Variação temporal de Copepoda (crustacea) em torno da Rebio Arvoredo (27o.11'-27o.16'S e 48o.19'-48o24'W): grupos funcionais, interação com o microplâncton e com a dinâmica das massas de água

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Ecologia, Florianópolis, 2019

Copépodes possuem alta diversidade funcional e frequentemente dominam a comunidade planctônica em ecossistemas costeiros. Estes organismos atuam como os principais consumidores primários, consumindo fitoplâncton ou predando o microzooplâncton, ocupando uma posição chave nas cadeias alimentares marinhas. Estas características, associadas à alta densidade e importância nas cadeias tróficas, tornam fundamental o estudo das assembleias de copépodes para o entendimento do funcionamento dos ecossistemas marinhos. As comunidades planctônicas são estruturadas principalmente pela temperatura da água e disponibilidade de nutrientes. A plataforma sul do Brasil, onde está inserida a REBIO Arvoredo (~27°S-48°W), possui condições oligotróficas devido à predominância da Água Tropical nas camadas superiores. No entanto, esta condição muda sazonalmente na região costeira devido à ressurgência de águas frias e ricas em nutrientes (Água Central do Atlântico Sul) no verão, aporte continental de nutrientes via rios locais, assim como plumas de águas costeiras distantes como a Água da Pluma do Prata, que atinge a REBIO Arvoredo no inverno. No capítulo 1 foi investigada a hipótese de que os grupos funcionais de copépodes respondem à variabilidade sazonal da região durante verão e inverno ao longo de três anos consecutivos. Foram registrados seis grupos funcionais, a maioria deles composta principalmente por pequenas espécies de filtradores e dispersoras de ovos (egg broadcasters). Além disso, a área foi dominada por espécies onívoras com preferências herbívoras, principalmente nos invernos. Os resultados mostraram que a estratégia de desova, combinada à estratégia alimentar, foi o principal traço funcional a definir os grupos. A predominância de copépodes filtradores dispersores é devida à primeira característica ser a estratégia de alimentação mais eficiente, mesmo em ambientes com pouco alimento disponível, associada a uma estratégia reprodutiva com baixa exigência energética. Ao contrário disto, espécies com estratégia alimentar de emboscada (ambush feeders) e que incubam seus ovos (retentoras) foram privilegiadas quando houve maior disponibilidade de alimento e assim aumentava a possibilidade de encontro com suas presas. No capítulo 2, a hipótese analisada é que as cadeias alimentares planctônicas, baseadas nas assembleias de copépodes e comunidades de microplâncton, respondem à variabilidade de nutrientes, que está ligada à sazonalidade das massas de água, durante o inverno de 2014 e verão de 2015. Os resultados das redes de coocorrência revelaram que existem comunidades bem distintas de inverno e verão. No inverno, houve uma distribuição uniforme dos copépodes e diatomáceas, com a prevalência de uma cadeia alimentar baseada em herbívoros em toda área, associada à homogeneidade ambiental. Durante o verão, esta cadeia permaneceu restrita à região da bacia do Rio Tijucas, associada ao aporte continental de nutrientes, sendo substituída por uma cadeia mais longa, com a presença de copépodes onívoros e carnívoros e maior ocorrência de ciliados, associados às características oligotróficas da Água Tropical presente nas camadas superficiais. Estes resultados sugerem que a comunidade planctônica da REBIO Arvoredo é determinada pela homogeneidade da água durante o inverno e pela heterogeneidade ambiental do verão. Os resultados dos dois capítulos permitiram compreender que a comunidade planctônica da região é estruturada pela sazonalidade subtropical e que a alta riqueza, típica de águas tropicais, e a dominância de pequenos copépodes generalistas, refletem a complexidade oceanográfica e as propriedades transicionais da região do entorno da REBIO Arvoredo.

Abstract: show a high functional diversity and often dominate the planktonic community in coastal ecosystems. These organisms act as the major primary consumers, grazing on phytoplankton or feeding on microzooplankton, playing a key role in the marine food webs. These features, associated with their high abundance, demonstrate the importance of studying copepod assemblage essential to understand marine ecosystems. Plankton communities are structured mainly by water temperature and nutrient availability. The Southern Brazilian shelf, where REBIO Arvoredo (~ 27 ° S-48 ° W) is located, has oligotrophic conditions due to the predominance of Tropical Water in the upper layers. However, this status changes seasonally in the coast due to the upwelling of nutrient-rich and cold waters (South Atlantic Central Water) in the summer, continental nutrient runoff by local rivers, as well as coastal plumes, such as the Plata Plume Water, which reaches REBIO Arvoredo during the winter. In Chapter 1 we investigated the hypothesis that copepods functional groups respond to the seasonal variability during summer and winter over three consecutive years. Six functional groups were recorded, mostly small broadcasters species with filter feeding strategy. In addition, the area was dominated by omnivorous organisms with herbivore preferences, especially in winters. The results showed that the spawning strategy, combined with feeding strategy, was the main functional trait to define groups. The predominance of broadcasters and filter feeders is due to the efficiency of the filter feeding strategy, even in environments with low availability of food, associated with a reproductive strategy that demands low energy. In contrast, ambush feeders and sac spawners took advantage when food availability was high since it increased the encounter probability between predator and their prey. In Chapter 2, we analyzed the hypothesis that planktonic food webs, based on copepod assemblages and microplankton communities, respond to the variability of nutrient, which is linked to the seasonality of water masses, during the winter 2014 and summer 2015. The co-occurrence networks results showed that there were distinct communities in winter and summer. In winter, there was a uniform distribution of copepods and diatoms, with the prevalence of a food web based on herbivorous in the whole area, associated with environmental homogeneity. During the summer, this short chain was restricted to the bay area, associated to the continental runoff, being displaced by a long chain, with the presence of omnivorous and carnivorous copepods and a high occurrence of ciliates, associated to the oligotrophic Tropical Water in surface layers. These results suggested that the planktonic community of REBIO Arvoredo was determined by the water homogeneity during the winter and by the water heterogeneity during summer. The results of the two chapters showed that the planktonic community of the area is structured by the subtropical seasonality. In addition, the high richness, typical of tropical waters, and the dominance of small generalist copepods revealed the oceanographic complexity and the transitional properties of the environment in the REBIO Arvoredo surroundings.