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Título: Ecologia microbiana de sedimentos de manguezal do Estado do Ceará
Autor(es): Colares, Geórgia Barguil
Orientador(es): Melo, Vânia Maria Maciel
Palavras-chave: Manguezais - Ceará
Bactérias
Data do documento: 2014
Citação: COLARES, G. B. (2014)
Resumo: Os manguezais são ecossistemas costeiros produtivos encontrados em regiões de clima tropical e subtropical, tendo o Brasil a segunda maior área de manguezal do mundo e a maior do continente americano. Embora a macro ecologia desses ambientes seja bastante conhecida, pouco se sabe sobre a comunidade microbiana. O objetivo deste trabalho foi contribuir para o avanço do conhecimento da ecologia microbiana de sedimentos de manguezais, através de uma varredura em manguezais do estado do Ceará (Pacoti, Ceará, Coreaú e Acaraú) submetidos a diferentes tipos de impactos, tendo um manguezal pristino (Timonha) como referência. Um dos estudos envolveu o monitoramento durante 5 anos da estrutura da comunidade microbiana de sedimentos em zonas de raízes de Rhizophora mangle no manguezal do Pacoti. Uma segunda abordagem abrangeu um estudo biogeográfico das comunidades microbianas em sedimentos sem vegetação e em zonas de raízes de R. mangle e Avicennia shaueriana nos cinco manguezais. Esses dois estudos foram feitos usando a técnica de PCR-DGGE e análises de variáveis ambientais e suas correlações. A última abordagem buscou caracterizar a diversidade taxonômica dos cinco manguezais através do sequenciamento em larga escala. O resultado de cinco anos de monitoramento das comunidades de bactérias e arqueias mostrou variação na estrutura dessas comunidades e que esta foi em maior parte explicada pelo conteúdo de silte-argila. A riqueza de ribotipos para Bacteria e Archaea variou de 10 a 29 e de 14 a 38, respectivamente, sendo a região mais distante do mar a que apresentou menor média de riqueza para ambos os domínios. No estudo biogeográfico, a estrutura das comunidades de Bacteria e Archaea foi, em grande parte, explicada pelo conteúdo de silte-argila, mas também pela espécie de mangue, já que os sedimentos das áreas vegetadas foram mais similares entre si do que com os sedimentos de áreas sem vegetação. Os cinco manguezais diferiram com relação à riqueza de micro-organismos, sendo o manguezal do Pacoti o que apresentou a segunda maior riqueza de bactérias e a menor de arqueias. Ao analisar a riqueza por habitat, a área sem vegetação apresentou menor riqueza de bactérias, principalmente nos manguezais impactados pela carcinicultura. Quanto à diversidade taxonômica, foi detectada a predominância do filo Proteobacteria nos manguezais, com exceção do Pacoti, que apresentou maior abundância de Firmicutes. Entre os filos mais abundantes também se encontram Bacteroidetes, Actinobacteria, Acidobacteria, Chloroflexi e Planctomycetes. As classes de Proteobacteria mais abundantes nos cinco manguezais foram Gamma, Delta, Alpha e Epsilonproteobacteria. Foram detectados apenas dois filos de Archaea nos cinco manguezais, Crenarchaeota e Euryarchaeota. O manguezal do rio Ceará se destacou por apresentar alguns gêneros exclusivos de Archaea, incluindo Halobacterium, Natrococcus e Thermogymnomonas. Esse primeiro conjunto de dados para manguezais do Nordeste do Brasil demonstra claramente a existência de padrões de estruturas de comunidades de Bacteria e Archaea, padrões esses moldados principalmente pelo conteúdo de silte-argila e tipo de habitat. Sete filos de Bacteria e dois de Archaea dominam esses manguezais. Essa composição basal de filos por sua vez, compreende uma extensa diversidade de gêneros que distingue cada manguezal e sinaliza para uma alta redundância funcional. Essa complexa diversidade microbiana responde pelo funcionamento e contribui para a reconhecida resiliência desses ecossistemas, ressaltando a importância de sua conservação.
Abstract: Mangroves are highly productive coastal ecosystems found in tropical and subtropical climates, with Brazil having the second largest mangrove area in the world and the largest in the Americas. Although the macro ecology of these environments is well known, little is known about the microbial community. The objective of this study was to contribute to the knowledge of the microbial ecology of mangrove sediments investigating mangroves of the state of Ceará (Pacoti, Ceará, Coreaú and Acaraú) subjected to different types of impacts, having a pristine mangrove (Timonha) as a reference. One of the studies involved a five-year monitoring of the microbial community structure in the sediment in the root zones of Rhizophora mangle in Pacoti mangrove. A second approach comprised a biogeographic study of microbial communities in sediments without vegetation and in the root zones of R. mangle and Avicennia shaueriana in five mangroves. These two studies were performed using PCR- DGGE and analyses of environmental variables and their correlations. The last approach sought to characterize the taxonomic diversity of the five mangroves using high-throughput sequencing. The results of the five-year monitoring of bacteria and archaea showed variation in the structure of these communities, and this variation was mostly explained by the silt-clay contents. The ribotype richness for Bacteria and Archaea ranged from 10-29 and 14-38, respectively, and the site most distant to the sea presented the lowest average richness for both domains. In the biogeographic study the structure of bacterial and archaeal communities was largely explained by the silt-clay contents, but also by the mangrove species, since the sediments of vegetated areas were more similar to each other than with the unvegetated sediments. The five mangroves differed regarding to the microorganism richness, with Pacoti having the second highest richness of bacteria and the lowest of archaea. By analyzing the richness in the habitats, the unvegetated area showed lower bacterial richness, especially in the mangroves impacted by shrimp farming. Regarding the taxonomic diversity the predominance of the phylum Proteobacteria in the mangroves was detected, with the exception of Pacoti, which showed higher abundance of Firmicutes. Among the most abundant phyla Bacteroidetes, Actinobacteria, Acidobacteria, Chloroflexi and Planctomycetes were also detected. The most abundant classes of Proteobacteria in the five mangroves were Gamma, Delta, Alpha and Epsilonproteobacteria. Only two phyla of Archaea were detected in the five mangroves, Crenarchaeota and Euryarchaeota. Interestingly, Ceará mangrove exhibited some unique genera of archaea, including Halobacterium, Natrococcus and Thermogymnomonas. This first dataset for northeast Brazil mangroves clearly demonstrates the existence of structural patterns of the communities of Bacteria and Archaea and these patterns were molded primarily by the silt-clay contents and habitat type. Seven phyla of Bacteria and two of Archaea dominate these mangroves. This basal phyla composition comprises a wide range of genera that distinguishes each mangrove and signals for a high functional redundancy. This complex microbial diversity is responsible for the mangrove functioning and contributes to the resilience of these ecosystems, emphasizing the importance of their conservation.
Descrição: COLARES, Geórgia Barguil. Ecologia microbiana de sedimentos de manguezal do Estado do Ceará. Fortaleza (CE), 2014. 162 f. Tese (Doutorado em Ciências Marinhas Tropicais) – Instituto de Ciências do Mar, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/17709
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