Universidade Federal de Minas Gerais Instituto de Ciências Biológicas

1. 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

2. 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

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

4. 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

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

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

7. 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

8. 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

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

10. 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

11. 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

12. 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

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

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

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

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

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

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

19. 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

20. 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

21. 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

22. 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

23. 1 1 1 2 1. % g-1 PSRF; 2. gramas. • Experimento 1 - Características dos detritos foliares: • Teste de Tukey: • M. guyanensis • M. chartacea • P. brasiliense e Ocotea sp. Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos

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

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

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

27. 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

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

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

30. 100 100 100 80 80 80 60 60 60 40 40 40 20 20 20 * * 0 0 0 100 100 100 80 80 80 60 60 60 40 40 40 20 20 20 0 0 0 • Composição em Grupos Tróficos Funcionais: Abundância Relativa Tempo (dias) Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos

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

32. 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

33. 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

34. 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

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

36. O que é melhor? Este ambiente... Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos

37. Ou este... Decomposição de Matéria Orgânica Alóctone em Riachos

38. 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!!!