Algas e Efeitos Nocivos

Introdução as Algas nocivas
Luis Antonio de Oliveira Proença
Mathias Alberto Schramm
Thiago Pereira Alves
Literatura
As algas e sua importância
“Serviços ao ambiente”
“Serviços ao homem"
• História da terra
• Metabolismo do planeta
• Ciclos dos gases e
nutrientes
• Cadeia trófica
• Etc..
•
•
•
•
•
•
Alimentos
Cosméticos
Químicos
Fármacos
Biocombustíveis
Suplementos
alimentares
• Alimento
• Etc..
English: Under certain conditions, en:Emiliania huxleyi can form massive
blooms which can be detected by satellite remote sensing. What looks like
white clouds in the water, is in fact the reflected light from billions of
coccoliths floating in the water-column.
en:Landsat image from 24th July en:1999, courtesy of Steve Groom,
en:Plymouth Marine Laboratory. This bloom attracted considerable coverage
in the UK media.
Emiliania huxleyi. Illustration by: Glynn Gorick.
O que são as algas?
• O que chamamos de algas inclui organismos de um grupo
muito diverso e não não natural.
Atualmente as ideias sobre a filogenia e evolução das
algas são baseadas em uma combinação de dados
ultraestruturais, bioquímicos e moleculares. Depois da
descoberta de que cloroplastos das algas eucarióticas
surgiram a partir de um ou mais eventos de simbióticos,
o termo é agora usado como um termo coloquial, para
plantas primitivas, incluindo organismos tanto
procarióticas como eucarióticas (Moestrup 2006).
O que são algas?
Lineu agrupou os vegetais que não tinham órgãos reprodutivos, como
flores e sementes, em uma classe chamada Criptogamia.
O termo alga se encontra entre aqueles que não
tem sustentação na classificação natural.
van den Hoek et all 1995
Porém, as vezes é necessário o uso de uma definição, como por exemplo
para efeitos legais de proteção ou controle. Nesse caso, poderia ser utilizada
uma definição funcional.
Uma definição funcional:
As algas são organismos autotróficos, base da cadeia
trófica aquática, que não possuem estruturas complexas
de reprodução, em geral não possuem tecidos tão
diferenciados como plantas terrestres (ex: xilema floema)
e que vivem, na maior parte, no ambiente aquático.
Algumas algas não são autotróficas!
Figure 1. Phylogenetic tree, illustrating present ideas on the relationships between algal and other groups of protists. Six main
branches (‘kingdoms’) have been drawn to radiate from approximately the same point, indicating that the branches appeared at
approximately the same time during the history of the Earth. (After Simpson and Roger (2004).
Do ponto de vista de seu tamanho, as algas podem ser agrupadas em
Macroalgas e Microalgas
Macroalgas
Microalgas
Embora algumas macroalgas possam ser
consideradas nocivas, o foco desse curso esta nas
microalgas
• Relembrando o ambiente aquático
As Microalgas
• As microalgas estão presentes nos ambientes
bentônicos, como no ambiente planctônico.
• Quanto ao hábito de vida, as microalgas
podem ser agrupadas em: fitobentos,
fitoplâncton e ticoplâncton,
• Algumas vivem em exclusividade em um ou
outro ambiente, outras transitam entre os
dois.
A maior parte das algas nocivas, como
definida adiante, são do fitoplâncton
• O fitoplâncton é formado por
microalgas adaptadas a vida
tridimensional na coluna de água e
que apresentam mobilidade restrita.
• As águas vivas, por exemplo estão
incluídas no zooplâncton (animais).
No zooplâncton estão diversos grupos
de animais, como protozoários,
crustáceos, moluscos, cnidários,
anelídeos e outros.
Ainda quanto ao tamanho do
plâncton
•
Ainda existem o bacterioplâncton (bactérias) e virioplâncton (virus) e outros.
•
Esta classificação considera a o grupo de organismos. Uma outra, considera o
tamanho, e os classifica em:
•
•
•
•
•
•
•
fentoplâncton (0,02-0,2 µm),
picoplâncton (0,2 - 2 µm),
nanoplâncton (2,0 - 20 µm),
microplâncton (20 - 200 µm),
mesoplâncton (0,2 - 20 mm),
macroplâncton (2 - 20 cm),
megaplâncton (20 - 200 cm).
•
(um micrômetro - µm é igual a 0,001 mm um fio de cabelo tem em média 70µm ).
Grupos de microalgas
• São vários os grupos de microalgas presentes tanto no
ambiente epicontinental, como no ambiente marinho:
• Praticamente todas as classes, desde das relativamente
simples cianobactérias até os complexos dinoflagelados.
• Do ponto de vista funcional, inclusive alguns ciliados se
comportam como algas.
Grupos de microalgas
Algas Nocivas.....
• O conceito nocivo é relativo. Ele se aplica sob o ponto de vista
cultural humano.
• no.ci.vo
adj (lat nocivu) 1 Que causa dano. 2 Pernicioso, prejudicial.
Antôn: útil, vantajoso.
Algas nocivas x marés vermelhas
• Em certas circunstâncias, em condições favoráveis, pode ocorrer uma
grande proliferação de microalgas. A abudância de células é tanta, que a
água toma a cor dos organismos. Os dinoflagelados possuem, além da
clorofila, também um pigmento fotossintético avermelhado chamado de
peridinina. Assim, na presença de um grande número de dinoflagelados
uma água azul pode se tornar vermelha.
• O evento foi chamado de maré vermelha (do inglês: red tides, espanhol:
marea roja francês marée rouge). Algumas espécies de dinoflagelados
produzem toxinas ou substâncias nocivas a organimos marinhos ou até
mesmo ao homem. Dessa forma, há uma associação entre a corrência de
uma doloração da água e eventos nocivos, como por exemplos uma
grande mortandade de peixes.
As florações ocorrem
sob certas condições
ambientais
A partir de uns poucos
indivíduos, uma alta
taxa de multiplicação
associada a diminuição
das perdas, a
abundância pode ser tal
que causa coloração na
água.
Florações de organismos relativamente
pequenos, como por exemplo a rafidofita
Heterosigma akashiwo, se caracterizam
com contagens por volta de 1 x 106 células
por litro de água.
Mandala de Margalef
Do ponto de vista cultural humano,
as algas podem ser nocivas:
• A saúde publica
• Aos organismos marinhos
• A economia
• O termo algas nocivas esta associado ao
popular marés vermelhas.
• Maré vermelha é um termo impreciso,
associado a florações de dinoflagelados.
• As florações não estão necessariamente
ralcionadas com as marés. Não se trata de
uma maré
• Nem todas florações são vermelhas
• Nem todas vermelhas são nocivas
• Em alguns casos, para ser nociva não é
necessário uma floração
• Mas… marés vermelhas tem um apelativo…
São dois tipos básicos de eventos
nocivos causados por algas:
• Efeitos nocivos devidos a elevada biomassa
• Efeitos nocivos independentes de elevada
biomassa
Elevada Biomassa
•
•
•
•
•
•
•
Diminuição da penetração de luz
Declínio de habtats bentônicos
Formação de nata/espumas
Alterações na cadeia alimentar
Impactos ao ecossistema e atividades humanas
Decréscimo na pesca e turismo
Pela alteração do ambiente e favorecimento de dispersão de
patógenos – Cólera
• Mortandade de peixes e mariscos
• Outros....
Elevada Biomassa
Por causar alterações no ambiente, com prejuízo estético, de
uso ou qualidade de água
Até mesmo as macroalgas - algas verdes na China
170 mil ton
10 mil homems
Ao ambiente de forma direta:
Por causar morte de recursos oriundos do
cultivo – Heterosigma akshiwo no cultivo de
salmões no Chile
Por causar morte de recursos naturais –
Akashiwo sanguinea (Gymnodinium
sanguineum) na Baia de todos os
Santos – Evento de 2007
De forma indireta:
- Por alterações na qualidade da água com efeitos no
equilíbrio do ecossistema – Formação de áreas anóxicas
-Por alterações na estrutura das comunidades
-No clima, homeostasis do planeta etc..
Efeitos Nocivas:
Independentes de elevada
biomassa
• Basicamente
produção de
toxinas e
magnificacão na
cadeia trófica ou
não
Toxinas Diarréicas (DSP)
Dinphysis cf tripos D
acuminata
Polieteres ácidos de cadeias longas,
lipossolúveis e incluem o ácido ocadáico e as
dinofisistoxinas DTX.
As toxinas diarréicas atuam como inibidores da
atividade das proteínas fosfatases PP2A, PP1e
PP2B (em alta concentração).
O ácido ocadáico tem sido apontado como um
potente promotor de tumores, pelo fato de se ligar a
receptores específicos
Toxinas Paralisantes
(paralytic shellfish poisoning - PSP)
Gymnodinium catenatum
Primeiro registro no Brasil: novembro de 1998
STX
dcSTX
NeoSTX
GTX2
toxin
GTX3
GTX5
GTX1
GTX4
C4
C3
C2
C1
0,0
10,0
20,0
30,0
40,0
mol %
Proença et al. 1997, Proença et al. 1998
Toxinas Amnésicas (Amnesic Shellfish Poisoning – ASP)
Bates et all 1998
O AD pode se comportar semelhantemente ao
ácido glutâmico e se ligar a receptores de
glutamato no cérebro. A neurotoxicidade do AD
deriva do aumento de cálcio nas células
neuronais expostas levando a sua morte.
padrões
Detectada em amostras do plâncton
e em cultivo.
218 nm
Domóico
Triptofano
Absorbância relativa
e pelo menos uma espécie de
Nitzschia.
ácido domóico
241 nm
X Data
triptofano
Absorbância relativa - 240 nm
Organismos causadores: diversas
espécies do gênero Pseudo-nitszchia
Absorbância relativa - 240 nm
Triptofano
domóico
Perna perna
200
220
240
260
280
300
320
nanômetros
0
2
4
6
8
10
12
14
Tempo (minutos)
340
360
380
400
Rafidofitas:
Chatonella sp
Pequenas células bi-flageladas, de coloração
marrom-dourada, contendo fucoxantina
como pigmento acessório. As células são
nuas, achatadas dorsoventralmente e contém
numerosos ejectosomas, tricocistos e
mucocistos.
Existem registros de produção de toxinas
semelhantes a brevetoxinas.
Fibrocapsa cf japonica
Heterosigma cf akashivo
O extrato aquoso de uma cepa isolada não apresentou atividade
hemolítica, no entanto retardou o desenvolvimento de larvas do bivalve
Perna perna (Tamanaha 2001).
Haptofita-Primnesiofita
As haptofitas são geralmente unicelulares ou
formadoras de colônias flageladas, particularmente
comum no plâncton marinho. A maioria das espécies
pertencem ao nanoplâncton e possuem dois flagelos.
De forma indireta:
Pelo acúmulo de ficotoxinas ao longo da cadeia trófica
– Florações de Dinophysis acuminata em Santa Catarina e
contaminação de moluscos
-Acúmulo de ficotoxinas em peixes de recifes de coral – Ciguatera:
Gambierdiscus toxicus, Prorocentrum spp, Coolia spp, Ostreopsis
spp
Todos esses efeitos nocivos tem custos associados
e podem ser mitigados de uma forma ou outra
Porém, qualquer das ações que visem mitigar os
problemas associados envolve conhecimento
multidisciplinar, onde a identificação da espécie
causadora é o início.
Impactos econômicos direto a saúde pública
link
Impactos na Europa
SBT Seafood toxin algal blooms