Universidade Federal de Minas Gerais Instituto de Cincias

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 Medição de Clorofila Taxa de Retenção de Folhas Ciclo de vida dos organismos 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 Conclusão Pergunta Análise dos Resultados Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos Hipótese Experimento

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

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 Queda natural da folha (MOPG) Decomposição química Colonização microbiana e decomposição física Colonização por invertebrados, continuação da atividade microbiana e decomposição física Conversão para MOPF Fezes e fragmentos Lixiviação de compostos solúveis (MOD) Quantidade de perda de peso Mineralização por respiração microbiana para CO 2 5 -25% 1 Aumento do conteúdo protéico Nova conversão microbiana 20 -35% 5% 10 100 Tempo (dias) Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos Alimentação animal 15 -25% ~30% 250

Como medir decomposição? • Os coeficientes de decomposição são determinados a partir da porcentagem de perda de peso ao longo do tempo. ü Modelo exponencial negativo: Wt = Peso remanescente no tempo t Wt = Wo e-kt Wo = Peso inicial Ln % Peso Seco (g) k = Coeficiente de decomposição K = inclinação Tempo (dias) ü 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? ü Região Temperada: microrganismos invertebrados ü 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

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? ü Resultados obtidos no Laboratório de Ecologia de Bentos Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos

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

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

Metodologia • Área de Estudos: ü Córrego Indaiá (19° 16, 4’ S – 43° 31, 2’ W), 3ª ordem. ü Córrego Garcia (20° 21’ S – 43° 41’ W), 3ª ordem. • Variáveis abióticas (vazão, p. H, O 2 dissolvido, temperatura e condutividade elétrica). • Coleta de folhas: redes (1 m 2, 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). ü Detritos de uma única espécie: 1 + 0, 005 g de folhas. ü Detritos misturados: 2 + 0, 005 g de folhas. 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. Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos Incubação dos sacos de detritos.

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

• Experimento 1 - Características dos detritos foliares: 1 1. % g-1 PSRF; 2. gramas. ü Teste de Tukey: 1. M. guyanensis 2. M. chartacea 3. P. brasiliense e Ocotea sp. Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos 2

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

• 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

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

• Densidade total de invertebrados: ü 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

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

• Abundância Relativa: Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos

Abundância Relativa • Composição em Grupos Tróficos Funcionais: 100 100 80 80 80 60 60 60 40 40 40 20 * 20 0 100 100 80 80 80 60 60 60 40 40 40 20 20 20 0 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

• 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

Para finalizar o curso. . . Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos

O que é melhor? Este ambiente. . . 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!!!