrons (“electron transport rate”) – ETR = ∆F/F
m’
x
irradiância x coeficiente de absorção (segundo KROMKAMP et al., 1998), onde:
∆F/F
m’
, conforme especificado acima;
11
Irradiância em µmol m
-2
s
-1
;
Coeficiente de absorção de luz da alga: 0,65 para C. coeruleus e 0,80 para B.
delicatulum. Os valores deste coeficiente foram estimados cobrindo-se o sensor
quântico com um plástico preto contendo um orifício circular de 0,5 cm de diâmetro.
Mediu-se a irradiância sem a presença da alga (100%) e com a alga colocada sobre este
orifício sob lâmpada fluorescente (Osram 15 W). Calculou-se-se média de 10 medições.
ETR representa a taxa de transporte de elétrons do fotossistema II para o
fotossistema I; apresenta tipicamente uma relação direta (linear) com a taxa de fixação
de CO
2
ou de liberação de O
2
em condições saturantes de CO
2
e baixa concentração de
O
2
.
Os valores de ETR foram computados no nível de luz coincidente com o pico na
curva de luz (ETR
máx
), que geralmente ocorreu em 172 µmol m
-2
s
-1
nestas espécies.
As curvas de Fotossíntese-Irradiância foram geradas com base na ETR e os
respectivos parâmetros foram calculados pela equação de PLATT et al. (1980):
eficiência fotossintética (αETR), taxa de fotossíntese máxima (Fmáx = ETR
máx
),
fotoinibição (βETR) e parâmetro de saturação (I
k
). Os valores de αETR foram
determinados por uma ajuste linear usando os três primeiros pontos da ETR versus a
curva de irradiância (CONDE-ÁLVAREZ et al., 2002).
Após as medições das taxas fotossintéticas e de crescimento, as amostras foram
congeladas para a determinação do conteúdo de pigmentos (clorofila a e
ficobiliproteínas). Ficobiliproteínas (ficocianina, ficoeritrina e aloficocianina) foram
extraídas após maceração em nitrogênio líquido em tampão fosfato a 0,1 mol.L
-1
(pH
6,8) e quantificadas de acordo com a técnica espectrofotométrica de BEER; ESHEL
(1985), com uso de espectrofotômetro Micronal B 342-II (1nm de resolução). Clorofila
a foi extraída pela ressuspensão do precipitado resultante da extração de
ficobiliproteínas em 90% de acetona alcalina, e a determinação seguiu a técnica
espectrofotométrica (WETZEL; LIKENS, 1991). A extração de pigmentos e a leitura
foram realizadas sob luz difusa para evitar degradação.
A composição química da biomassa (nitrogênio e fósforo) das espécies seguiu o
método de ANDERSEN (1976) e POMPÊO; MOSCHINI-CARLOS (2003) modificado
para macroalga para fósforo, e para o nitrogênio o método de MicroKjeldahl descrito
em UMBREIT et al. (1964) modificado para macroalga. Os dados foram normalizados
12
para massa seca livre de cinzas e expressos em termos de porcentagem de concentração
da massa orgânica da alga, conforme BIGGS (1995).
Resultados anteriores (NECCHI; ZUCCHI, 2001; ZUCCHI; NECCHI, 2001; e
dados não publicados) mostraram que todas as variáveis apresentam curvas de variação
normal e atendem às premissas para aplicação de testes estatísticos paramétricos. Para
testar a ocorrência de diferenças significativas nas taxas de fotossíntese, crescimento e
conteúdo de pigmento os dados foram submetidos à Análise de Variância (ANOVA –
unifatorial) e teste de comparação múltipla “a posteriori” de Tukey. O fator testado foi
os diferentes tratamentos de nitrogênio e fósforo. Estes testes foram executados através
do software MiniTab, versão 6. Para a confecção dos gráficos foi utilizado o software
Microcal Origin, versão 5.0.
13
Tabela 1. Características da água dos pontos de amostragem onde foram coletadas as
amostras das populações estudadas (16.ix.2004 a 07.x.2004).
Localidades
Variáveis da água
Cachoeira de São
Roberto,
Compsopogon
coeruleus
(Isolado nº 58)
Engenheiro Schmidt,
Rio Preto,
Compsopogon
coeruleus
(Isolado nº 79)
Batrachospermum
delicatulum
(Isolado nº111)
Córrego Talhadinho,
Batrachospermum
delicatulum
(Isolado nº43)
Nitrogênio total
(µgL
-1
)
9.500
7.900
1.700
Amônio (NH
4
+
)
(µgL
-1
)
1.140
1.790
81
Nitrato (NO
3
-
)
(µgL
-1
)
5.800
-
700
Fósforo total
(µg.L
-1
)
1.100
-
60
Ortofosfato (PO
4
3-
)
(µg.L
-1
)
350
230
50
DQO
(mg.L
-1
)
28,1
43,8
29,3
Temperatura
(ºC)
22,7
23,5
22,2
Oxigênio dissolvido
(mg.L
-1
)
(saturação %)
3,64
41,7
1,5
17,5
4,52
51,3
Condutividade
(µScm
-1
)
56
62
47
Trofia/Saprobia
(Sladecek 1974,
modificado por
Mourthé 2000)
Eutrófico/
oligossapróbico
Eutrófico/
mesossapróbico
Oligotrófico/
oligossapróbico
14
Tabela 2. Localização, dados de coleta/isolamento e condições de manutenção em
cultura das espécies de Rhodophyta continentais a serem utilizadas nos experimentos.
Localização e datas de coleta
(C) e isolamento (I)
Temperatura
(ºC)
Irradiância
(µmol m
–2
s
–1
)
Espécie
Brasil: Estado de São Paulo, Pontes
Gestal, Cachoeira de São Roberto,
Rio Preto,
20°11S, 49°41W–
27.vi.1997 (C), 1.vii.1997 (I)
20 ± 1 65 ± 10
Compsopogon
coeruleus
(Isolado nº 58)
Brasil: Estado de São Paulo, São
José do Rio Preto, Engenheiro
Schmidt, Rio Preto, 20º52’S,
49º19’W- 13.x.1998 (C), 14.x.1998
(I) – C. coeruleus
16.ix.2004 (C, I) – B. delicatulum
20 ± 1 65 ± 10
Compsopogon
coeruleus
(Isolado nº 79)
Batrachospermum
delicatulum
(Isolado nº111)
Brasil: Estado de São Paulo, São
José do Rio Preto, Córrego
Talhadinho, 20º43’S, 49º13’W-
12.ix.1996 (C), 13.ix.1996 (I)
20 ± 1 65 ± 10
Batrachospermum
delicatulum
(Isolado nº 43)
15
Tabela 3. Composição do Meio Básico de Bold (segundo WATANABE, 2005).
Componentes Solução estoque
(g.L
-1
dH
2
O)
Quantidade
usada
Concentração
final
no meio (M)
Macronutrientes
NaNO
3
CaCL
2
.2H
2
O
MgSO
4
.7H
2
O
K
2
HPO
4
KH
2
PO
4
NaCl
25,00
2,50
7,50
7,50
17,50
2,50
10mL
10mL
10mL
10mL
10mL
10mL
2,94 x 10
-3
1,70 x 10
-4
3,04 x 10
-4
4,31 x 10
-4
1,29 x 10
-3
4,28 x 10
-4
Solução EDTA alcalina
EDTA
KOH
50,00
31,00
1mL
1,71 x 10
-4
5,53 x 10
-4
Solução Ferro acidificada
FeSO
4
.7H
2
O
H
2
SO
4
4,98
1mL
1,79 x 10
-5
Solução de Boro
H
3
BO
3
11,42
1mL
1,85 x 10
-4
Solução de metais
ZnSO
4
.7H
2
O
MnCl
2
. 4H
2
O
MoO
3
CuSO
4
. 5H
2
O
Co(NO
3
)
2
. 6H
2
O
8,82
1,44
0,71
1,57
0,49
1mL
3,07 x 10
-5
7,28 x 10
-6
4,93 x 10
-6
6,29 x 10
-6
1,68 x 10
-6
16
3. RESULTADOS
3.1. Fotossíntese líquida pela técnica de oxigênio
Foi observado que a taxa fotossintética de Compsopogon coeruleus (isolado 79)
mostrou uma tendência de aumento nos dois primeiros tratamentos (-10N, -25N),
seguida de uma queda brusca na fotossíntese (-50N) com valores significativamente
diferentes dos demais tratamentos (F = 8,85, P < 0,05) (Figura 1A). Os tratamentos com
fósforo apresentaram tendência crescente com a diminuição na concentração, contudo
os valores não diferiram significativamente (F = 2,66, P > 0,05) (Figura 2A). Em C.
coeruleus (isolado 58), a resposta fotossintética tendeu ao aumento conforme a redução
da concentração de nitrogênio inorgânico, porém, os valores não se mostraram
significativamente diferentes (F = 2,18, P > 0,05) (Figura 1B). Resposta semelhante foi
observada no experimento com fósforo, no entanto, diferenças significativas foram
verificadas entre o Controle e os tratamentos (F = 17,26, P < 0,001) (Figura 2B).
Batrachospermum delicatulum (isolado 43) mostrou tendência crescente da
fotossíntese líquida nos tratamentos -10N e -25N, seguida por queda da taxa
fotossintética em -50N, com valores significativamente diferentes dos tratamentos (F =
4,61, P < 0,05), mas não do Controle (Figura 1C). As taxas de fotossíntese nos
tratamentos com fósforo também foram maiores que o Controle, com exceção do
tratamento -10P, com valores significativamente diferentes somente para -10P (F =
9,73, P < 0,05) (Figura 2C). Os valores de fotossíntese líquida para B. delicatulum
(isolado 111), tanto para os experimentos com nitrogênio quanto para fósforo, não
mostraram tendência de aumento/diminuição entre os tratamentos (F = 2,39, P > 0,05
para nitrogênio e F = 2,36, P > 0,05 para fósforo) (Figuras 1D e 2D).
3.2. Fotossíntese por fluorescência da clorofila
3.2.1. Parâmetros fotossintéticos
Os valores de ETR para C. coeruleus (79) e C. coeruleus (58) mostraram
tendência de menor desempenho tanto para os tratamentos com nitrogênio (Figuras 3A-
17
B) quanto para fósforo (Figuras 4A-B), quando comparados com Controle, conforme
decréscimo nas concentrações desses nutrientes. Valores significativos foram
encontrados somente em -50N em relação aos demais tratamentos e Controle (para
isolado 79, F = 8,10, P < 0,05; para isolado 58, F = 9,45, P < 0,05) (Figuras 3A-B).
Todos os tratamentos com fósforo diferiram significativamente do Controle (para
isolado 79, F = 10,39, P < 0,05; para isolado 58, F = 5,78, P < 0,05) (Figuras 4A-B).
Para B. delicatulum (43) houve uma tendência de diminuição dos valores de
ETR conforme a redução da concentração de nitrogênio, sem diferença significativa
entre os valores (F = 3,41, P > 0,05) (Figura 3C). Para o experimento com fósforo não
se observou tendência nítida para os valores de ETR (F = 0,88, P > 0,05) (Figura 4C).
Em B. delicatulum (111) não houve tendência de aumento/diminuição no tratamento
com nitrogênio inorgânico (F = 2,73, P > 0,05) (Figura 3D). Para fósforo inorgânico,
valor significativamente maior foi encontrado em –50P em relação aos demais
tratamentos e Controle (F = 16,77, P < 0,05) (Figura 4D).
Em C. coeruleus (79) houve uma queda dos valores de RQE mediante a redução
das concentrações de nitrogênio, porém diferenças significativas só foram encontrados
em -50N em relação ao Controle e –10N (F = 9,46, P < 0,05) (Figura 5A). Para fósforo
inorgânico, não foi observada tendência de aumento/diminuição entre os tratamentos (F
= 2,80, P > 0,05) (Figura 6A). Os valores de RQE para C. coeruleus (58), tanto para os
experimentos com nitrogênio quanto para fósforo, não mostraram tendência de
aumento/diminuição entre os tratamentos (F = 0,72, P > 0,05 para nitrogênio e F = 3,15,
P > 0,05 para fósforo) (Figuras 5B e 6B).
Em B. delicatulum (43), os valores de RQE também não mostraram tendência de
aumento/diminuição em nenhum tratamento (Figuras 5C e 6C). No entanto, valores
significativamente menores foram observados em -10N e -25N em relação ao Controle
e -50N (F = 15,61, P < 0,001) (Figura 5C), enquanto que para os tratamentos com
fósforo não houve diferenças significativas (F = 2,38, P > 0,05) (Figura 6C). Em B.
delicatulum (111), os valores de RQE seguiram as mesmas tendências dos resultados de
ETR: para nitrogênio inorgânico, não houve aumento/diminuição dos valores conforme
redução na concentração desse nutriente (F = 0,74, P > 0,05) (Figura 5D), enquanto que
para fósforo inorgânico, valor significativamente maior foi encontrado em –50P em
relação aos demais tratamentos e Controle (F = 13,92, P < 0,05) (Figura 6D).
18
3.2.2. Curvas de Fotossíntese-Irradiância (FI)
Os valores de fotossíntese máxima (F
máx
), nos tratamentos com nitrogênio, para
as duas populações de C. coeruleus (79 e 58) mostraram uma tendência nítida de menor
desempenho (Figuras 7A-B, 9A-B) quando comparados com Controle, conforme
decréscimo nas concentrações desse nutriente. Valores significativos foram encontrados
em -50N em relação aos demais tratamentos e Controle (F = 8,07, P < 0,05 para isolado
79; F = 9,39, P < 0,05 para isolado 58) (Figuras 9A-B). Nos tratamentos com fósforo, as
duas populações de C. coeruleus (79 e 58) apresentaram maiores valores de F
máx
no
Controle (Figuras 8A-B), porém, para o isolado 79 houve uma tendência de aumento
dos valores F
máx
entre os tratamentos, com diferenças significativas entre -10P e -50P (F
= 6,81, P < 0,05) (Figura 10A). Os valores de F
máx
foram significativamente menores
em relação ao Controle para o isolado 58, com exceção de -50P (F = 5,48, P < 0,05)
(Figura 10B).
Para B. delicatulum (43) não houve uma tendência nítida de diminuição/aumento
dos valores de F
máx
conforme a redução da concentração de nitrogênio (Figura 7C e
9C), com diferenças significativas somente entre os tratamentos -10N e -25N (F = 5,46,
P < 0,05) (Figura 9C). Para o experimento com fósforo observou-se uma tendência de
aumento dos valores de F
máx
conforme diminuição na concentração de fósforo (Figuras
8C e 10C), com diferenças significativas entre Controle e -50P (F = 3,95, P < 0,05)
(Figura 10C). Para a outra população de B. delicatulum (111) os valores de F
máx
não
mostraram tendência de aumento/diminuição em nenhum tratamento (Figuras 7D, 8D,
9D e 10D). No entanto, enquanto os tratamentos com nitrogênio não mostraram
diferenças significativas (F = 2,26, P > 0,05) (Figura 9D), para os tratamentos com
fósforo foram observados valores significativamente menores em –10P e –25P em
relação ao Controle e –50P (F = 8,89, P < 0,001) (Figura 10D).
A eficiência fotossintética (α) seguiu basicamente as mesmas tendências da
fotossíntese máxima (F
máx
) em ambos os tratamentos para as populações de C.
coeruleus (7A-B, 11A-B, 12A-B).
Os valores de α para C. coeruleus (58 e 79) mostraram uma tendência nítida de
menor desempenho conforme decréscimo nas concentrações de nitrogênio (Figuras 7-B,
11A-B). Valores significativos foram encontrados em -50N em relação aos demais
19
tratamentos e Controle (F = 6,75, P < 0,05 para isolado 79; F = 7,75, P < 0,05 para
isolado 58) (Figuras 11A-B). Para os tratamentos com fósforo, C. coeruleus (58 e 79)
apresentaram maiores valores de α no Controle em relação aos demais tratamentos
(Figuras 8A e 8B). Em C. coeruleus (79) houve uma tendência de aumento dos valores
α
entre os tratamentos sem diferenças significativas. Essas diferenças só foram
encontradas entre Controle e -10P (F = 4,18, P < 0,05) (Figura 11A). Situação
semelhante foi observada para C. coeruleus (58): os valores de α dos tratamentos foram
significativamente menores em relação ao Controle, mas diferentemente do isolado 79,
não houve tendência de aumento entre os tratamentos (F = 7,82, P < 0,05) (Figura 11B).
Em B. delicatulum (43) houve uma queda nos valores de α em -25N e -50N
(Figura 7C e 11C), com diferenças significativas de -25N em relação ao Controle e -
10N (F = 6,37, P < 0,05) (Figura 9C). Para o experimento com fósforo, não houve uma
nítida tendência de aumento desses valores, apesar dos valores de α terem sido maiores
em -50P (Figura 8C), porém estes não foram significativamente diferentes em relação
aos demais tratamentos (F = 1,07, P > 0,05) (Figura 12C). Os valores de α para B.
delicatulum (111), tanto para os experimentos com nitrogênio quanto para fósforo, não
mostraram tendência de aumento/diminuição entre os tratamentos (F = 1,31, P > 0,05
para nitrogênio e F = 2,56, P > 0,05 para fósforo), apesar de um ligeiro aumento deste
parâmetro no tratamento –50P (Figuras 11D e 12D).
Os valores do parâmetro de fotoinibição (β) mostraram uma clara tendência de
aumento com menores concentrações de nitrogênio e fósforo para todas as
espécies/populações, exceto B. delicatulum (111) (Figuras 7A-D, 13A-D, 14A-D).
C. coeruleus (79) apresentou, para os tratamentos com nitrogênio, valores de β
significativamente maiores de -25N e -50N quando comparado ao Controle e -10N (F =
34,68, P < 0,001) (Figura 13A), enquanto que para fósforo, todos os tratamentos
apresentaram diferença significativa em relação ao Controle (F = 48,80, P < 0,001)
(Figura 14A).
Valores significativamente maiores de β para C. coeruleus (58) foram
encontrados em -50N em relação aos demais tratamentos e Controle (F = 14,51, P <
0,001) (Figura 13B). Para o tratamento com fósforo, foi encontrado basicamente o
mesmo padrão: valores de β com diferença significativa entre -50P e Controle (F =
10,31, P < 0,05) (Figura 14B).
20
Em B. delicatulum (43) houve um aumento nos valores de β em -25N e -50N
quando comparado a -10N e Controle (F = 30,59, P < 0,001) (Figura 13C). Para o
experimento com fósforo, o aumento dos valores de β foi significativa entre Controle e
os demais tratamentos (F = 169,11, P < 0,001) (Figura 14C). O isolado de B.
delicatulum (111), diferentemente do 43 e das populações de C. coeruleus, não
apresentou nenhuma tendência de aumento/diminuição entre os tratamentos de
nitrogênio inorgânico (F = 0,13, P > 0,05) (Figura 13D). Quanto ao experimento com
fósforo, B. delicatulum (111) mostrou uma tendência oposta às demais
espécies/populações, com valores significativamente menores em –50P em relação ao
Controle (F = 5,36, P < 0,05) (Figura 14D).
Para C. coeruleus (58 e 79) não houve tendência de aumento/diminuição do
parâmetro de saturação (I
k
) em nenhum dos tratamentos: para nitrogênio, F = 1,80, P >
0,05 para o isolado 79 e F = 2,70, P > 0,05 para o isolado 58 (Figuras 15A-B); para
fósforo, F = 2,00, P > 0,05 para o isolado 79 e F = 2,27, P > 0,05 para o isolado 58
(Figuras 16A-B).
Em B. delicatulum (43) houve uma ligeira tendência ao aumento de I
k
conforme
diminuição das concentrações de nitrogênio e fósforo. Para os tratamentos de
nitrogênio, valores significativamente maiores foram encontrados em -25N e -50N em
relação ao -10N e Controle (F = 9,18, P < 0,05) (Figura 15C), enquanto que para os de
fósforo os valores de I
k
do Controle foram significativamente menores quando
comparado aos demais tratamentos (F = 8,20, P < 0,05) (Figura 16C). Para o
experimento com nitrogênio, B. delicatulum (111) não apresentou nenhuma tendência
de aumento/diminuição dos valores de I
k
(F = 0,51, P > 0,05) (Figura 15D), enquanto
que para fósforo houve uma ligeira tendência de decréscimo dos valores de I
k
conforme
diminuição da concentração de fósforo inorgânico, no entanto, os valores não diferiram
significativamente (F = 2,09, P > 0,05) (Figura 16D).
3.3. Crescimento
C. coeruleus (79) não mostrou tendência de aumento/diminuição da taxa relativa
de crescimento em nenhum tratamento (Figuras 17A e 18A). Para o experimento com
nitrogênio, não houve diferenças significativas entre os tratamentos (F = 0,08, P > 0,05)
21
(Figura 17A), ao passo que para o experimento com fósforo, valor significativamente
maior foi encontrado em -10P em relação ao Controle e -25P (F = 4,91, P < 0,05)
(Figura 18A). Em C. coeruleus (58) também não houve tendência evidente de
aumento/diminuição da taxa relativa de crescimento em ambos tratamentos. Para
nitrogênio, foi observado um leve aumento na taxa de crescimento em –50N, porém não
houve diferenças significativas em relação aos demais tratamentos e Controle (F = 2,90,
P > 0,05) (Figura 17B). No experimento com fósforo, foram encontrados valores
significativamente maiores em –10P e –25P em relação ao Controle e –50P (F = 13,43,
P < 0,001) (Figura 18B).
Em B. delicatulum (43) foi verificada uma tendência de diminuição da taxa de
crescimento entre os tratamentos com nitrogênio, porém não houve diferenças
significativas devido aos altos desvios padrões (F = 0,87, P > 0,05) (Figura 17C). No
experimento com fósforo, ocorreu uma pequena tendência de aumento da taxa de
crescimento em relação à redução da concentração de fósforo entre os tratamentos deste
nutriente, entretanto, sem diferenças significativas devido aos altos desvios padrões (F =
1,14, P > 0,05) (Figura 18C). B. delicatulum (111) apresentou resultados similares em
ambos tratamentos com crescimentos menores entre os tratamentos em relação ao
Controle, porém, sem diferenças significativas (F = 0,66, P > 0,05 para nitrogênio e F =
2,04, P > 0,05 para fósforo) (Figuras 17D e 18D).
3.4. Conteúdo de pigmentos
Para C. coeruleus (79) não foi observada uma tendência nítida de diminuição do
conteúdo de clorofila a conforme decréscimo nas concentrações de nitrogênio, não
havendo valores significativamente diferentes (F = 0,60, P > 0,623) (Figura 19A),
apesar dos conteúdos de clorofila a entre os tratamentos de nitrogênio inorgânico terem
sido menores que o Controle. Em contrapartida, para os tratamentos com fósforo,
observou-se uma nítida tendência à diminuição de clorofila a conforme redução da
concentração deste, com diferenças significativas entre -50P em relação ao Controle e -
25P (F = 10,45, P <0,05) (Figura 20A).
Em C. coeruleus (58) não houve uma tendência nítida de aumento/diminuição
do conteúdo de clorofila a entre os tratamentos com nitrogênio (F = 0,43, P > 0,05)
(Figura 19B). Para fósforo, apesar dos conteúdos de clorofila a entre os tratamentos
22
terem sido menores que o Controle, foi observada uma ligeira tendência de aumento do
pigmento entre os tratamentos, no entanto, os valores não diferiram significativamente
(F = 1,48, P > 0,05) (Figuras 20B).
Em B. delicatulum (43) houve diminuição do conteúdo de clorofila a entre os
tratamentos com nitrogênio, embora nenhum tenha se mostrado diferente
significativamente do Controle, com diferenças significativas apenas entre -10N e -50N
(F = 5,53, P < 0,05) (Figura 19C). Para o tratamento com fósforo, observou-se
tendência inversa: aumento do conteúdo de clorofila a conforme diminuição da
concentração de fósforo, com valores significativamente diferentes entre os tratamentos
e destes para com o Controle, exceto -25P (F = 19,42, P < 0,001) (Figura 20C). Em B.
delicatulum (111) os conteúdos de clorofila a não mostraram tendência de
aumento/diminuição em nenhum tratamento (Figuras 19D e 20D). No entanto, nos
tratamentos com nitrogênio foram observados valores significativamente diferentes
entre Controle e –10N e entre –25N e –50N (F = 17,84, P < 0,05) (Figura 19D),
enquanto que os tratamentos de fósforo não mostraram diferenças significativas (F =
0,25, P > 0,05) (Figura 20D).
Todas as ficobilinas (ficocianina, ficoeritrina e aloficocianina) em C. coeruleus
(79) mostraram tendência à diminuição conforme decréscimo na concentração de
nitrogênio, com valores significativamente menores, na maioria das vezes, entre os
tratamentos em relação ao Controle (F = 4,51, P < 0,05 para ficocianina, F = 3,97, P <
0,05 para ficoeritrina e F = 8,12, P < 0,05 para aloficocianina) (Figuras 21A, 23A e
25A). No experimento com fósforo, a mesma tendência foi observada para todas as
ficobilinas: embora os conteúdos dos pigmentos tenham sido menores nos tratamentos -
10P e -50P em relação ao Controle, não houve diferenças significativas. Além disso,
para todas ficobilinas, o conteúdo pigmentar foi maior em -25P, não apresentando
também diferenças significativas quando comparado ao Controle, mas diferente
significativamente em relação aos demais tratamentos (F = 5,03, P < 0,05 para
ficocianina, F = 4,54, P < 0,05 para ficoeritrina e F = 4,18, P < 0,05 para aloficocianina)
(Figuras 22A, 24A e 26A).
O conteúdo de ficobilinas (ficocianina, ficoeritrina e aloficocianina) em C.
coeruleus (58) não mostrou nenhuma tendência de aumento/diminuição no experimento
com nitrogênio, sem diferenças significativas entre os valores (F = 0,50, P > 0,05 para
23
ficocianina, F = 0,57, P > 0,05 para ficoeritrina e F = 0,99, P > 0,05 para aloficocianina)
(Figuras 21B, 23B e 25B). Contrapondo esse resultado, todas as ficobilinas, no
tratamento com fósforo, mostraram diminuição das suas concentrações, conforme
decréscimo na concentração deste nutriente , com valores significativamente diferentes
entre Controle e os tratamentos (F = 6,01, P < 0,05 para ficocianina, F = 6,95, P < 0,05
para ficoeritrina e F = 7,53, P < 0,05 para aloficocianina) (Figuras 22B, 24B e 26B).
O conteúdo de ficobilinas em B. delicatulum (43), em resposta à concentração de
nitrogênio, também não mostrou nenhuma indicação clara de aumento/diminuição
(Figuras 21C, 23C e 25C). Valores significativamente diferentes foram encontrados
apenas para aloficocianina entre -25N e -50N (F = 5,14, P < 0,05) (Figura 25C); os
resultados para os demais pigmentos foram: F = 3,05, P > 0,05 para ficocianina e F =
0,37, P > 0,05 para ficoeritrina. Também não se observou tendências ao
aumento/diminuição para os conteúdos de ficocianina e ficoeritrina no experimento com
fósforo. Valores mais baixos em -10P e -25P para ficocianina e ficoeritrina foram
encontrados, mas não diferiram significativamente (F = 2,68, P > 0,05 e F = 0,92, P >
0,05, respectivamente) (Figuras 22C e 24C). O conteúdo de aloficocianina para -50P foi
significativamente maior do que os demais tratamentos e Controle (F = 10,34, P <
0,001) (Figura 26C). Todas as ficobilinas (ficocianina, ficoeritrina e aloficocianina) em
B. delicatulum (111) mostraram tendência ao aumento conforme decréscimo na
concentração de nitrogênio, porém não foram observados valores significativamente
diferentes (F = 2,78, P > 0,05 para ficocianina, F = 1,97, P > 0,05 para ficoeritrina e F =
1,98, P > 0,05 para aloficocianina) (Figuras 21D, 23D e 25D). No experimento com
fósforo, não foi observada tendência de aumento/diminuição conforme decréscimo na
concentração deste nutriente, sem diferenças significativas entre os valores (F = 0,57, P
> 0,05 para ficocianina, F = 0,42, P > 0,05 para ficoeritrina e F = 0,20, P > 0,05 para
aloficocianina) (Figuras 22D, 24D e 26D).
3.5. Composição química da biomassa (nitrogênio e fósforo)
Foi observada uma ligeira tendência de aumento da composição química de
nitrogênio total na biomassa de C. coeruleus (79) conforme decréscimo nas
concentrações de nitrogênio inorgânico, no entanto, não houve diferenças significativas
24
(F = 0,23, P > 0,05) (Figura 27A). Para o experimento com fósforo, não houve
tendência de aumento/diminuição conforme decréscimo na concentração deste nutriente
e sem diferenças significativas entre os valores (F = 0,63, P > 0,05) (Figura 28A). Para
o experimento com nitrogênio inorgânico, C. coeruleus (58) mostrou uma tendência
mais nítida de aumento da composição química de nitrogênio total em sua biomassa
entre os tratamentos, porém, também não houve diferenças significativas (F = 2,13, P >
0,05) (Figura 27B). Tendência inversa foi observada para o experimento com fósforo,
cujos tratamentos apresentaram uma ligeira tendência à diminuição de nitrogênio total
na biomassa algácea conforme decréscimo das concentrações de fósforo inorgânico e
sem diferenças significativas (F = 0,63, P > 0,05) (Figura 28B).
Na biomassa de B. delicatulum (43) foi observada menor concentração de
nitrogênio total entre os tratamentos de nitrogênio inorgânico em relação ao Controle,
não apresentando uma tendência nítida de aumento/diminuição conforme decréscimo na
concentração deste nutriente e sem diferenças significativas entre os valores (F = 0,18,
P > 0,05) (Figura 27C). Para o experimento com fósforo, a biomassa do isolado 43
apresentou uma ligeira tendência de diminuição de nitrogênio total conforme
decréscimo nas contrações de fósforo inorgânico, porém, também não houve diferenças
significativas (F = 1,15, P > 0,05) (Figura 28C).
A quantificação da composição química de fósforo total na biomassa algácea das
populações de C. coeruleus esteve sempre abaixo do limite de detecção da técnica
utilizada. Em decorrências desses resultados negativos, esta análise não foi realizada
para as populações de B. delicatulum devido à escassez de biomassa.
25
Controle -10N -25N -50N
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
ab
b
b
a
mgO
2
g
-1
Peso fresco h
-1
C
Controle -10N -25N -50N
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
a
a
a
a
mgO
2
g
-1
Peso fresco h
-1
D
Controle -10N -25N -50N
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
a
a
a
a
mgO
2
g
-1
Peso fresco h
-1
Controle -10N -25N -50N
-1,0
-0,8
-0,6
-0,4
-0,2
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
b
a
a
a
mgO
2
g
-1
Peso fresco h
-1
B
A
Figura 1
: Performance fotossintética das espécies/populações testadas sob diferentes tratamentos de nitrogênio através da técnica de oxigênio
dissolvido. Letras diferentes indicam diferenças significativas pelo teste de Tukey. A: C. coeruleus (79); B: C. coeruleus (58); C:
B.
delicatulum (43); D: B. delicatulum (111). Barras indicam ± DP (A,B e C: N=5; D: N=3).
26
Controle -10P -25P -50P
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
a
a
a
a
mgO
2
g
-1
Peso fresco h
-1
A
Controle -10P -25P -50P
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
b
b
b
a
mgO
2
-1
Peso fresco h
-1
B
Controle -10P -25P -50P
0
2
4
6
8
10
12
b
b
a
ab
mgO
2
g
-1
Peso fresco h
-1
C
Controle -10P -25P -50P
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
a
a
a
a
mgO
2
g
-1
Peso fresco h
-1
D
Figura 2
: Performance fotossintética das espécies/populações testadas sob diferentes tratamentos de fósforo através da técnica de oxigênio
dissolvido. Letras diferentes indicam diferenças significativas pelo teste de Tukey. A: C. coeruleus (79); B: C. coeruleus (58); C:
B.
delicatulum (43); D: B. delicatulum (111). Barras indicam ± DP (A,B e C: N=5; D: N=3).
27
Controle -10N -25N -50N
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
b
a
a
a
∆
F/F
m
' x irradiância x 0,65
A
Controle -10N -25N -50N
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
b
a
a
a
∆
F/F
m
' x irradiância x 0,65
B
Controle -10N -25N -50N
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
a
a
a
a
∆F/F
m
' x irradiância x 0,80
C
Controle -10N -25N -50N
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
a
a
a
a
∆F/F
m
´ x irradiância x 0,80
D
Figura 3
:
Taxa de transporte de elétrons (ETR) das espécies/populações testadas sob diferentes tratamentos de nitrogênio. Letras diferentes
indicam diferenças significativas pelo
teste de Tukey
.
A: C. coeruleus (79); B: C. coeruleus (58); C: B. delicatulum (43); D: B. delicatulum
(111). Barras indicam ± DP (A,B e C: N=5; D: N=3).
28
Controle -10P -25P -50P
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
b
b
b
a
∆
F/F
m
' x irradiância x 0,65
Controle -10P -25P -50P
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
b
b
b
a
∆
F/F
m
' x irradiância x 0,65
A
B
Controle -10P -25P -50P
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
a
a
a
a
∆
F/F
m
' x irradiância x 0,80
C
Controle -10P -25P -50P
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
b
a
a
a
∆F/F
m
' x irradiânciax 0,80
D
Figura 4
:
Taxa de transporte de elétro
ns (ETR) das espécies/populações testadas sob diferentes tratamentos de fósforo. Letras diferentes indicam
diferenças significativas pelo
teste de Tukey
.
A: C. coeruleus (79); B: C. coeruleus (58); C: B. delicatulum (43); D: B. delicatulum
(111). Barras
indicam ± DP (A,B e C: N=5; D: N=3).
30
Controle -10N -25N -50N
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
ab
b
a
a
∆
F/F
m
'
Controle -10N -25N -50N
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
a
a
a
a
∆F/F
m
'
A
B
Controle -10N -25N -50N
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
ab
a
c
bc
∆F/F
m
'
C
Controle -10N -25N -50N
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
a
a
a
a
∆
F/F
m
'
D
Figura 5
: Rendimento quântico efetivo (RQE) das espécies/populações testadas sob diferent
es tratamentos de nitrogênio. Letras diferentes
indicam diferenças significativas pelo teste de Tukey. A: C. coeruleus (79); B: C. coeruleus (58); C: B. delicatulum (43); D:
B. delicatulum
(111). Barras indicam ± DP (A,B e C: N=5; D: N=3).
31
Controle -10P -25P -50P
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
a
a
a
a
∆F/F
m
'
Controle -10P -25P -50P
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
a
a
a
a
∆F/F
m
'
A
C
B
Controle -10P -25P -50P
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
a
a
a
a
∆F/F
m
'
Controle -10P -25P -50P
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
b
a
a
a
∆
F/F
m
'
D
Figura 6
: Rendimento quântico efetivo (RQE) das espécies/populações testadas sob diferentes tratamentos de fósforo. Letras diferentes
indicam diferenças significativas pelo teste de Tukey. A: C. coeruleus (79); B: C. coeruleus (58); C: B. delicatulum (43); D:
B. delicatulum
(111). Barras indicam ± DP (A,B e C: N=5; D: N=3).
32
0 100 200 300 400 500 600 700
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
ETR
Irradiância
0 100 200 300 400 500 600 700
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
ETR
Irradiância
0 100 200 300 400 500 600 700
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
Controle
-10N
-25N
-50N
ETR
Irradiância
B
A
C
D
0 100 200 300 400 500 600 700
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
ETR
Irradiância
Figura 7
: Curvas de Fotossíntese-Irradiância das espécies/populações testadas sob diferentes tratamentos de nitrogênio.
A:
C. coeruleus
(79); B: C. coeruleus (58); C: B. delicatulum (43)ç D: B. delicatulum (111). Barras indicam ± DP (A,B e C: N=5; D: N=3).
33
0 100 200 300 400 500 600 700
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
Controle
-10P
-25P
-50P
ETR
Irradiância
A
B
0 100 200 300 400 500 600 700
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
ETR
Irradiância
0 100 200 300 400 500 600 700
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
ETR
Irradiância
C
D
0 100 200 300 400 500 600 700
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
ETR
Irradiância
Figura 8
: Curvas de Fotossíntese-Irradiância das espécies/populações testadas sob diferentes tratamentos de fósforo.
A: C. coeruleus (79);
B: C. coeruleus (58); C: B. delicatulum (43)ç D: B. delicatulum (111). Barras indicam ± DP (A,B e C: N=5; D: N=3).
34
Controle -10N -25N -50N
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
b
a
a
a
ETR
máx
Controle -10N -25N -50N
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
b
a
a
a
ETR
máx
A
B
C
Controle -10N -25N -50N
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
a
a
a
a
ETR
máx
Controle -10N -25N -50N
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
ab
b
a
ab
ETR
máx
D
Figura 9
: Fotossíntese máxima (F
máx
) das espécies/populações testadas sob diferentes tratamentos de nitrogênio. Letras diferentes indicam
diferenças significativas pelo teste de Tukey. A: C. coeruleus (79); B: C. coeruleus (58); C: B. delicatulum (43); D: B. delicatulum
(111).
Barras indicam ± DP (A,B e C: N=5; D: N=3).
35
Controle -10P -25P -50P
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
a
ab
b
a
ETR
máx
Controle -10P -25P -50P
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
ab
b
b
a
ETR
máx
Controle -10P -25P -50P
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
b
ab
ab
a
ETR
máx
A
B
C
Controle -10P -25P -50P
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
a
b
b
a
ETR
máx
D
Figura 10
: Fotossíntese máxima (F
máx
) das espécies/populações testadas sob diferentes tratamentos de fósforo.
Letras diferentes indicam
diferenças significativas pelo teste de Tukey. A: C. coeruleus (79); B: C. coeruleus (58); C: B. delicatulum (43); D: B. delicatulum
(111).
Barras indicam ± DP (A,B e C: N=5; D: N=3).
37
Controle -10N -25N -50N
0,00
0,01
0,02
0,03
0,04
0,05
0,06
0,07
0,08
b
a
a
a
αETR
Controle -10N -25N -50N
0,00
0,01
0,02
0,03
0,04
0,05
0,06
0,07
0,08
b
ab
a
a
α
ETR
A
B
C
D
Controle -10N -25N -50N
0,00
0,01
0,02
0,03
0,04
0,05
0,06
0,07
0,08
b
ab
a
a
α
ETR
Controle -10N -25N -50N
0,00
0,01
0,02
0,03
0,04
0,05
0,06
0,07
0,08
a
a
a
a
αETR
Figura 11
: Eficiência fotossintética (Alfa, α) das esp
écies/populações testadas sob diferentes tratamentos de nitrogênio. Letras diferentes
indicam diferenças significativas pelo teste de Tukey. A: C. coeruleus (79); B: C. coeruleus (58); C: B. delicatulum (43); D: B. delicatulum
(111). Barras indicam ± DP (A,B e C: N=5; D: N=3).
39
Controle -10P -25P -50P
0,00
0,01
0,02
0,03
0,04
0,05
0,06
0,07
0,08
ab
ab
b
a
αETR
Controle -10P -25P -50P
0,00
0,01
0,02
0,03
0,04
0,05
0,06
0,07
0,08
b
b
b
a
αETR
A
B
Controle -10P -25P -50P
0,00
0,01
0,02
0,03
0,04
0,05
0,06
0,07
0,08
a
a
a
a
α
ETR
Controle -10P -25P -50P
0,00
0,01
0,02
0,03
0,04
0,05
0,06
0,07
0,08
a
a
a
a
αETR
C
D
Figura 12
: Eficiência fotossintética (Alfa, α) das esp
écies/populações testadas sob diferentes tratamentos de fósforo. Letras diferentes
indicam diferenças significativas pelo teste de Tukey. A: C. coeruleus (79); B: C. coeruleus (58); C: B. delicatulum (43); D: B. delicatulum
(111). Barras indicam ± DP (A,B e C: N=5; D: N=3).
40
Controle -10N -25N -50N
-0,16
-0,14
-0,12
-0,10
-0,08
-0,06
-0,04
-0,02
0,00
c
b
a
a
βETR
Controle -10N -25N -50N
-0,16
-0,14
-0,12
-0,10
-0,08
-0,06
-0,04
-0,02
0,00
b
a
a
a
β
ETR
A
B
C
Controle -10N -25N -50N
-0,9
-0,8
-0,7
-0,6
-0,5
-0,4
-0,3
-0,2
-0,1
0,0
b
b
a
a
β
ETR
D
Controle -10N -25N -50N
-0,9
-0,8
-0,7
-0,6
-0,5
-0,4
-0,3
-0,2
-0,1
0,0
a
a
a
a
β
ETR
Figura 13
: Parâmetro de fotoinibição (Beta, β) das esp
écies/populações testadas sob diferentes tratamentos de nitrogênio. Letras diferentes
indicam diferenças significativas pelo teste de Tukey. A: C. coeruleus (79); B: C. coeruleus (58); C: B. delicatulum (43); D:
B. delicatulum
(111). Barras indicam ± DP (A,B e C: N=5; D: N=3).
41
Controle -10P -25P -50P
-0,24
-0,22
-0,20
-0,18
-0,16
-0,14
-0,12
-0,10
-0,08
-0,06
-0,04
-0,02
0,00
c
b
b
a
β
ETR
Controle -10P -25P -50P
-0,24
-0,22
-0,20
-0,18
-0,16
-0,14
-0,12
-0,10
-0,08
-0,06
-0,04
-0,02
0,00
b
ab
a
a
βETR
A
B
C
Controle -10P -25P -50P
-0,9
-0,8
-0,7
-0,6
-0,5
-0,4
-0,3
-0,2
-0,1
0,0
c
b
b
a
β
ETR
Controle -10P -25P -50P
-0,9
-0,8
-0,7
-0,6
-0,5
-0,4
-0,3
-0,2
-0,1
0,0
ab
ab
b
a
β
ETR
D
Figura 14
: Parâmetro de fotoinibição (Beta, β) das espécies/populações testadas sob difere
ntes tratamentos de fósforo. Letras diferentes
indicam diferenças significativas pelo teste de Tukey. A: C. coeruleus (79); B: C. coeruleus (58); C: B. delicatulum (43); D:
B. delicatulum
(111). Barras indicam ± DP (A,B e C: N=5; D: N=3).
42
Controle -10N -25N -50N
0
10
20
30
40
50
60
a
a
a
a
µmol m
-2
s
-1
Controle -10N -25N -50N
0
10
20
30
40
50
60
a
a
a
a
µmol m
-2
s
-1
A
B
C
D
Controle -10N -25N -50N
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
b
b
a
a
µmol m
-2
s
-1
Controle -10N -25N -50N
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
a
a
a
a
µmol m
-2
s
-1
Figura 15
: Parâmetro de saturação (I
k
) das espécies/populações testadas sob diferentes tratamentos de nitrogênio. Letras diferentes indicam
diferenças significativas pelo teste de Tukey. A: C. coeruleus (79); B: C. coeruleus (58); C: B. delicatulum (43); D: B. delicatulum
(111).
Barras indicam ± DP (A,B e C: N=5; D: N=3).
43
Controle -10P -25P -50P
0
10
20
30
40
50
60
a
a
a
a
µmol m
-2
s
-1
Controle -10P -25P -50P
0
10
20
30
40
50
60
a
a
a
a
µmol m
-2
s
-1
A
B
C
D
Controle -10P -25P -50P
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
b
b
b
a
µmol m
-2
s
-1
Controle 10P -25P -50P
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
a
a
a
a
µmol m
-2
s
-1
Figura 16
: Parâmetro de saturação (I
k
) das espécies/populações testadas sob diferentes tratamentos de fósforo. Letras diferentes indicam
diferenças significativas pelo teste de Tukey. A: C. coeruleus (79); B: C. coeruleus (58); C: B. delicatulum (43); D: B. delicatulum
(111).
Barras indicam ± DP (A,B e C: N=5; D: N=3).
44
Figura 17
: Taxa de crescimento relativo (% dia
-
1
) das espécies/populações testadas sob diferentes tratamentos de nitrogênio.
Letras diferentes indicam diferenças significativas pelo teste de Tukey . A: C. coeruleus (79); B: C. coeruleus (58); C:
B.
delicatulum (43); D: B. delicatulum (111). Barras indicam ± DP (A,B e C: N=5; D: N=3
).
Controle -10N -25N -50N
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
2,0
2,2
a
a
a
a
% dia
-1
Controle -10N -25N -50N
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
a
a
a
a
% dia
-1
Controle -10N -25N -50N
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
2,0
a
a
a
a
% dia
-1
B
C
A
Controle -10N -25N -50N
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
a
a
a
a
% dia
-1
D
41
46
Controle -10P -25P -50P
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
ab
a
b
a
% dia
-1
Controle -10P -25P -50P
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
b
b
aa
% dia
-1
A
B
C
D
Controle -10P -25P -50P
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
a
a
a
a
% dia
-1
Controle -10P -25P -50P
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
a
a
a
a
% dia
-1
Figura 18: Taxa de crescimento relativo (% dia
-
1
) das espécies/populações testadas sob diferentes tratamentos de fósforo. Letras
diferentes
indicam diferenças significativas pelo teste de Tukey . A: C. coeruleus (79); B: C. coeruleus (58); C: B. delicatulum (43); D:
B. delicatulum
(111). Barras indicam ± DP (A,B e C: N=5; D: N=3).
47
Controle -10N -25N -50N
0,00
0,02
0,04
0,06
0,08
0,10
0,12
0,14
0,16
a
a
a
a
µ
g de clorofila a mg
-1
peso fresco
Controle -10N -25N -50N
0,00
0,02
0,04
0,06
0,08
0,10
0,12
0,14
0,16
a
a
a
a
µg de clorofila a mg
-1
peso fresco
A
B
C
D
Controle -10N -25N -50N
0,00
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
b
b
ab
a
a
µ
g de clorofila a mg
-1
peso fresco
Controle -10N -25N -50N
0,00
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
ac
b
c
ab
µg de clorofila a mg
-1
peso fresco
Figura 19
: Conteúdo de clorofila a
das espécies/populações testadas sob diferentes tratamentos de nitrogênio. Letras diferentes indicam
diferenças significativas pelo teste de Tukey. A: C. coeruleus (79); B: C. coeruleus (58); C: B. delicatulum (43) ; D: B. delicatulum
(111).
Barras indicam ± DP (A,B e C: N=5; D: N=3).
49
Controle -10P -25P -50P
0,00
0,02
0,04
0,06
0,08
0,10
0,12
c
ab
bc
a
µ
g de clorofila a mg
-1
peso fresco
Controle -10P -25P -50P
0,00
0,02
0,04
0,06
0,08
0,10
0,12
0,14
0,16
a
a
a
a
µ
g de clorofila a mg
-1
peso fresco
B
A
C
D
Controle -10P -25P -50P
0,00
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
c
a
b
b
µg de clorofila a mg
-1
peso fresco
Controle -10P -25P -50P
0,00
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
a
a
a
a
µg de clorofila a mg
-1
peso fresco
Figura 20
: Conteúdo de clorofila a
das espécies/populações testadas sob diferentes tratamentos de fósforo. Letras diferentes indicam
diferenças significativas pelo teste de Tukey. A: C. coeruleus (79); B: C. coeruleus (58); C: B. delicatulum (43); D: B. delicatulum
(111).
Barras indicam ± DP (A,B e C: N=5; D: N=3).
50
Controle -10N -25N -50N
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
2,0
2,2
2,4
ab
b
b
a
µg de ficocianina mg
-1
peso fresco
Controle -10N -25N -50N
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
2,0
2,2
2,4
a
a
a
a
µ
g de ficocianina mg
-1
peso fresco
B
A
Controle -10N -25N -50N
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
a
a
a
a
µ
g de ficocianina mg
-1
peso fresco
Controle -10N -25N -50N
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
a
a
a
a
µ
g de ficocianina mg
-1
peso fresco
C
D
Figura 21: Conteúdo de ficocianina das esp
écies/populações testadas sob diferentes tratamentos de nitrogênio. Letras diferentes indicam
diferenças significativas pelo teste de Tukey. A: C. coeruleus (79); B: C. coeruleus (58); C: B. delicatulum (43); D: B. delicatulum
(111).
Barras indicam ± DP (A,B e C: N=5; D: N=3).
51
Controle -10P -25P -50P
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
a
b
a
ab
µg de ficocianina mg
-1
peso fresco
Controle -10P -25P -50P
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
b
b
b
a
µg de ficocianina mg
-1
peso fresco
A
B
C
D
Controle -10P -25P -50p
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
a
a
a
a
µ
g de ficocianina mg
-1
peso fresco
Controle -10P -25P -50P
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
a
a
a
a
µ
g de ficocianina mg
-1
peso fresco
Figura 22: Conteúdo de ficocianina das espécies/populações testadas sob diferentes tratamentos de fósf
oro. Letras diferentes indicam diferenças
significativas pelo teste de Tukey. A: C. coeruleus (79); B: C. coeruleus (58); C: B. delicatulum (43); D: B. delicatulum
(111). Barras indicam ±
DP (A,B e C: N=5; D: N=3).
52
Controle -10N -25N -50N
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
ab
b
ab
a
µg de ficoeritrina mg
-1
peso fresco
Controle -10N -25N -50N
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
a
a
a
a
µg de ficoeritrina mg
-1
peso fresco
B
A
C
D
Controle -10N -25N -50N
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
2,0
2,2
2,4
2,6
2,8
a
a
a
a
µg de ficoeritrina mg
-1
peso fresco
Controle -10N -25N -50N
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
2,0
2,2
2,4
2,6
2,8
a
a
a
a
µ
g de ficoeritrina mg
-1
peso fresco
Figura 23
: Conteúdo de ficoeritrina das espécies/populações testadas sob diferentes tratamentos de nitrogênio. Letras diferentes indicam
diferenças significativas pelo teste de Tukey. A: C. coeruleus (79); B: C. coeruleus (58); C: B. delicatulum (43); D: B. delicatulum
(111). Barras
indicam ± DP (A,B e C: N=5; D: N=3).
53
Controle -10P -25P -50P
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
b
a
ab
ab
µg de ficoeritrina mg
-1
peso fresco
Controle -10P -25P -50P
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
b
b
ab
a
µ
g de ficoeritrina mg
-1
peso fresco
A
B
C
D
Controle -10P -25P -50P
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
a
a
a
a
µ
g de ficoeritrina mg
-1
peso fresco
Controle -10P -25P -50P
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
a
a
a
a
µg de ficoeritrina mg
-1
peso fresco
Figura 24
: Conteúdo de ficoeritrina das espécies/populações testadas sob diferentes tratamentos de fósforo. Letras diferentes indicam
diferenças significativas pelo teste de Tukey. A: C. coeruleus (79); B: C. coeruleus (58); C: B. delicatulum (43); D: B. delicatulum
(111). Barras
indicam ± DP (A,B e C: N=5; D: N=3).
54
Controle -10N -25N -50N
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
b
ab
b
a
µ
g de aloficocianina mg
-1
peso fresco
Controle -10N -25N -50N
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
a
a
a
a
µ
g de aloficocianina mg
-1
peso fresco
Controle -10N -25N -50N
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
2,0
2,2
2,4
ab
a
b
ab
µg de aloficocianina mg
-1
peso fresco
Controle -10N -25N -50N
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
2,0
2,2
2,4
a
a
a
a
µg de aloficocianina mg
-1
peso fresco
B
A
C
D
Figura 25
: Conteúdo de alofico
cianina das espécies/populações testadas sob diferentes tratamentos de nitrogênio. Letras diferentes
indicam diferenças significativas pelo teste de Tukey. A: C. coeruleus (79); B: C. coeruleus (58); C: B. delicatulum (43); D:
B.
delicatulum (111). Barras indicam ± DP (A,B e C: N=5; D: N=3).
55
Controle -10P -25P -50P
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
a
b
ab
a
µg de aloficocianina mg
-1
peso fresco
Controle -10N -25N -50N
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
a
a
a
a
µg de aloficocianina mg
-1
peso fresco
A
B
C
D
Controle -10P -25P -50P
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
2,0
2,2
a
b
a
a
µ
g de aloficocianina mg
-1
peso fresco
Controle -10P -25P -50P
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
2,0
2,2
a
a
a
a
µg de aloficocianina mg
-1
peso fresco
Figura 26
: Conteúdo de aloficocianina das espécies/populações testadas sob diferentes tr
atamentos de fósforo. Letras diferentes indicam
diferenças significativas pelo teste de Tukey. A: C. coeruleus (79); B: C. coeruleus (58); C: B. delicatulum (43); D: B. delicatulum
(111).
Barras indicam ± DP (A,B e C: N=5; D: N=3).
51
Controle -10N -25N -50N
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
a
a
a
a
% N mg
-1
peso fresco
Controle -10N -25N -50N
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
aa
a
a
% N mg
-1
peso fresco
Controle -10N -25N -50N
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
a
a
a
a
% N mg
-1
peso fresco
A
B
C
Figura 27
: Composição de nitrogênio total na biomassa das
espécies/populações testadas sob diferentes tratamentos de nitrogênio. Letras
diferentes indicam diferenças significativas pelo teste de Tukey. A:
C.
coeruleus (79); B: C. coeruleus (58); C: B. delicatulum
(43). Barras indicam
± DP (N=3).
52
Controle -10P -25P -50P
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
a
a
a
a
% N mg
-1
peso fresco
Controle -10P -25P -50P
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
a
a
a
a
% N mg
-1
peso fresco
Controle -10P -25P -50P
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
%N mg
-1
peso fresco
A
B
C
Figura 28
: Composição de nitrogênio tot
al na biomassa das
espécies/populações testadas sob diferentes tratamentos de fósforo. Letras
diferentes indicam diferenças significativas pelo teste de Tukey. A:
C.
coeruleus (79); B: C. coeruleus (58); C: B. delicatulum
(43). Barras indicam
± DP (N=3).
53
4. DISCUSSÃO
As respostas fisiológicas de uma das populações de C. coeruleus (isolado 79), ao
empobrecimento de nitrogênio inorgânico, basicamente seguiram uma diminuição geral
de suas performances conforme decréscimo na concentração deste nutriente. A taxa de
transporte de elétrons (ETR), assim como o rendimento quântico efetivo (RQE),
fotossíntese máxima (F
máx
) e a eficiência fotossintética (α) desta espécie/população
apresentaram valores significativamente menores na menor concentração, evidenciando
assim uma redução na performance da alga quando da redução de nitrogênio inorgânico.
GEIDER et al. (1998) relataram que um decréscimo no fornecimento do nutriente pode
iniciar uma cascata de eventos, incluindo diminuição de captura de luz e da fixação de
dióxido de carbono dentre outros eventos.
A degradação de pigmentos fotossintetizantes é uma resposta típica de algas que
apresentam sintomas da escassez de nitrogênio e são amplamente descritos na literatura
para Rhodophyta (LAPOINTE, 1981; BIRD et al., 1982; LAPOINTE; DUKE, 1984;
VERGARA; NIELL, 1993; ANDRIA et al., 1999). C. coeruleus (79) apresentou
conteúdos significativamente menores de ficoeritrina, ficocianina e aloficocianina nos
tratamentos com diluição de nitrogênio inorgânico em relação ao Controle. De acordo
com vários trabalhos (LAPOINTE, 1981; BIRD et al., 1982; LAPOINTE; DUKE,
1984; DAWES; KOCK, 1990), dentre os pigmentos fotossintetizantes nitrogenados, a
ficoeritrina é a mais amplamente degradada sob limitação de nitrogênio, sendo por isso
considerada como a principal componente de reserva de nitrogênio na divisão
Rhodophyta. VERGARA; NIELL (1993) relataram que a ficocianina parece não possuir
esse papel, uma vez que tem sido descrito que sua concentração é pouco alterada como
resposta à limitação desse nutriente. No entanto, resultado contrário foi encontrado
neste trabalho, pois não somente a ficoeritrina, mas também a ficocianina e a
aloficocianina foram degradadas em condições de menores concentrações de nitrogênio.
Esse fato pode ser atribuído às diferenças encontradas em Rhodophyta de águas
marinhas e continentais: nas primeiras, há maiores concentrações de ficoeritrina quando
comparadas às demais ficobilinas (COSTA, 2005; MARTÍNEZ; RICO, 2002), o que se
reflete na coloração avermelhada. Em contraste, em algas vermelhas continentais, de
coloração geralmente azul-esverdeada, o teor de ficoeritrina tende a ser inferior ao de
ficocianina (BAUTISTA; NECCHI, 2007; ZUCCHI; NECCHI, 2001), sugerindo que
54
estas algas, na escassez de nitrogênio, podem utilizar não somente a ficoeritrina, mas
também a ficocianina e a aloficocianina.
A degradação dessas ficobiliproteínas pode ser elucidada por meio do arranjo
destas nos ficobilissomos (LEE, 1999). Nestes, as ficoeritrinas estão localizadas mais
externamente, seguidas das ficocianinas, e, mais internamente, das aloficocianinas
(LEE, 1999). Sendo assim, o primeiro pigmento a ser degradado é aquele localizado
mais externamente no ficobilissomo (ficoeritrina), seguido pela ficocianina e a
aloficocianina, indicando que os ficobilissomos podem ser importantes fontes de
nitrogênio interno (VERGARA; NIELL, 1993). Há ainda registros na literatura que
apontam a redução nas taxas de crescimento (DeBOER et al., 1978; BIRD et al., 1982;
LAPOINTE; DUKE, 1984; HWANG et al., 1987) como sintoma da escassez de
nitrogênio inorgânico, uma vez que mecanismos fisiológicos e bioquímicos, tais como
fotossistemas, enzimas, a própria absorção de nitrogênio pela alga, podem afetar o
crescimento e a capacidade fotossintética da alga (LAPOINTE; DUKE, 1984).
Entretanto, nenhuma tendência de diminuição das taxas de crescimento conforme
decréscimo da concentração de nitrogênio foi observada para C. coeruleus (79).
FALKOWSKI; OWENS (1980) também relataram que a deficiência de nitrogênio
causa, tipicamente, decréscimos nos pigmentos fotossintetizantes e na
atividade/conteúdo de Rubisco (ribulose bifosfato carboxilase/oxigenase) que
correspondem aos marcados declínios de α.
A porcentagem média de nitrogênio total no tecido deste isolado foi ligeiramente
maior entre os tratamentos com nitrogênio, o que indicaria que esta população teria
mecanismos de armazenar nitrogênio em ambiente com deficiências deste nutriente.
As respostas fisiológicas desta população de C. coeruleus, ao empobrecimento
de fósforo inorgânico, mostraram-se ligeiramente diferentes daquelas apresentadas para
nitrogênio inorgânico. O rendimento quântico efetivo (RQE), a fotossíntese máxima
(F
máx
) e a eficiência fotossintética (α) basicamente não responderam à diminuição
conforme decréscimo das concentrações de fósforo, enquanto que a taxa de transporte
de elétrons (ETR) apresentou valores significativamente menores em todos os
tratamentos quando comparados ao Controle. A disponibilidade de fosfato tem sido
apontada como fator importante na regulação da atividade do ciclo de Calvin devido a
um efeito direto do fosfato sobre a atividade específica da Rubisco (BROOKS, 1986;
55
ANWARRUZAMAN et al., 1995) ou devido à interdependência das etapas clara e
escura via ATP/ADP (SHARKEY, 1990). ROBERTS (1997) relatou que a síntese
protéica pode ser regulada pelo fornecimento de fósforo, via controle de transcrição de
ATP e GTP. Dessa forma, uma limitação na disponibilidade desse nutriente pode levar a
uma redução do processo fotoquímico, e, conseqüentemente, alterações na taxa de
transporte de elétrons, o que explica os menores valores de ETR encontrados nesta
população de C. coeruleus.
Diferentemente dos resultados para os tratamentos com nitrogênio, não houve
nenhuma tendência de aumento ou diminuição de ficoeritrina, ficocianina e/ou
aloficocianina nos experimentos com fósforo, corroborando outros estudos
(LAPOINTE, 1981; BIRD et al., 1982; LAPOINTE; DUKE, 1984; VERGARA;
NIELL, 1993; ANDRIA et al., 1999) de que a escassez de nitrogênio é a grande
responsável pela degradação desses pigmentos.
Na outra população de C. coeruleus (isolado 58), as respostas fisiológicas ao
empobrecimento de nitrogênio inorgânico, basicamente seguiram o mesmo padrão
evidenciado na outra população de diminuição geral de suas performances conforme
decréscimo na concentração deste nutriente. A taxa de transporte de elétrons (ETR), a
fotossíntese máxima (F
máx
) e a eficiência fotossintética (α) desta espécie/população
também apresentaram valores significativamente menores no tratamento com menor
concentração de nitrogênio. No entanto, o rendimento quântico efetivo (RQE), assim
como todos os pigmentos fotossintetizantes não apresentaram nenhuma tendência de
diminuição de seus valores conforme decréscimo nas concentrações de nitrogênio.
Esses resultados sugerem que o isolado 58, apesar dos indícios de escassez deste
nutriente por meio dos valores dos parâmetros fotossintéticos, não chega a apresentar a
degradação de pigmentos fotossintetizantes que é uma resposta típica de algas que
apresentam sintomas da escassez de nitrogênio e são amplamente descritos na literatura
para Rhodophyta (LAPOINTE, 1981; BIRD et al., 1982; LAPOINTE; DUKE, 1984;
VERGARA; NIELL, 1993; ANDRIA et al., 1999).
Nos tratamentos com fósforo inorgânico, as respostas fisiológicas desta
população de C. coeruleus também seguiram uma diminuição geral de suas
performances conforme decréscimo na concentração deste nutriente. A taxa de
transporte de elétrons (ETR), a eficiência fotossintética (
α) e a fotossíntese máxima
56
(F
máx
) apresentaram valores significativamente menores em -50P, enquanto que os
valores da eficiência fotossintética (α) foram significativamente menores em todos os
tratamentos. Esse declínio de α indicaria um comprometimento da atividade de Rubisco,
e, conseqüentemente, na regulação da atividade do ciclo de Calvin (BROOKS, 1986;
ANWARRUZAMAN et al., 1995). No entanto, os valores do rendimento quântico
efetivo (RQE) não apresentaram nenhuma tendência à diminuição com decréscimo nas
concentrações de fósforo. Além disso, a taxa de fotossíntese líquida entre os tratamentos
mostrou-se significativamente maior entre os tratamentos em relação ao Controle. Esses
resultados sugerem que as reações de carboxilação da fotossíntese (etapa escura) foram
mais comprometidas que a etapa clara da fotossíntese (oxidação fotoquímica da água a
oxigênio) uma vez que a fotossíntese líquida apresentou maiores valores conforme
menor concentração de fósforo inorgânico.
Nos tratamentos com fósforo, todas as ficobilinas do isolado 58 apresentaram-se
com valores significativamente menores em relação ao Controle, diferentemente do
resultado apresentado para o isolado 79. Como explicado anteriormente, trabalhos
relatam que a degradação de ficobilinas, em especial ficoeritrina, é devido à escassez de
nitrogênio (LAPOINTE, 1981; BIRD et al., 1982; LAPOINTE; DUKE, 1984; DAWES;
KOCK, 1990). Essa afirmação foi corroborada pelos resultados de C. coeruleus (79),
mas não pode ser aplicada para C. coeruleus (58). Um estudo bioquímico, tal como
análise da ocorrência e atividade de fosfatase poderia auxiliar a elucidar as razões dessa
diferença.
A porcentagem média de nitrogênio total na biomassa deste isolado também foi
ligeiramente maior entre os tratamentos com nitrogênio, o que também indicaria que
esta população teria mecanismos de armazenar nitrogênio em ambiente com
deficiências deste nutriente, porém, diferentemente do isolado 79, esta população teve
uma tendência de queda de nitrogênio total em seu tecido entre os tratamentos com
diluição de fósforo inorgânico. Estes resultados indicam que o isolado 58 pode ter uma
interdependência fósforo-nitrogênio muito maior que a outra população da mesma
espécie, ou seja, uma vez que no meio há menor concentração de fósforo, esta
população parece não conseguir armazenar quantidades suficientes de nitrogênio, o que
pode ser evidenciado pelas menores concentrações de ficobilinas e nitrogênio total nos
tratamentos com fósforo.
57
Os resultados para as duas populações de C. coeruleus indicam, portanto, que
ambas responderam à disponibilidade de nitrogênio e fósforo de modos diferentes. Nos
tratamentos com nitrogênio, o isolado 79 respondeu com uma diminuição mais
acentuada da performance geral em relação ao isolado 58, o que corrobora a hipótese
proposta no trabalho de que a população da mesma espécie, proveniente de ambientes
com distintos níveis de trofia e saprobia, responderia, de maneiras distintas. Nesse caso,
C. coeruleus (isolado 58), oriunda de ambiente eutrófico/oligossapróbico, respondeu
com uma diminuição menos acentuada da perfomance geral em relação à C. coeruleus
(isolado 79), oriunda de ambiente eutrófico/mesossapróbico.
Entretanto, para os experimentos com fósforo, o isolado 79 respondeu com uma
diminuição menos acentuada da performance geral em comparação ao isolado 58.
BORCHARDT (1996) relatou que fósforo e nitrogênio são os nutrientes mais
comumente estudados, sendo eles os principais responsáveis pela limitação do
crescimento. Além disso, destaca que o principal nutriente limitante em um ambiente
parece variar geograficamente. FALKOWSKI et al. (1998) também comenta que a
limitação de nutriente provavelmente varia espacial e temporalmente. Com isso,
conclui-se que, como essas populações são geograficamente distintas, a história
evolutiva de seus respectivos locais de origem levou a divergências em relação ao tipo
de nutriente limitante, indicando uma clara diferença fenotípica e uma possível
diferença genotípica entre elas. Pode-se supor, então, que as respostas fisiológicas
destas populações ao empobrecimento de nitrogênio e fósforo inorgânicos dependem
mais do tipo de nutriente limitante presente no meio do que o grau de trofia e saprobia
deste ambiente.
As respostas fisiológicas de uma das populações de B. delicatulum (isolado 43),
ao empobrecimento de nitrogênio inorgânico, basicamente seguiram uma ligeira
tendência de diminuição da performance conforme decréscimo na concentração deste
nutriente. Isso pode ser evidenciado pela taxa de transporte de elétrons (ETR),
fotossíntese máxima (F
máx
) e a eficiência fotossintética (α) desta população, que
geralmente apresentaram valores mais baixos nas duas menores concentrações testadas.
Além disso, o ponto de saturação (I
k
) foi significativamente maior nas duas maiores
diluições de nitrogênio, indicando que mais luz foi requerida para saturar a fotossíntese,
isto é, os fotossistemas foram menos eficientes, e os valores de fotoinibição (β)
58
mostraram-se significativamente maiores nos tratamentos com menores concentrações
de nitrogênio. Essas evidências mostram, assim, uma ligeira redução na performance da
alga com redução de nitrogênio inorgânico.
Em relação aos pigmentos fotossintetizantes, foi observada uma nítida tendência
de decréscimo do conteúdo de clorofila conforme diminuição da concentração de
nitrogênio, o que não aconteceu com os demais pigmentos. Esse resultado pode ser
atribuído à diminuição da síntese de clorofila. Além disso, a porcentagem média de
nitrogênio total na biomassa deste isolado, diferentemente dos resultados para C.
coeruleus, foi ligeiramente menor entre os tratamentos com nitrogênio, o que pode
indicar que esta população não teria mecanismos de armazenar nitrogênio em ambiente
com deficiências deste nutriente e/ou estaria aclimatada em ambientes com essas
características, apesar da ligeira diminuição da performance da alga quando da redução
de nitrogênio inorgânico.
O decréscimo do conteúdo de clorofila e a menor porcentagem de nitrogênio
total na biomassa encontrados no isolado 43 coadunam com GEIDER et al. (1998) que
relataram que um decréscimo no fornecimento do nutriente pode iniciar uma cascata de
eventos, incluindo redução do conteúdo de nutriente na célula, levando à diminuição de
captura de luz e da fixação de dióxido de carbono, seguido por uma diminuição da
síntese proteica e da redução do potencial de crescimento, levando às reduções nas
quotas das proteínas e pigmentos fotossintéticos.
As respostas fisiológicas ao empobrecimento de fósforo inorgânico desta
população de B. delicatulum, mostraram-se nitidamente diferentes daquelas
apresentadas para nitrogênio inorgânico. O rendimento quântico efetivo (RQE), a taxa
de transporte de elétrons (ETR), a fotossíntese máxima (F
máx
) e a eficiência
fotossintética (α) geralmente responderam com aumento dos seus valores conforme
decréscimo das concentrações de fósforo. Além disso, o conteúdo de clorofila também
foi maior entre os tratamentos.
As respostas fisiológicas ao empobrecimento de nitrogênio inorgânico para a
outra população de B. delicatulum (isolado 111), mostraram tendências menos evidentes
que as apresentadas para o isolado 43. A taxa de transporte de elétrons (ETR),
fotossíntese máxima (F
máx
) e a eficiência fotossintética (α) desta população não
apresentaram qualquer tendência nítida de aumento/diminuição de seus valores em
59
relação aos tratamentos de nitrogênio inorgânico. Em contrapartida, todos os pigmentos
fotossintetizantes, exceto clorofila, tiveram uma clara tendência de aumento dos seus
conteúdos conforme diminuição da concentração de nitrogênio, apesar dos valores não
diferirem significativamente. Esse resultado indica que mesmo com menor
disponibilidade de nitrogênio no meio de cultura, esta população não somente não
utilizou as ficobilinas como fonte de nitrogênio interna como também conseguiu
produzir maiores conteúdos de pigmentos fotossintetizantes.
Nos tratamentos com fósforo inorgânico, as respostas fisiológicas do isolado 111
mostraram-se diferentes daquelas apresentadas para nitrogênio inorgânico. O
rendimento quântico efetivo (RQE), a taxa de transporte de elétrons (ETR) e a
eficiência fotossintética (α) responderam com um ligeiro aumento dos seus valores
conforme decréscimo das concentrações de fósforo, enquanto que os valores de β foram
significativamente mais baixos na menor concentração de fósforo inorgânico em relação
ao Controle. Além disso, nenhum pigmento fotossintetizante seguiu uma tendência de
aumento/diminuição conforme decréscimo na concentração deste nutriente.
Com isso, pode-se observar que as duas populações de B. delicatulum
responderam de formas distintas às concentrações de nitrogênio, especialmente em
relação aos pigmentos fotossintetizantes: no isolado 43 parece ter ocorrido redução na
síntese de clorofila com o decréscimo de nitrogênio no meio, enquanto que no isolado
111 o conteúdo de ficobilinas aumentou conforme menor concentração de nitrogênio.
Esses dados sugerem, portanto, que as duas populações possuem estratégias distintas de
respostas da concentração de pigmentos em relação ao empobrecimento de nitrogênio.
Os resultados encontrados nos tratamentos com fósforo para B. delicatulum
foram basicamente semelhantes nas duas populações e revelaram uma importante
característica: esta espécie mostrou-se muito mais sensível às diferentes concentrações
de fósforo do que às de nitrogênio, evidenciando assim, que o fato de ser relatada como
típica de ambientes saudáveis (oligotróficos/oligossapróbicos) (NECCHI et al., 1994;
BRANCO; NECCHI, 2006) e, portanto, serem estrategistas S, pode estar mais
relacionado à disponibilidade de fósforo do que à de nitrogênio. Ambas populações
mostraram aumento de suas performances fisiológicas sob concentrações decrescentes
de fósforo, o que geralmente não ocorreu em relação ao nitrogênio. Além disso, o
isolado 43, oriundo de ambiente oligotrófico/oligossapróbico, quando comparado ao
60
isolado 111, proveniente de ambiente eutrófico/ mesossapróbico, não respondeu com
aumento geral da performance ao empobrecimento de nitrogênio e fósforo como seria
esperado com base na hipótese proposta.
Considerando as duas espécies, C. coeruleus e B. delicatulum, pôde-se observar
que ambas apresentaram respostas fisiológicas distintas ao empobrecimento de
nitrogênio e fósforo: C. coeruleus apresentou uma diminuição geral da performance,
enquanto que B. delicatulum apresentou um aumento geral de sua performance no
tratamento com fósforo inorgânico, e geralmente não mostrou tendência nítida para
nitrogênio. Esses resultados corroboraram a hipótese proposta que C. coeruleus,
característica de ambientes eutróficos, responderia ao empobrecimento de nitrogênio e
fósforo inorgânicos com uma diminuição mais acentuada da performance em relação à
B. delicatulum, típica de ambientes oligotróficos. Além disso, esses dados confirmam
trabalhos que relatam C. coeruleus como espécie geralmente encontrada em ambientes
moderadamente poluídos (mesossapróbicos) (ABOAL, 1989; NECCHI et al., 1994;
PERES, 2002), ao passo que Batrachospermum spp. (BIGGS et al., 1998; SKINNER;
TOWNSEND, 2005) e particularmente, B. delicatulum (NECCHI et al., 1994;
BRANCO & NECCHI, 1996) são comumente relatada como características de
ambientes tipicamente não poluídos (oligotróficos/oligossapróbicos).
Algas vermelhas continentais ocorrem tipicamente em águas saudáveis
(oligotróficas/oligossapróbicas) e são raras ou ausentes em riachos e rios que
apresentam poluição orgânica, com muito sedimento ou quantidades elevadas de
nutrientes (SHEATH, 1984). Neste trabalho B. delicatulum respondeu com aumento
característico de sua performance somente no tratamento com fósforo. Um estudo mais
aprofundado de limitação desse nutriente seria bastante recomendável, uma vez que
esses resultados indicam que sua distribuição na Natureza pode estar mais ligada à
distribuição de fósforo do que à de nitrogênio, o que representaria um aprimoramento
importante para seu uso futuro como espécie bioindicadora de ecossistemas aquáticos
continentais tropicais. C. coeruleus apresentou melhor performance em maiores
concentrações de nutrientes, o que corrobora que este táxon é um bom indicador de
ambientes enriquecidos (eutróficos/mesossapróbicos). No entanto, as duas populações
mostraram-se distintas no modo como utilizam esse recurso e sugerindo, portanto, uma
provável diferença fenotípica entre elas.
61
5. CONCLUSÃO GERAL
Os principais resultados do estudo sob condições de cultura das respostas
fisiológicas ao empobrecimento de nutrientes inorgânicos (nitrogênio e fósforo) de duas
rodófitas, C. coeruleus e B. delicatulum, com estratégias ecológicas distintas e
provenientes de ambientes com distintos níveis de saprobidade e trofia podem ser
resumidos conforme segue:
1 - Os resultados para as duas populações de C. coeruleus (isolados 79 e 58)
indicaram que ambas responderam à disponibilidade de nitrogênio e fósforo de modos
diferentes: nos experimentos com nitrogênio, o isolado 79 respondeu com uma
diminuição mais acentuada da performance geral em relação ao isolado 58,
corroborando a hipótese proposta no trabalho de que a população da mesma espécie,
proveniente de ambientes com distintos níveis de trofia e saprobia, responderia, de
maneiras distintas. Nesse caso, C. coeruleus (isolado 58), oriunda de ambiente
eutrófico/oligossapróbico, respondeu com uma diminuição menos acentuada da
perfomance geral em relação à C. coeruleus (isolado 79), oriunda de ambiente
eutrófico/mesossapróbico. Para os experimentos com fósforo, o isolado 79 respondeu
com uma diminuição menos acentuada da performance geral em comparação ao isolado
58. Com isso, entendeu-se que, como essas populações são geograficamente distintas, a
história evolutiva de seus respectivos locais de origem levou a divergências em relação
ao tipo de nutriente limitante, indicando uma clara diferença fenotípica e uma possível
diferença genotípica entre elas. Pode-se supor, então, que as respostas fisiológicas
destas populações ao empobrecimento de nitrogênio e fósforo inorgânicos dependem
mais do tipo de nutriente limitante presente no meio do que o grau de trofia e saprobia
deste ambiente.
2 - As duas populações de B. delicatulum (isolados 43 e 111) mostraram
aumento de suas performances fisiológicas sob concentrações decrescentes de fósforo, o
que geralmente não ocorreu em relação ao nitrogênio. Além disso, o isolado 43, oriundo
de ambiente oligotrófico/oligossapróbico, quando comparado ao isolado 111,
proveniente de ambiente eutrófico/ mesossapróbico, não respondeu com aumento geral
da performance ao empobrecimento de nitrogênio e fósforo como seria esperado com
base na hipótese proposta. As duas populações responderam de formas distintas às
62
concentrações de nitrogênio, especialmente em relação aos pigmentos
fotossintetizantes: no isolado 43 parece ter ocorrido redução na síntese de clorofila com
o decréscimo de nitrogênio no meio, enquanto que no isolado 111 o conteúdo de
ficobilinas aumentou conforme menor concentração de nitrogênio. Esses dados
sugerem, portanto, que as duas populações possuem estratégias distintas de respostas da
concentração de pigmentos em relação ao empobrecimento de nitrogênio. Para os
experimentos com fósforo, os isolados de B. delicatulum revelaram uma importante
característica: esta espécie mostrou-se muito mais sensível às diferentes concentrações
de fósforo do que às de nitrogênio, evidenciando assim, que o fato de ser relatada como
típica de ambientes saudáveis (oligotróficos/oligossapróbicos) parece estar mais
relacionado à disponibilidade de fósforo do que à de nitrogênio.
3 - Considerando as duas espécies, C. coeruleus e B. delicatulum, pôde-se
observar que ambas apresentaram respostas fisiológicas distintas ao empobrecimento de
nitrogênio e fósforo: C. coeruleus apresentou uma diminuição geral da performance,
enquanto que B. delicatulum apresentou um aumento geral de sua performance no
tratamento com fósforo inorgânico, e geralmente não mostrou tendência nítida para
nitrogênio. Esses resultados corroboraram a hipótese proposta que C. coeruleus,
característica de ambientes eutróficos, responderia ao empobrecimento de nitrogênio e
fósforo inorgânicos com uma diminuição mais acentuada da performance em relação à
B. delicatulum, típica de ambientes oligotróficos. Além disso, esses dados confirmam
trabalhos que relatam C. coeruleus como espécie geralmente encontrada em ambientes
moderadamente poluídos (eutróficos/mesossapróbicos), ao passo que B. delicatulum é
comumente relatada como característica de ambientes tipicamente não poluídos
(oligotróficos/oligossapróbicos).
4 - Neste trabalho B. delicatulum respondeu com aumento característico de sua
performance somente no tratamento com fósforo. Um estudo mais aprofundado de
limitação desse nutriente seria bastante recomendável, uma vez que esses resultados
indicam que sua distribuição na Natureza pode estar mais ligada à distribuição de
fósforo do que à de nitrogênio, o que representaria um aprimoramento importante para
seu uso futuro como espécie bioindicadora de ecossistemas aquáticos continentais
tropicais.
63
5 - C. coeruleus apresentou melhor performance em maiores concentrações de
nutrientes, o que corrobora que este táxon é um bom indicador de ambientes
enriquecidos (eutróficos/mesossapróbicos).
64
6. LITERATURA CITADA
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