Fitoplâncton

Fitoplâncton do sistema de
afloramento Ibérico
M. Teresa Moita
Grupos do fitoplâncton
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Bacillariophyceae (diatomáceas)
Dinophyceae (dinoflagelados)
Prymnesiophyceae/ Haptophyceae (cocolitóforos e outros)
Raphydophyceae
Euglenophyceae
Chlorophyceae
Prasinophyceae
Crysophyceae
Dictyochophyceae (silicoflagelados)
Cryptophyceae
Cyanophyceae
Outros
Pigmentos do Fitoplâncton Marinho
Pigmentos
Clorofila
a
b
c
Caroteno α
β
γ
Bacillariophycea
e
+++
Dinophycea
e
+++
Haptophyceae
+++
Chlorophycea
e
+++
Cryptophycea
e
+++
++
++
++
++
++
+++
+++
+++
+++
Fucoxantina
+++
+
+++
Neofucoxantina
++
Diadinoxantina
++
Diatoxantina
+
+++
Xantofilas
Dinoxantina
Peridinina
Neoperidinina
Luteina
++
++
++
+
+
+++
+
+++
Zeaxantina
+
Flavoxantina
+
Violaxantina
+
Neoxantina
+
Aloxantina
+++
Crocoxantina
++
Etc.
Características Gerais
dos Grandes Grupos de Fitoplâncton
Classes
Diatomáceas
Organização Cobertura das Motilidade
células
unicelulares
Frústulas: Não
cadeias
sílica e
Sim: apenas
membrana nas células
orgânica com rafe
Dinoflagelados
unicelulares
cadeias
Placas:
polissacáridos
(celulose,
galactose, etc)
Sim: fas
vegetativas
Não: fas
quísticas
Cocolitóforos
unicelulares
Cocólitos:
Carbonato de
cálcio: calcite
(esta pode ser
substituída por
aragonite)
Sim: a maior
parte
Não: algumas
fas vegetativas
e nas fas
filamentosas
Flagelos
Biótopos
Apenas nos Pelágico
gâmetas Γ Bentónico
Nutrição
Autotróficos
2 dimórficos Pelágico Autotróficos
Bentónico Mixotróficos
Heterotróficos
(fagocíticos,
parasitas, etc.)
2 iguais ou Pelágico Autotróficos
diferentes
Parasitas
Diatomáceas
Dinoflagelados
Dinophysis
acuta
Gymnodinium
catenatum
Lingulodinium polyedrum
Células vegetativas
e gameta (44-45 µm)
Hipnozigot
o (47µm)
Estádio de
ecdísia (44
µm)
Cocolitóforos
Calcidiscus
leptoporus
Helicosphaera
carteri
Scyphosphaera
apsteinii
Discosphaera
tubifer
Emiliania
huxleyi
Umbilicosphaera
sibogae
Gephyrocapsa
oceanica
Estrutura fitoplanctónica no
espaço e no tempo
Variabilidade no Espaço
Estrutura horizontal:
Macroscala - >1000km. As fronteiras de variação das espécies, da abundância
do fitoplâncton e da variação da produção primária reflecte principalmente os
efeitos das principais correntes dos oceanos e da sua interacção com os
continentes Ex: Principais biomas dos oceanos
Mesoscala - 1-1000km. Ex: Frentes oceânicas, afloramento costeiro, meandros
e anéis da corrente do Golfo
Microscala - < 1 km. Ex: “Patchiness”
Estrutura vertical:
Larga escala -103m
Média escala - 10-100m
Pequena escala -1-10m
Escala fina -1-10cm
Processo de Afloramento Costeiro
42º
Algumas características
oceanográficas da costa W
de Portugal
41º
Portugal
Plataforma Noroeste influenciada por um maior
fluxo de rios -> lente de menor salinidade
40º
(N )
0
39º
ano
m 3 / year
10 10
Lisboa
Plataforma Noroeste com uma menor influência
de águas subtropicais mais quentes e salinas
Afloramento: Forte sazonalidade
(Primavera até ao final do
Verão)
Circulação superficial:
superficial: em
em geral
geral para
para Norte
Norte
Circulação
38º
Estação de
de Convergência:
Convergência:
Estação
Corrente para
para NN mais
mais intensa
intensa sobre
sobre oo bordo
bordo
•• Corrente
da plataforma
plataforma ee vertente
vertente
da
37º
12º
Plataforma Noroeste aplanada e larga
11º
10º
9º
(W)
8º
7º
Estação de afloramento :
• Jactos de afloramento para Sul, associados
a contra correntes costeiras para Norte
Turbulência / Nutrientes = Gradiente Vertical
Mandala do Fitoplâncton
(adaptado de Margalef et al., 1979)
Nutrientes
Dinoflagelados
arredondados
Sequência que pode
culminar num bloom
Maré Vermelha
Dinoflagelados
achatados
k
Verão
Diatomáceas
r
Sequência
Normal
Primavera
Turbulência
Inverno
Nutrientes x turbulência = Produção Máxima
Verão
Primavera
Peniche
0
100
t (ºC)
Profundidade (m)
200
0
t (ºC)
.1
.1
100
-
-
NO3
200
NO3
(µM)
0
100
2.0
Cl.a
200
300
80
.
(mg
60
40
20
Cl.a
m-3)
0
60
Distância à costa (km)
40
20
0
Verão 85
Costa NW
Costa SW
Figueira da Foz
25.4
0
25.8
100
Profundidade (m)
Cabo S.
Vicente
σσt
t
200
.
(Kg m-3)
0
100
Cl.a
200
300
.
(mg m-3)
80
60
40
20
0
60
Distância à costa (km)
40
20
0
Verão
1985 N
41º
40º
6.5
6.0
5.5
5.0
4.5
4.0
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0.3
0.1
Cl. a (mg/m3)
t (ºC)
Máximo
0m
39º
20
19
38º
18
17
37º
16
15
36º
W 10º
9º
8º
7º
10º
9º
8º
7º
14
Inverno
1986
N
41º
40º
t (ºC)
Cl. a (mg/m3)
0m
Máximo
39º
38º
15.0
1.0
14.5
14.0
37º
0.5
13.5
13.0
0.3
12.5
12.0
W
10º
0.1
9º
8º
7º
10º
9º
8º
7º
Primavera
1986
N
41º
40º
Cl. a (mg/m3)
Máximo
t (ºC)
0m
39º
15.5
5.0
15.0
38º
3.5
14.5
37º
W
2.5
14.0
1.5
13.5
0.8
13.0
0.3
12.0
0.0
10º
9º
8º
7º
10º
9º
8º
7º
41º
Latitude (N)
41º
January 96
40º
March 9640º
Chla (mg/m3)
0m
0m
0m
39º
39º
38º
38º
37º
37º
10º
9º
8º
August 85
Chla (mg/m3)
Chla (mg/m3)
7º
10º
9º
8º
7º
10º
9º
Longitude (W)
0.2
0.6
1
2
3
Chla (mg/m3)
4
5
6
8º
7º
Afloramento fraco
Afloramento moderado
Vento N
Vento N
Primavera
Verão
N
N
Costa
NW
SW
SW
coast
coast
Principais
Comunidades
Afloramento
Estratificação
Oceânica
Bentónicas e
neríticas
(mistura)
Convergência
Outono
Ventos S
Inverno
Ventos S, N
N
Principais
Comunidades
Oceânica
Fortes nadadores
N
Bentónica and nerítica
(mistura)
42
700000
41
40
600000
500000
400000
300000
200000
100000
50000
10000
5000
1000
10
Agosto 85
Agosto 85
Diatomáceas
Dinoflagelados
39
25000
38
20000
15000
10000
37
5000
1000
50
10
50000
40000
30000
20000
10000
5000
1000
500
20
Agosto 85
Cocolitóforos
% Cocolitóforos
N
41º
40º
80
80
60
60
40
40
20
20
Verão 1985
0
Inverno 1986
0
39º
38º
37º
10º
9º
8º
7º
10º
9º
8º
7º W
COLUNA de água
42º
Afloramento
Convergência
Verão
Inverno
SEDIMENTOS
superficiais
N
41º
40º
39º
Diatomáceas
Diatomáceas
% do fitoplâncton
total
% do fitoplâncton
total
Diatomáceas
nº valvas /
/ cc sed.fresco
38º
37º
11º
10º
9º
8º
7º
11º
10º
9º
8º
7º
11º
10º
9º
8º
7º
Primavera 1986
N
Coccolithus
pelagicus
2000
40º
10 0
0
41º
Coccolithus
00 pelagicus
0
4
39º
S
1000
500
100
38º
37º
50
20
Cells.L-1
10º
9º
8º
7º
10º
9º
8º
7º W
36.4
36.3
36.2
36.1
36
35.8
35.7
35.6
35.4
35.2
35
32
30
Verão 1987
Vento
Secção na Latitude 41.05´N
19
N
Temperature
(ºC)
21
23
25
27
Coccolithus
pelagicus
19
Diatomáceas
(log10 cells.L-1)
Days
21
23
25
2
7
Estratificação
19 C pelagicus
21
(cells.L-1)
Cocolitóforos
23
50
25
500
27
10º
9.5º
9º
8.5º w
Afloramento
Diatomáceas
Verão
Inverno
N
41
40
Pseudo-nitzschia
spp.
39
38
37
3000
2500
2000
1500
1000
750
500
250
100
50
10 cél./l
800000
600000
400000
200000
100000
50000
10000
5000
1000
500
100
cél./l
10
10º
Calcidiscus
leptoporus
9º
8º
7º
10º
9º
8º
7º
Blooms de algas tóxicas
HABS- “Harmful algal blooms”
• Blooms e marés vermelhas.
• Fitoplâncton tóxico e tipos de toxicidade produzida.
• Exemplos da distribuição do fitoplâncton tóxico em águas portuguesas
Total Bivalve Fishery in Portugal
Quantity (t)
(t)
(€)
Value (€)
20000
12000000
18000
16000
10000000
14000
8000000
12000
10000
6000000
8000
6000
4000000
4000
2000000
2000
0
0
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
Total Bivalve culture in Portugal
Quantidade (t)
(t)
(€)
Valor (€)
5000
25000000
4000
20000000
3000
15000000
2000
10000000
1000
5000000
0
0
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
6000
1995-2001
Days of closure
5000
4000
3000
2000
1000
0
Ca
Do
Ca
Ca
Sp
My
So
Ru
Ve
Pe
ss
na
l lis
l en
i su
n
c
rdi
di t
til u
t
e
en
os
xs
ta
um
ap
r
l
s
u
a
s
tre
pis
pp
ed
ma
ch
es
p
s
e
o
p
ag
..
ion
uli
du
l
.
de
i
p
x
d
i
u
s
mu
a
le
iga
e
cu
ll a
str
s
ss
s
atu
a
s
Shellfish species
Blooms de Pseudo-nitzschia.
P. australis espécie produtora de
toxinas amnésicas
Espécies identificadas na costa portuguesa:
Pseudo-nitszchia Peragallo in H. & M. Peragallo
P. australis Frenguelli
P. cuspidata (Hasle) Hasle
P. delicatissima (Cleve) Heiden in Heiden & Kolbe
P. fraudulenta (Cleve) Hasle
P. pseudodelicatissima (Hasle) Hasle
P. pungens (Grunow ex Cleve) Hasle
P. cf. seriata (Cleve) Peragallo *1
*1
Restritas a latitudes elevadas
de águas do hemisfério Norte
Verão 85
N
41
40
39
38
37
t (ºC)
Cl. a (mg/m3)
Pseudo-nitzschia
0m
Máximo
nº cél./l
7
20
6
19
5
18
4
17
3
16
2
15
1
14
0
W
10º
9º
8º
7º
800000
600000
400000
200000
100000
50000
10000
5000
1000
500
100
10
10º
9º
8º
7º
10º
9º
8º
7º
Outono 85
N
41
40
Cl. a (mg/m3)
t (ºC)
0m
39
18
38
nº cél./l
10000
1.0
5000
17
0.5
1000
16
37
15
17
500
0.3
100
14
W 10º
Pseudo-nitzschia
Máximo
10
0.1
9º
8º
7º
10º
9º
8º
7º
10º
9º
8º
7º
Inverno 86
N
41
40
t (ºC)
0m
39
Cl. a (mg/m3)
Máximo
15.0
38
14.5
14.0
37
Pseudo-nitzschia
nº cél./l
1.0
1000
0.5
500
0.3
100
0.1
10
13.5
13.0
12.5
12.0
W
10º
9º
8º
7º
10º
9º
8º
7º
10º
9º
8º
7º
Março 86
N
41
40
t (ºC)
Cl. a (mg/m3)
Máximo
0m
39
15.5
5.0
15.0
38
37
W
nº cél./l
10000
3.5
14.5
Pseudo-nitzschia
5000
2.5
1000
14.0
1.5
13.5
0.8
13.0
0.3
100
12.0
0.0
10
10º
9º
8º
7º
10º
500
9º
8º
7º
10º
9º
8º
7º
temperatura (oC) - 5 m
19
20
21
22
23
24
25
26
27
10.0
9.5
9.0
longitude W
8.5
Dias (Agosto, 1987)
Secção frente a
Espinho, Lat.: 41.05´N
ventos
N
Séries Temporais
(Análises provisórias)
Cruzeiros - 32 (1985-2000)
• dados de vento diários da estação
meteorológica do Cabo Cavoeiro
• dados de fitoplâncton de uma secção
transversal à costa na região da
Figueira da Foz
0.8
Pseudonitzschia
Diatomáceas
Chlorophyll
I.A.
0.6
Correlações entre I.A. (C. Carvoeiro) e dados de
superficie das estações costeiras (F.Foz)
0.4
0.2
0.0
0 dias
1 dia
2 dias
3 dias
4 dias
5 dias
Variabilidade explicada
23.3 %
59.4 %
6 dias
46 %
7 dias
Blooms de
Lingulodinium polyedrum,
espécie produtora de
yessotoxinas
Lingulodinium polyedrum blooms
SST (ºC)
0
20
Depth (m)
40
60
Density
100000
20
20
40
L. polyedrum
60
Cells L-1
20
15
10
Distance (km)
5
Blooms de
Dinophysis acuta e
D. acuminata,
espécies produtoras de
toxinas diarreicas
D. acuta
1991
N
N
Dinophysis
acuta
cél. l-1
5000
2500
1000
500
250
100
50
20
D. acuminata
Verão
Verão
D. acuta
1992
D. acuminata
N
N
Dinophysis
acuta
cél. l-1
5000
2500
1000
500
250
100
50
20
Verão
Verão
0
20
N
Lat.: 41.05´N
60
18
ºC
0
20
20
22
40
24
60
0
20
40
60
80
24
24Ag.
Ag.
0
20
40
60
26
26 Ag.
Ag.
100
80
60
40
20
Distância à costa (km)
80
100
0
Profundidade (m)
22
22Ag.
Ag.
80
26
28
10º
9.5º
9º
Longitude W
G. catenatum
D. acuta
D. tripos
8.5º
Dias (Agosto, 1987)
Temperatura 5m
80
20
20Ag.
Ag.
ventos
Costa de Espinho
40
Blooms de
Gymnodinium catenatum,
espécie produtora de toxinas
paralisantes
Distribuição geográfica de
G. catenatum na Europa
Sea fronts
G. catenatum
From Fraga, 1996
1985
N
N
N
41
Gymnodinium
catenatum
40
Verão
Outono
39
10
50
100
250
500
1000
2500
5000
10000
cél. l-1
38
37
10º
9º
8º
7º
10º
9º
8º
7º
1991
N
1993
N
Gymnodinium
catenatum
cél. l-1
Outono
Outono
10000
5000
2500
1000
500
250
100
50
10
Sob condições de
convergência
Sob condições de
forte afloramento
1994
N
N
Gymnodinium
catenatum
cél. l-1
50000
25000
10000
5000
2500
1000
500
250
100
50
10
Verão
Outono
t superfície(satélite NOAA-9)
Campo de correntes deduzido
Lisboa
Fim do Verão 1985
Lisboa
G. catenatum (cells.L-1)
2500
Campo de correntes deduzido
Lisboa
Lisboa
1000
500
100
11º
50
10º
9º
8º
Fim do Verão 1985
G. catenatum (cél.L-1)
6000
4000
2000
1000
500
100
50
10
Outono 1985
41º
Lisboa
39º
37º
11º
9º
7º
t superfície(satélite NOAA-9)
Campo de correntes deduzido
Lisboa
Verão de 1994
G.catenatum (cells.L-1)
Campo de correntes deduzido
250
39º
100
38º
11º
50
10º
9º
8º
Verão 1994
Outono 1994
41º
50000
40000
39º
20000
Lisboa
10000
5000
1000
37º
100
20
11º
9º
7º
t superfície(satélite NOAA-9)
Campo de correntes deduzido
Lisboa
Lisboa
39
250
Lisboa
100
Fim do Verão de 1999
50
38.5
38
G. catenatum (cells.L-1)
9.5
9.0
Temperatura de superfície (ºC)
Profundidade-5m
39
PML-RSG
20
19.5
Lisboa
19
18.5
18
38.5
38
9.5
9.0
Setembro, 1999
Lisboa
Clorofila a (mg/m3)
T superfície (5m)
39
Max. por estação
39
20
19.5
Lisboa
19
18.5
18
38.5
38.5
2
1.5
1
0.5
38
9.5
9.0
38
0.05
9.5
Setembro, 1999
9.0
Cylindrotheca closterium (cél./l)
Pseudo-nitzschia spp. (cél. l-1)
Max. por estação
Max. por estação
39
39
38.5
38.5
38
38
9.5
9.0
9.5
Setembro, 1999
9.0
Dinoflagelados que formam cadeias
39
Alexandrium affine (cél.l-1)
Gymnodinium catenatum (cél. l-1)
39
5000
250
3000
1000
100
500
300
38.5
100
38.5
Max. por estação
38
9.5
50
Max. por estação
9.0
38
Setembro, 1999
9.5
9.0
Vento
Onde está o innoculum
para a iniciação dos
blooms?
São as Baías associadas a cabos
pronunciados zonas particulares
de sombra onde a acumulação
e/ou retenção de G. catenatum são
decisivas para a dinâmica dos
blooms?
Dinoflagelados
Diatoms
que formam cadeias
Amostragem do plâncton