Inland aquatic ecosystems play an important role in the global carbon cycle as they actively mineralize large amounts of terrestrial organic matter. However, there is not much evidence that this allochthonous organic matter affects the energy and matter flow through trophic chain via the microbial food web in tropical reservoirs. We hypothesize that the fresh terrestrial dissolved organic matter (DOM) input in aquatic ecosystems increases net heterotrophy via microbes. A field experiment was conducted in mesocosms, with two treatments: one received detritus input of freshly sampled terrestrial vegetation and the other treatment had no additions (control). The detritus input resulted in increased net heterotrophy and respiration rates after 2 days and increased primary production after 21 days. Moreover, it also changed the zooplankton community to the dominance of copepods, cyclopoids and rotifers, which could have stabilized bacterial abundance and increased bacterial respiration (BR). Our results suggest that fresh terrestrial organic matter input in aquatic systems experiencing wide water level fluctuations (e.g. due to changes in climatic patterns) affect metabolism through two main pathways: (i) initially increasing net heterotrophy via direct DOM bacterial
Estequiometria Ecológica é o campo de estudo que relaciona a composição química de organismos com a disponibilidade dos elementos no ambiente. A maioria dos estudos neste campo versam sobre Carbono, Nitrogênio e Fósforo devido a sua grande importância na composição dos organismos para funções metabólicas e por seu importante papel biogeoquímico. Alfred Redifield, em 1930, associou a composição química do plancton marinho à disponibildade de nutrientes no meio. Estabeleceu-se assim a constante de Redfield 106 C: 16 N: 1 P esta proporção entre a composição química dos microrganismos e seu meio foi utilizada durante muito tempo nos estudos de Estequiometria Ecológica, sobretudo no meio aquático, mas com o avanço das pesquisas percebeu-se que a constante não era válida para todos os tipos de ecossistemas aquáticos, principalmente os dulcícolas devido a várias características físicas e químicas que os diferem dos oceanos. Em estudos microbianos, a Estequiometria Ecológica é uma importante ferramenta no entendimento do metabolismo desses organismos, assim como na compreensão do funcionamento dos ecossistemas, pois bactérias são a base das relações tróficas e estão conectadas também com a disponibilização de matéria orgânica para o meio, assim como na ciclagem de nutrientes. A composição nutricional das bactérias é fortemente influenciada pela taxa de crescimento desses organismos. Por isso, fenômenos capazes de regular o metabolismo bacteriano são centrais para o funcionamento dos ecossistemas aquáticos. A luminosidade, temperatura e precipitação são fatores ambientais capazes de afetar o metabolismo dos organismos e apresentam ampla variação com a latitude (e.g. aumento da temperatura média com a diminuição da latitude). Portanto, comunidades microbianas em diferentes latitudes devem apresentar diferentes composições químicas. Este trabalho visa, primeiramente, abordar como a Estequiometria Ecológica pode explicar o funcionamento dos ecossistemas aquáticos naturais, com foco nas comunidades bacterianas e no séston e também como esta ciência pode ser utilizada na compreensão do funcionamento ecológico dos ecossistemas frente a impactos antrópicos, como as mudanças climáticas e descarga excessiva de nutrientes. Depois, investigamos como a latitude em que os ecossistemas se encontram e seu estado trófico podem influenciar na composição química de séston e bactérias e como cada compartimento desse se comporta em diferentes situações ambientais estabelecidas pela latitude, como luminosidade e temperatura e a disponibilidade de nutrientes como N e P, que determinam o estado trófico do sistema. Para isso, as quantidades de nutrientes (C, N e P) presentes no séston e nas bactérias foram determinadas em todas as frações filtradas por meio de análise no TOC-V (Shimadzu + SSM) e por espectrofotometria. Espera-se encontrar maiores razões C: nutrientes em ambientes de baixas latitudes, devido às condições associadas (maior luminosidade e temperatura), em comparação com ambientes de alta latitude.
Aquatic ecosystems are under different anthropogenic pressures, such as climate change, eutrophication, chemical pollution, overfishing, and introducing exotic species. Human activities have accelerated biogeochemical cycles forcing organisms and ecosystems to adapt. Most ecological stoichiometry studies are focused on carbon, nitrogen, phosphorus, and their relative proportions. Still, the possibilities for investigations using other elements to better understand the impacts of human pressures on aquatic ecosystems are vast. Therefore, here we explore how different anthropogenic activities influence ecosystem balance in terms of nutrient composition and stoichiometry. We conclude that human interventions have affected the functioning of aquatic ecosystems in terms of energy flow due to stoichiometric imbalances. We also conclude that the interplay between macro and micronutrient stoichiometry might raise important axioms to predict and understand human impacts on the functioning of aquatic ecosystems.
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