Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos Universidade Federal de Minas Gerais Instituto de Ciências Biológicas XVII Semana de Estudos da Biologia Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos MSc. Marcelo da Silva Moretti - moretti@icb.ufmg.br Doutorando Programa ECMVS - ICB/UFMG Laboratório de Ecologia de Bentos - www.icb.ufmg.br/~bentos

Por que estudar processos em ecossistemas lóticos? A avaliação de processos ecológicos vai nos permitir inferir sobre: O funcionamento do ecossistema. O papel dos organismos no ecossistema. Os resultados de eventos passados e as possíveis conseqüências de eventos futuros. Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos

Parâmetros Convencionais X Processos o ecossistema como um cenário... Parâmetros Bióticos e Abióticos Escala Temporal Processos Ecológicos Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos

Avaliação de Processos Ecológicos Taxa de produção do biofilme Taxa de Retenção de Folhas Ciclo de vida dos organismos Medição de Clorofila Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos

Mas o que é melhor? Fazer um filme ou tirar uma foto? Depende... Qual a sua pergunta? Método Científico Observação Pergunta Hipótese Conclusão Análise dos Resultados Experimento Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos

O fluxo de energia em riachos Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos

O Processo de Decomposição O Conceito Degradação de matéria orgânica em compostos simples orgânicos e inorgânicos, com conseqüente liberação de energia. Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos

Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos Os Princípios Dinâmica de matéria orgânica em riachos. Processos ecológicos em ecossistemas aquáticos (entrada, retenção, acúmulo e decomposição de detritos orgânicos). A influência da vegetação ripária na produtividade de pequenos córregos. Processamento de detritos foliares em ecossistemas aquáticos. Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos

Seqüência de decomposição de detritos foliares 1 10 100 250 Tempo (dias) 5-25% 5% 20-35% 15-25% ~30% Decomposição química Colonização microbiana e decomposição física Colonização por invertebrados, continuação da atividade microbiana e decomposição física Conversão para MOPF Lixiviação de compostos solúveis (MOD) Mineralização por respiração microbiana para CO2 Aumento do conteúdo protéico Nova conversão microbiana Alimentação animal Fezes e fragmentos Quantidade de perda de peso Queda natural da folha (MOPG) Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos

Como medir decomposição? Os coeficientes de decomposição são determinados a partir da porcentagem de perda de peso ao longo do tempo. Modelo exponencial negativo: Wt = Peso remanescente no tempo t Wo = Peso inicial k = Coeficiente de decomposição Wt = Wo e-kt K = inclinação % Peso Seco (g) % Peso Seco (g) Ln Tempo (dias) Tempo (dias) Análise de Covariância (ANCOVA) Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos

O que influencia no processo? Córregos temperados X córregos tropicais. Fatores que influenciam as taxas de decomposição. Os detritos se encontram misturados no leito dos córregos. A composição da mistura pode afetar a taxa de decomposição de cada espécie individualmente. Composição de espécies X funcionamento do ecossistema = manejo e recuperação dos corpos d’água. Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos

O papel dos invertebrados Entrada alóctone de detritos: acúmulos no leito dos córregos = fonte de alimento e/ou abrigo para invertebrados bentônicos. Vegetação ripária = disponibilidade de recursos alimentares = estrutura trófica da assembléia de invertebrados. Fragmentadores são capazes de selecionar algumas espécies de folhas. Qual o papel dos organismos decompositores nos trópicos? Região Temperada: microrganismos invertebrados Região Tropical: microrganismos invertebrados Plecoptera Grypopterygidae Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos

O papel dos invertebrados Fonte: Fleituch, 2001. Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos

O papel dos microrganismos Fonte: Fleituch, 2001. Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos

Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos E os nutrientes? Rosemond et al., 2002 Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos

Nutrientes X Microrganismos Gulis & Suberkropp, 2003 Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos

Como o processo de decomposição ocorre nos córregos tropicais? Resultados obtidos no Laboratório de Ecologia de Bentos Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos

Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos Espécies Estudadas Myrcia guyanensis Ocotea sp. Miconia chartacea Protium brasiliense Protium heptaphyllum Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos

Córrego Indaiá – 3ª ordem Córrego Garcia – 3ª ordem Parque Nacional da Serra do Cipó (MG) Rodovia MG-129, Serra do Ouro Branco P-Total: 14,5–20,25 g/L N-Total: 145,1–234,0 g/L P-Total: 260,0 g/L N-Total: 1000,0 g/L Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos

Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos Metodologia Área de Estudos: Variáveis abióticas (vazão, pH, O2 dissolvido, temperatura e condutividade elétrica). Coleta de folhas: redes (1m2, 10 mm de malha) fixadas a 1,5 m do solo. Sacos de detrito (litter bags) de 15 x 20 cm (10 mm de malha). Córrego Indaiá (19° 16,4’ S – 43° 31,2’ W), 3ª ordem. Córrego Garcia (20° 21’ S – 43° 41’ W), 3ª ordem. Detritos de uma única espécie: 1 + 0,005 g de folhas. Detritos misturados: 2 + 0,005 g de folhas. Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos

Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos Sacos contendo detritos misturados: Detritos misturados. Quatro réplicas para cada tratamento. Tempos de incubação: 7, 15, 30, 60, 90 e 120 dias. Lavagem sobre peneira de 120 m e secos a 60° C por 72 horas. Nos sacos contendo a mistura de detritos, as espécies foram separadas antes da pesagem. Incubação dos sacos de detritos. Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos

Características dos detritos foliares: Polifenóis totais; Nitrogênio total (Embrapa); Fósforo total (Embrapa); Dureza foliar. Extração de Polifenóis Aparelho construído para medir a resistência de material foliar. Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos

Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos Experimento 1 - Características dos detritos foliares: 1. % g-1 PSRF; 2. gramas. 1 2 Teste de Tukey: M. guyanensis M. chartacea P. brasiliense e Ocotea sp. Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos

Coeficientes de decomposição (-k dia-1) Córrego Indaiá: Coeficientes de decomposição Myrcia guyanensis Ocotea sp. Miconia chartacea Protium brasiliense Coeficientes de decomposição (-k dia-1) Protium heptaphyllum ANCOVA, p> 0,05 Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos

Coeficientes de decomposição (-k dia-1) Córrego Garcia: Coeficientes de decomposição Myrcia guyanensis Ocotea sp. Miconia chartacea Protium brasiliense Coeficientes de decomposição (-k dia-1) Protium heptaphyllum ANCOVA, p> 0,05 Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos

Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos Exper. 2 - Decomposição de detritos foliares no córrego Indaiá. ANCOVA, p < 0,001 Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos

Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos Densidade total de invertebrados: Os valores de densidade total foram diferentes entre os tipos de detrito e os tempos de incubação (ANOVA, p < 0,001). Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos

Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos Riqueza taxonômica de invertebrados: Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos

Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos Abundância Relativa: Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos

Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos Composição em Grupos Tróficos Funcionais: * 100 80 60 40 20 * 100 80 60 40 20 100 80 60 40 20 Abundância Relativa 100 80 60 40 20 100 80 60 40 20 100 80 60 40 20 Tempo (dias) Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos

Quais os próximos passos? Parte 1 - Experimento no campo Taxas de decomposição Hifomicetos aquáticos Invertebrados associados Concentração de nutrientes e dureza dos detritos Influência dos decompositores no processo de decomposição de detritos foliares no córrego Garcia. Preferência alimentar Sobrevivência Taxa de crescimento Parte 2 - Experimentos no laboratório Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos

História dos Estudos de Decomposição em Ambientes Lóticos 1973 - Fisher & Likens. Energy Flow in Bear Brook, New Hampshire: An Integrative Approach to Stream Ecosystem Metabolism. Ecological Monographs. 1986 - Webster & Benfield. Vascular Plant Breakdown in Freshwater Ecosustems. Ann. Rev. Ecol. Syst. Stuart G. Fisher Gene E. Likens 1991 - Boulton & Bonn. A review of methodology used to measure leaf litter decomposition in lotic environments: time to turn over an old leaf. Aust. J. Mar. Fresh. Res. 2001 - Abelho. From Litterfall to Breakdown in Streams: A Review. The Scientific World. Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos

Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos 2005 - Graça, Bärlocher & Gessner. Methods to study to Study Litter Decomposition. Springer. Manuel Graça Felix Bärlocher Mark Gessner Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos

International Meeting on Plant Litter Processing in Freshwaters - PLPF 1997 - Bilbao, Espanha. 1999 - Lunz, Áustria. 2002 - Szentendre, Hungria. 2005 - Toulouse, França. 2008 - Coimbra, Portugal. Toulouse, 2005. Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos

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Mensagem Final Todos nós modificamos ecologicamente o Mundo em que vivemos, para um pouquinho pior ou para ou pouquinho melhor, a cada dia, através de nossas ações. Fernando Fernandez. Obrigado!!!