Estudo de organismos aquáticos invasores incrustantes relatadas em usinas hidrelétricas : identificação, detecção e impactos associados

Orientador: Prof. Dr. Antonio Ostrensky Neto

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Zootecnia. Defesa : Curitiba, 27/02/2020

Inclui referências

Resumo: Identificar corretamente as espécies aquáticas invasoras incrustantes, conhecer sua biologia, tentar minimizar e monitorar o processo de dispersão são fatores essenciais para o estabelecimento de métodos de gestão para o controle das mesmas. Métodos baseados em DNA ambiental (eDNA) são eficientes ferramentas metodológicas para a detecção precoce dessas espécies até mesmo quando sua abundância é relativamente baixa. O objetivo do presente estudo foi identificar, através de uma revisão sistemática da literatura, as principais espécies aquáticas invasoras incrustantes que têm afetado o funcionamento das UHE em todo o mundo, bem como analisar a distribuição geográfica, as estratégias de bioinvasão e o potencial de cada uma delas de causar danos operacionais às UHE. Ainda, esse estudo procurou avaliar, a partir de um processo de diluição serial, a sensibilidade e acurácia de métodos fluorometricos de quantificação de DNA de Limnoperna fortunei em amostras de DNA ambiental (eDNA). Por meio de uma extensa revisão de literatura utilizando como base a metodologia PRISMA, verificou-se que atualmente oito espécies invasoras incrustante de água doce ameaçam a operação da UHE: quatro moluscos (Dreissena polymorpha, Dreissena bugensis, Limnoperna fortunei e Corbicula fluminea); um cnidário (Cordylophora caspia), duas diatomáceas (Didymosphenia geminata e Gomphonema tarraleahae); e um briozoário (Plumatella fungosa). Essas espécies são distribuídas globalmente e utilizam diferentes estratégias de invasão e estruturas de fixação para anexar às estruturas hidráulicas da UHE. Dentre as espécies identificadas, L. fortunei e D. polymorpha foram as que mais apresentaram impacto ao setor hidroelétrico. Em experimento laboratorial utilizando o eDNA da espécie L. fortunei constatou-se que o método quantitativo por rtPCR mostrou-se muito mais sensível quando comparado ao fluorômetro Qubit®. Através do método rtPCR foi possível identificar até 10-6 ng/?L de DNA de L. fortunei em amostras de água, o que equivale a identificar a presença de um animal adulto em 920.000 L de água. Palavras chave: bioincrustação; invasão biológica; impactos econômicos; UHE; eDNA; detecção

Abstract: Managing control methods against invasive fouling aquatic species requires essential factors such as: proper identification, biology understanding, monitoring and minimizing dispersion process. Methods based on environmental DNA (eDNA) are efficient methodological tools during species early detection even when their abundance is relatively low. Therefore, the study purpose is to identify, through a systematic literature review, the main fouling invasive aquatic species that have affected the operation of HPPs worldwide as well as to analyze the geographic distribution, the bioinvasion strategies and the potential of each of them when causing operational damage to the HPPs. Furthermore, this study searched to evaluate, from a serial dilution process, the sensitivity and accuracy of fluorometric methods for quantifying the DNA of Limnoperna fortunei in environmental DNA samples (eDNA). Through an extensive literature review based on the PRISMA methodology, it was found that currently eight invasive fouling species of fresh water threaten the operation of the UHE: four molluscs (Dreissena polymorpha, Dreissena bugensis, Limnoperna fortunei and Corbicula fluminea); one cnidarian (Cordylophora caspia), two diatoms (Didymosphenia geminata and Gomphonema tarraleahae); and a bryozoan (Plumatella fungosa). These species are globally spread with different invasion strategies and fixation attaching to the hydraulic structures of the HPPs. Among the identified species, L. fortunei and D. polymorpha were the most impacted to the hydroelectric sector. In a laboratory experiment using L. fortunei eDNA it was found that the quantitative method by rtPCR proved to be much more sensitive when compared to the Qubit® fluorometer. Using the rtPCR method it was possible to identify up to 10-6 ng / ?L of L. fortunei DNA in water samples, which is equivalent to identifying the presence of an adult animal in 920,000 L of water. Keywords: biofouling; biological invasion; economic impacts; HPP; eDNA; detection