Export this record: EndNote BibTex

Please use this identifier to cite or link to this item: https://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/6958
Document type: Tese
Title: Uso de isótopos estáveis de carbono (12C,13C) e nitrogênio (14N, 15N) como indicadores do fluxo de matéria e estrutura trófica em ambientes aquáticos : propostas metodológicas para a superação de pressupostos e limitações de técnicas analíticas
Author: Bastos, Rodrigo Ferreira 
Advisor: Fontoura, Nelson Ferreira
First advisor-co: Garcia, Alexandre Miranda
Second Advisor-co: Winemiller, Kirk O.
Abstract (native): Uma questão central no entendimento da ecologia aquática é a origem e o fluxo de matéria e energia nas teias alimentares. Diversas hipóteses e teorias tentam explicar (1) os diferentes níveis de contribuição da produção nos ambientes terrestres (2) os diferentes comprimentos de cadeia trófica entre diferentes porções e diferentes tipos de ambientes aquáticos. Há cerca de 60 anos, as razões isotópicas dos componentes das tramas tróficas, principalmente carbono (δ13C) e nitrogênio (δ15N), tem sido empregadas para identificar e quantificar as relações entre eles. O carbono proporciona a identificação das fontes de matéria, pois sua razão isotópica muda pouco entre o consumidor e o recurso. Já o nitrogênio propicia a oportunidade de mensuração das posições tróficas dos consumidores, uma vez que sua razão isotópica muda de maneira similar entre um nível trófico e o subsequente. Desde então, diversas técnicas analíticas emergiram para a superação dos pressupostos e limitações no uso dos isótopos estáveis. Pelo menos dois fatores chave são identificados para estimar posições tróficas, traçar a assimilação de recursos e comparar estes em diferentes situações: (1) a consideração dos valores isotópicos na base das cadeias, ou baselines, e (2) os fatores de discriminação trófica (FDT), ou seja, a mudança que ocorre nas razões isotópicas entre uma fonte de matéria e o organismo que consome esta. No primeiro capítulo a estrutura trófica de uma lagoa e um banhado na Estação Ecológica do TAIM foi acompanhada durante o período seco (verão) e o de inundação (inverno). A hipótese de que a lagoa, por ser um ambiente maior e mais estável que o banhado apresentaria uma (1) complexidade trófica maior, e que o banhado, por ser menor e mais instável (2) apresentaria maior relação com material terrestre, principalmente no inverno foi trabalhada. Além disso, é feita a proposição do uso da posição trófica (PT) em substituição ao δ15N para as medidas verticais das teias alimentares, pois assim é considerado o baseline de cada situação comparada. A estrutura trófica do banhado foi mais simples do que a da lagoa, e foi mais ligada ao material terrestre durante o inverno, período em que os comprimentos das cadeias tróficas foram mais elevados, corroborando hipóteses relacionadas ao tamanho, pulso hidrológico e estabilidade dos ambientes. No segundo capítulo, populações do barrigudinho Jenynsia multidentata, um consumidor omnívoro, foram estudadas ao longo de um gradiente estuarino para avaliar o efeito do uso de diferentes valores de FDT, incluindo os associados com dietas específicas (carnívora e herbívora) sobre as estimativas de assimilação e PT. Ademais, um novo método para estimativa de PT de consumidores sujeitos a diferentes fontes de variação nos FDT, foi proposto. O novo método (TPPA) considera a proporção de assimilação de cada fonte alimentar e o FDT associado a esta, sendo o valor proporcional de assimilação usado como peso do FDT de cada fonte para o FDT final. Os resultados mostraram que grande parte do material vegetal consumido não foi assimilado e assim, mesmo quando animais foram menos ingeridos, estes foram o recurso mais assimilado. Além disso, o método proposto foi o mais adequado para traçar a assimilação e a PT revelando que o uso de médias amplamente usadas podem não ser adequadas quando o consumidor apresenta diferentes tipos de dieta. Os resultados aqui obtidos, além de contribuir para um maior conhecimento acerca da estrutura e funcionamento de áreas de preservação globalmente importantes e presentes no estado do Rio Grande do Sul, colaboram para a melhoria das técnicas analíticas envolvendo isótopos estáveis como traçadores de matéria ao longo das tramas tróficas.
Abstract (english): One of the key stones of aquatic ecology field is the understanding on the origin and flow of energy and matter along food webs. Several hypotheses and theories try to explain (1) the differential contribution levels of production in terrestrial habitats and (2) the differential trophic chain lengths between different parts and types of aquatic habitats. About 60 years ago, the isotopic ratios of the components of trophic webs, mainly carbon (δ13C) and nitrogen (δ15N), has been used to identify and quantify the relationships between them. Carbon provides the identification of sources of matter because its isotope ratio almost no change between the consumer and the resource. On the other hand, the nitrogen provides the opportunity to measure the trophic position of consumers, since their isotopic ratio changes in a similar way between subsequent trophic levels. Since then, various analytical techniques have been emerged to overcome the assumptions and limitations on the use of stable isotopes. At least two key factors are identified for estimating trophic positions, to trace the assimilation of resources and to compare these in different situations: (1) the consideration of isotopic values on the baseline of the food webs, and (2) the trophic discrimination factors (TDF), or the change which occurs in the isotope ratios between a source and the organism that consumes it. In the first chapter, the trophic structure of a lake and a wetland at Taim Ecological Station was evaluated during the dry (summer) and wet (winter) seasons. The hypothesis are that the lake, a larger and more stable habitat, will present (1) a larger trophic complexity whereas the wetland, being smaller and more instable will present (2) greater relationship with terrestrial sources, especially during flood period. In addition, the proposition of the use of trophic position (PT) replacing δ15N as proxy for vertical dimension on the isotopic space metrics, was made in order to consider differences in baselines between situations. The trophic structure of the wetland was simpler than the lake, and was more related to terrestrial material during flood, as well as the trophic length was higher during flood, confirming those hypotheses related to the size, hydrological pulse and stable environments. In the second chapter, populations of livebearer Jenynsia multidentata, an omnivore consumer, were studied over a estuarine gradient to evaluate the effect of using different values of TDF, including those associated with specific diets (carnivore and herbivore), on the assimilation and PT estimates. Furthermore, a new method for TP estimation of consumers subject to different sources of variation in the FDT was proposed. The new method (TPPA) takes the proportion of food assimilation estimates for each source and its associated TDF, with this being the proportional value used to give weight for TDFs of each source to the final TDS. The results indicated that most of the plant material consumed was not assimilated, and thus even when animals were less ingested, these were the most assimilated resource. Furthermore, the proposed method was suitable to trace the assimilation and reveal that the use of widely used means of TDFs may not be suitable when the consumer presents different types of diet. The results obtained, contribute to improve the knowledge about the structure and functioning of globally important conservation areas present in the Rio Grande do Sul state and also seem to contribute to the development of analytical techniques involving stable isotopes as tracers along the food webs.
Keywords: ECOLOGIA AQUÁTICA
ISÓTOPOS
ECOSSISTEMA
ZOOLOGIA
CNPQ Knowledge Areas: CIENCIAS BIOLOGICAS::ZOOLOGIA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul
Institution Acronym: PUCRS
Department: Faculdade de Biociências
Program: Programa de Pós-Graduação em Zoologia
Access type: Acesso Aberto
URI: http://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/6958
Issue Date: 17-Mar-2016
Appears in Collections:Programa de Pós-Graduação em Ecologia e Evolução da Biodiversidade

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
TES_RODRIGO_FERREIRA_BASTOS_COMPLETO.pdfTexto Completo2.49 MBAdobe PDFThumbnail

Download/Open Preview


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.