Crescimento e mortalidade do bacterioplâncton em ambiente estuarino (Ria de Aveiro)

Abstract

O objectivo deste trabalho foi estudar o fluxo de materiais e de energia no bacteriopâncton do complexo sistema da Ria de Aveiro. O estudo de campo permitiu caracterizar perfis longitudinais, verticais e tidais de abundância e de produtividade bacteriana, pondo em evidência alguns dos factores que controlam esses padrões de variação. Os ensaios laboratoriais foram realizados para caracterizar o potencial bacteriano de reactivação, o efeito das correntes tidais sobre a actividade do bacteriopâncton e a contribuição da infecção viral e da predação para a mortalidade bacteriana. No estuário foram encontrados perfis longitudinais de abundância (bactérias totais 2,6-15,3 x 109 l-1 e bactérias activas 0,1-3,7 x 109 l-1) e de produtividade (0,05-18,6 μg C l-1 h-1) distintos, com máximos no estuário médio e mínimos no estuário inferior. Na secção mais baixa do estuário a abundância e produtividade foram semelhantes ao longo da coluna de água mas, na zona marinha, a produtividade bacteriana foi significativamente mais elevada à superfície (até 0,5 m) que nas camadas mais profundas da coluna de água. Foi observado um padrão tidal de variação bastante nítido, nomeadamente na zona marinha, caracterizado por aumentos de densidade e produtividade perto da baixa mar e decréscimos na preia mar. A variação sazonal do bacteriopâncton foi característica de um sistema temperado, com picos durante a estação quente e valores mais baixos nos meses frios. Neste estuário, a maior parte das bactérias (cerca de 70 %) são aparentemente inactivas e podem não responder, em períodos curtos de 3 horas, à estimulação com nutrientes. De entre os factores ambientais estudados, a temperatura e a salinidade foram as variáveis que melhor explicaram a variação bacteriana. A disponibilidade em substratos também foi um factor importante no controle da actividade bacteriana, nomeadamente na zona marinha do estuário. Embora durante a estação quente uma média de 21 % da produção primária seja potencialmente suficiente para suportar a produção bacteriana no estuário, a matéria orgânica aloctone pode suportar uma parte significativa do crescimento bacteriano, nomeadamente nos meses frios e na zona salobra. A contribuição da ressuspensão de sedimentos e da entrada de materiais particulados a partir da área de sapal pode ser considerada irrelevante para a actividade bacteriana. A infecção viral e a predação exercem um controle forte sobre o bacteriopâncton da Ria. A contribuição da predação para a mortalidade bacteriana foi similar ao longo do estuário (69 % na zona marinha e 73 % na zona salobra) mas o controle por infecção viral (nas condições da experiência) na zona salobra atingiu quase o dobro (59 % na zona salobra e 36 % na zona marinha). A capacidade de resposta rápida à variação das características da água põe em evidência a existência de reactividade bacteriana durante o ciclo tidal. Os diferentes perfis de variação apresentados pelas bactérias marinhas e salobras sugerem que a comunidade bacteriana pode variar ao longo do estuário.

The objective of this work was to study the fluxes of materials and energy at the level of the bacterioplankton in the complex system of Ria de Aveiro. Field studies were undertaken in order to characterise longitudinal, vertical and tidal profiles of bacterioplankton abundance and productivity, putting in evidence some of the factors that control these profiles. Laboratory assays were performed to characterise the bacterial potential to loose or resume viability, the effect of tidal currents on bacterial activity and the contribution of viral infection and predation to bacterial mortality. A distinct longitudinal profile of bacterial abundance (total bacteria 2.6- 15.3 x 109 l-1 and active bacteria 0.1-3.7 x 109 l-1) and productivity (0.05-18.6 μg C l-1 h-1), with peaks at the mid-section, was observed in the estuary. In the shallower section of the estuary, bacterial abundance and productivity were similar down the water column but in the marine zone bacterial productivity was significantly higher (3.3 times, on average) at the surface (down to 0.5 m) than in the deeper layers of the water column. A clear pattern of tidal variation in density and productivity could be observed, namely in the marine zone. It was characterised by increasing density near low tide relatively to high tide. The seasonal variation of baterioplankton was characteristic of a temperate system with peaks during the warm season and the lowest values during the cold months. In this estuary, most of the bacteria (about 70 %) are apparently inactive and could not respond to nutrient amendments within the period of time of 3 hours. Among the studied environmental factors, temperature and salinity were the variables that better explained bacterial variation. Substrate availability was also an important factor controlling bacterial activity, namely in the marine zone. Although during the warm season, an average of 21 % of the primary production was potentially sufficient to support the whole bacterial production in the estuary, allochthonous organic matter showed to support significant bacterial growth, namely in the cold months and in the brackish water zone. The contribution of sediment resuspension and of the input of particulate matter from the salt marshe area was irrelevant to bacterial activity. Within the estuarine system, viral infection and predation exert strong control on the bacterioplankton compartment. The contribution of predation to bacterial mortality was similar throughout the system (69 % in the marine zone and 73 % in the brackish water zone) but the control by maximal viral infection (in the conditions of the experiment) almost doubled in the brackish water zone (59 % in brackish water and 36 % in marine water). The capacity for short-term responses to changing water properties is evidence for reactivity during tidal cycles. The different profiles of marine and brackish water bacteria to these conditions suggest that bacterial assemblages are diverse within the estuary. In face of the present results, it is concluded that the bacterioplankton of Ria de Aveiro evolves under physical, chemical, nutritional and biological pressures that are in different balance in the marine and brackish water zones.