Estrutura e dinâmica das comunidades microbianas (bactérias e protozoários) no plâncton de ambientes tropicais de água doce : padrões espaciais, temporais e fatores intervenientes.

Abstract

Microorganisms play a key role in aquatic biogeochemical cycles and in the flow of matter and energy through planktonic food webs. The first two chapters of this thesis aimed to investigate the main factors affecting bacterial abundances in tropical freshwater environments, due to an apparent paradox which emerged from previous studies: despite the higher bacterial production in the tropics, the bacterial abundance found in those regions is lower, compared to temperate environments. This fact raised the hypothesis that bacterial abundance could be controlled by heterotrophic flagellates in the lower latitudes. By analyzing a large data set, we showed that both bacterial and heterotrophic flagellate abundances are consistently lower in tropical when compared to temperate regions, resulting in a similar coupling between those communities. A stronger top-down control on both microbial communities exerted by ciliates and cladocerans, may explain those patterns. The experimental approach allowed us to demonstrate that protists, mainly ciliates, are likely the main responsible for bacterial loss in a tropical lake and that predation pressure also influences bacterial community size-structure. In the third chapter, we aimed to comprehend the role of temporal and spatial scales in structuring the planktonic ciliate communities from Neotropical floodplains, through a metacommunity approach. Contrasting results have been reported in the literature: while some authors advocated that microorganisms have a cosmopolitan distribution, others argued that they displayed biogeographic patters similar to those found for larger sized organisms. Taking into account both spatial and temporal scales, our analysis allowed us to demonstrate a clear influence of the temporal variation in structuring the planktonic ciliate communities, and with the analysis of a great spatial extent, it was possible to verify that biogeographic patterns also occur for those small-sized organisms.

Os microrganismos são fundamentais nos ciclos biogeoquímicos e participam ativamente do fluxo de matéria e energia através das teias alimentares planctônicas. Investigou-se os principais fatores que afetam a abundância bacteriana em ambientes de água doce tropicais, uma vez que um aparente paradoxo surgiu de estudos prévios: apesar da maior produção bacteriana encontrada em regiões tropicais, quando comparada à das regiões temperadas, menores abundâncias bacterianas eram registradas. Esse fato levantou a hipótese de que a abundância bacteriana seria controlada por flagelados heterotróficos nos trópicos. Através da análise da base de dados de diversos ambientes tropicais, constatamos que tanto a abundância bacteriana quanto a de flagelados heterotróficos é consistentemente menor em regiões tropicais quando comparada à das regiões temperadas, resultando em um acoplamento similar entre essas comunidades. Um maior controle top-down exercido sobre ambas as comunidades microbianas por ciliados e cladóceros, pode explicar os padrões encontrados. A abordagem experimental demonstrou que os protistas, principalmente os ciliados, são provavelmente os principais responsáveis pela perda bacteriana em uma lagoa tropical, e que a pressão de predação também influencia a estrutura de tamanho da comunidade bacteriana. Investigaram-se também, na estruturação da comunidade de ciliados planctônicos de planícies de inundação Neotropicais, as escalas temporais e espaciais, através da abordagem de metacomunidades. Estudos acerca desse tema mostraram resultados contraditórios: enquanto para alguns os microrganismos apresentavam uma natureza cosmopolita, para outros, padrões biogeográficos seriam semelhantes àqueles encontrados em macrorganismos. Análise da escala espaço-temporal indicou a influência da variação temporal na estruturação da comunidade de ciliados. Conforme a análise de uma grande extensão espacial foi possível verificar que padrões biogeográficos também ocorrem para organismos de pequeno tamanho.