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PLANCTONI.I. Principais grupos. Critrios de classificaoPrincipais grupos. Critrios de classificao
Distribuio e relao com os factores fsicoDistribuio e relao com os factores fsico--qumicos e qumicos e biolgicosbiolgicosDistribuio horizontalDistribuio horizontalDistribuio verticalDistribuio verticalMicrodistribuioMicrodistribuioMigraesMigraes
II. Produo planctnica. Fotossntese e quimiossntese.II. Produo planctnica. Fotossntese e quimiossntese.Seleco de alimento. Resposta funcional e numricaSeleco de alimento. Resposta funcional e numricaRelao inversaRelao inversaRepartio de energiaRepartio de energiaCadeia alimentar e transferncia de energia Cadeia alimentar e transferncia de energia Mtodos de medida da produo planctnicaMtodos de medida da produo planctnicaEstaes ocenicasEstaes ocenicasVariaes sazonais. ExemplosVariaes sazonais. Exemplos
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PLANCTON
Domnio pelgicoDomnio pelgico((PelagosPelagos))
Domnio bnticoDomnio bntico((BenthosBenthos))
SestonSeston NeustonNeuston(hiponeuston)(hiponeuston)
PlanctonPlancton
Necton Necton ((micronecton)micronecton)
SuprabenthosSuprabenthos
BenthosBenthos
Coluna de gua
Coluna de gua
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PLANCTON Divises clssicas
BacterioBacterio--PlanctonPlancton
Micronecton (p.exMicronecton (p.ex Cifozorios)Cifozorios)
Suprabenthos (p.ex Misidceos)Suprabenthos (p.ex Misidceos)
ZooZoo--FitoFito--
holoplanctonholoplanctonmeroplanctonmeroplancton
Neuston (p.ex Sifonforos)Neuston (p.ex Sifonforos)
Divises clssicas
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PLANCTON
DIMENSES DOS ORGANISMOS
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PLANCTON
ADAPTAES VIDA PELGICA
FlutuabilidadeFlutuabilidadeAumento da relao superfcie:volumeAumento da relao superfcie:volume
Morfologia do corpo, ramificao dos Morfologia do corpo, ramificao dos apndices, presena de sedas, apndices, presena de sedas, organizao em colniasorganizao em colnias
Diminuio do pesoDiminuio do pesoRegulao fisiolgica (flutuadores de Regulao fisiolgica (flutuadores de presso varivel, incluses lipdicas, presso varivel, incluses lipdicas, controlo inico, vacuolizao)controlo inico, vacuolizao)Espessura das conchasEspessura das conchas e frstulase frstulas
TransparnciaTransparncia (homocromia)(homocromia)BioluminescnciaBioluminescncia
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PLANCTONDIMENSES E BIOMASSA
Contribuio dos principais grupos planctnicos para a biomassa(n indiv x volume esfrico equivalente)
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PLANCTONDIMENSES E ABUNDNCIA
1m (d)
Mediterrneo.Abundncia relativa de organismos de diferentes tamanhos (Rodriguez, 1994)
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PICO- NANO- e MICROPLANCTON
bactrias
flagelados
cocolitofordeococolitofordeo
foraminferoforaminfero ciliadotintindeo
diatomceas
dinoflagelados
Metabolismo verstilMetabolismo verstilAutotrofiaAutotrofia (produtores (produtores primrios)primrios)HeterotrofiaHeterotrofia
ParasitismoParasitismo
SimbioseSimbiose
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PRODUTORES PLANCTNICOS UNICELULARES
: 5m
diatomceas
cocolitofordeodinoflagelado silicoflagelado
BarrasMicrofotografias de esqueletos
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SEDIMENTOS DOS FUNDOS OCENICOS
(adaptado de Wright, 1977-78)
Vasas calcreas
Vasas siliciosas
Sedimentosde origem glaciar
Sedimentos derivados das massas continentais adjacentes
Argilas vermelhas
SiSi CaCOCaCO33
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DISTRIBUIO
DISTRIBUIO HORIZONTAL E VERTICAL
Factores fsicoFactores fsico--qumicosqumicosViscosidade (temperatura)Circulao ocenica global (larga escala)Gradientes de luz, temperatura e nutrientes UpwellingCorrentes de mar Escorrncias dos rios
Factores biolgicosFactores biolgicosHbitos alimentaresCiclo de vida e parmetros demogrficos
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SISTEMAS DE UPWELLING E DIVERGNCIA
A
BC
DDivergncia Tropical Divergncia Tropical
Divergncia AntrticaDivergncia Antrtica
SISTEMAS DE UPWELLING COSTEIRO: A- Peru; B - Corrente da Califrnia; C - noroeste de Africa; D - sudoeste de frica
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NUTRIENTES DISTRIBUIO DE NITRATO ESCALA GLOBAL
NONO33 (M)(M)
A
BC
D
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FITOPLANCTON DISTRIBUIO ESCALA GLOBAL
Divergncia Divergncia Tropical Tropical
SISTEMAS DE UPWELLING COSTEIRO: A- Peru; B - Corrente da Califrnia; C - noroeste de Africa; D - sudoeste de frica
Divergncia AntrticaDivergncia Antrtica
A
BC
D
http://daac.gsfc.nasa.govhttp://daac.gsfc.nasa.gov
> produtividade
< produtividade
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PRODUTIVIDADE PRIMRIA PLANCTNICA
mg C m-2 d-1
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BIOMASSA FITOPLANCTNICA (CLOROFILA)http://daac.gsfc.nasa.govhttp://daac.gsfc.nasa.gov
Atlntico NorteAtlntico Norte(inverno)(inverno)
> produtividade
< produtividade
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PRODUTIVIDADE FITOPLANCTNICA
E NUTRIENTES> 2
0,25 - 2
< 0,25
PO4- P (g at l-1)
OCEANO PACFICO
> 250
100 - 250
< 100
Produtividade fitoplanctnica (mg C m-3 d-1)
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ZOOPLANCTON - ATLNTICO NORTEDistribuio horizontal e relao com a hidrografia
BIOVOLUME (ml 1000m-3)
G
C
NEq
Correntes
G - Golfo
C - Canrias
A NEq - Norte equatorialA - Antilhas
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ECOSSISTEMAS PLANCTNICOS SUBTROPICAIS
Caractersticas: Upwellingcosteiro
Divergnciaequatorial
Giro central
Velocidade vertical (cm s-1) 102-103 10-3-10-4 10-4-10-5
NO3-N (g at l-1) 20-30 20-30 0-5
Produo primria (gm-2d-1) 1-10 1-5 0,1-0,5
Fitoplancton (mgC mgCla-1h-1) 60-180 45-90 15-30
Dimenso das clulas grandes pequenas
Biomassa mdia dos herbvoros (gC ind-1) 40-100 4-40 4-40
Mobilidade dos herbvoros alta baixa +baixa
Variabilidade temporal dos herbvoros alta baixa +baixa
Nveis trficos 1-2 3-4 5-6
Produo no topo alta intermdia baixa
(Adaptado de Walsh,1976)
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BACTERIOPLANCTON
t2 t3
Distribuio vertical de bactrias
decompositoras
(Oceano aberto)
t0 t1
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FITOPLANCTON Distribuio vertical de clorofila (mg m-3)
t2 t3t1t0
Gyre, Mar da IrlandaBaa de S.Francisco, EUA
Set
Abr
h
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:
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DISTRIBUIO VERTICAL- LUZ
t2 t3t1t0
Penetrao dos diferentes comprimentos de onda (%)
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ESPECTRO DE ABSORO DE DIFERENTES PRODUTORES
v b g y o r
PigmentosAbsoro
Cl a, b e cFicoxantinasFicoeritrinasFicocianinas
visvel
A presena de pigmentos acessrios uma importante adaptao fiA presena de pigmentos acessrios uma importante adaptao fisiolgica siolgica s condies de mistura turbulenta e ao afundamento.s condies de mistura turbulenta e ao afundamento.
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TEMPERATURA DISTRIBUIO VERTICALPERFIL DO OCEANO ATLNTICO
Divergncia Divergncia Tropical Tropical
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TEMPERATURA DISTRIBUIO VERTICALPERFIL DO OCEANO ATLNTICO
Divergncia Divergncia Tropical Tropical
2000m2000m
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ZOOPLANCTON - DISTRIBUIO VERTICALOceano Pacfico
>500
500-100
100-50
50-10
1-0,5
5-1
10-5
0,5-0,1
0,1-0,05
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MICRODISTRIBUIO (PATCHINESS)
Causas da Causas da microdistribuiomicrodistribuio::
Mecanismos fsicosMecanismos fsicosCirculao e turbulncia escala regional (ventos)Circulao e turbulncia escala regional (ventos)Condies de fronteira, gradientes de luz, temperatura, salinidaCondies de fronteira, gradientes de luz, temperatura, salinidadede
Mecanismos sociais e demogrficosTaxas de reproduoAssociao em grupos mveis(proteco, reproduo)
Mecanismos fisiolgicos e Mecanismos fisiolgicos e comportamentaiscomportamentais relacionados relacionados com o consumo de recursoscom o consumo de recursos
Heterogeneidade de nutrientesHeterogeneidade de nutrientesDiferentes respostas numricasDiferentes respostas numricasCompetio Competio interspecficainterspecfica
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MICRODISTRIBUIO
UpwellingUpwelling costeirocosteiro
EsturiosEsturios
Topografia Topografia Formao de Formao de termoclinastermoclinas, , nutriclinasnutriclinas......
ESCALA REGIONAL / LOCALESCALA REGIONAL / LOCAL
EstratificaoEstratificao
Mistura Mistura --gradiente de gradiente de salinidadesalinidade
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MICRODISTRIBUIOFactores fsicos (hidrodinmica)
Vrtices de Langmuir
. A - flutuabilidade neutra (ao acaso)B - flutuabilidade negativa (agregao em upwelling)C - flutuabilidade positiva (agregao em downwelling)D, E, F - agregao nadando contra a corrente (relao com a luz)
>3m s-1
at 400m compr
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MICRODISTRIBUIO
Mecanismos sociais e demogrficos
Associao em grupos mveis(proteco, reproduo)
Agregao de misidceos
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FITOPLANCTON
PERFIS DE BIOMASSA http://botany.uwc.ac.za
Biomassa (mgCla m-3)
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FITOPLANCTON
Produo primria e microdistribuio
Biomassa (mgCla m-3)Taxa de fotossntese (mgC mgCla d-1)
R PPL
R
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PPB
Prof.Comp.P=R
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t2 t3t1t0
FACTORES: LuzNutrientesTaxa de crescimento
ESTRATIFICAO / MICRODISTRIBUIO
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MIGRAES VERTICAIS
As migraes verticais surgem em resposta a
Condies fsico-qumicas do meio (luz, temperatura, correntes)
Preferncias alimentares
Evitamento de predadores
Estratgias reprodutivas
Comportamento social
As migraes verticais surgem em resposta a
Condies fsico-qumicas do meio (luz, temperatura, correntes)
Preferncias alimentares
Evitamento de predadores
Estratgias reprodutivas
Comportamento social
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m
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MIGRAES VERTICAIS
Intensidade luminosa (%)min opt max DISTRIBUIO
VERTICAL EM RESPOSTA LUZ
2 m
27 m24 m
16 m
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m
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A Curva de penetrao da luz
B Distribuio vertical de uma espcie eurilume
C - Distribuio vertical de uma espcie estenolumeN ind
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MIGRAES VERTICAIS
DISTRIBUIO VERTICAL EM RESPOSTA TEMPERATURA
5 10 15 5 10 1510 15 20
Temperaturas superfcie superiores a ~12 C impedem a migrao nictemeral de Mysis relicta(ptimo a 10C, > n de indivduosm-3)
Vero Temperatura C
termoclina10 indm-3
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A termoclina condiciona as migraes
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MIGRAES NICTEMERAIS
Calanus Cosmetria Misidceo
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MIGRAES NICTEMERAIS
Cosmetria Misidceo
Variao com o estado de desenvolvimento
estados larvares (copepodito V)
CalanusCalanus finmarchicus, Loch Fyne Esccia
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ZOOPLANCTON
DSL - DEEP SCATTERING LAYER
Ecograma registado entre as 23:00 e 1:00 (Pacfico Este)
Densidade de C. cristatus (ind.m-3)
0 m
40 m
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(
m
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MICRODISTRIBUIO - ESCALAS
MicrodistribuioMicrodistribuio em larga em larga escala escala -- 3 Km3 Km
MicrodistribuioMicrodistribuio em em pequena escala pequena escala --distncia mnima entre distncia mnima entre manchas detectadas 14mmanchas detectadas 14m
Zooplancton em registo contnuo (Wiebe, 1970)
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MICRODISTRIBUIOVARIABILIDADE NO ESPAO
ESCALAS: 105 m a 10-1 m
CO2sup.
Clorofila (10m prof)
Zooplancton - arrasto sup.
Fitoplancton - uptake de 14C
regresso
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MICRODISTRIBUIO
agregaoagregao
RELAO COM A HIDRODINMICA
E FACTORES BIOLGICOS
Os organismos do Os organismos do planctonplanctonno so meros no so meros traadorestraadoresdos movimentos das massas dos movimentos das massas de gua...de gua...
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MICRODISTRIBUIO
CONSEQUNCIAS ECOLGICAS
AlimentaoAlimentao - resposta agregada dos predadores a elevadas densidades de presas (maior
eficincia)
Reduo do risco de ser comidoReduo do risco de ser comido - a agregao reduz o risco mesmo que possa atrair predadores
Efeitos demogrficosEfeitos demogrficos - a baixa turbulncia pode promover a microdistribuio de presas e a
frequncia dos encontros. Turbulncia elevada prejudicial para o crescimento e reproduo
Uso e seleco do habitatUso e seleco do habitat - os organismos seleccionam manchas diferentes consoante os
recursos nelas presentes
Organizao socialOrganizao social - quando a competio do tipo interferncia (contest) as manchas mais
favorveis so ocupadas primeiro. Excesso de indivduos tendero a utilizar reas menos
favorveis (efeitos demogrficos)
DispersoDisperso - muitos indivduos percorrem distncias curtas numa mesma mancha; poucos
indivduos percorrem distncias longas de uma mancha para outra. A distribuio espacial das
manchas e a frequncia de alteraes que estas sofrem afectam a necessidade ou as vantagens
da disperso a longas distncias
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PRODUO DE MATRIA ORGNICA
nH2A+2H2O nAO+4n[H++e-]substrato reduzido produto oxidado
BACTERIOPLANCTON - quimiossntese
12NADH2+18ATP+6CO2 C6H12O6+6H2O+18ADP+18P+12NAD
FITOPLANCTON - fotossntese
nCO2+2nH2A nCH2O+2nA+nH2Oluz
pigmentos
H2O - em presena de oxignioH2S em anxia
C6H12O6
C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O+36ATPRESPIRAO AERBIA
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PRODUO PRIMRIA
PRODUO PRIMRIA - Substratos, oxidantes e produtos finaisDadores de e-(substratos reduzidos)
Receptores de e-(oxidantes)
Produto final(oxidado)
FOTOSSNTESE (LUZ)Presena de O2 H2O CO2 O2Ausncia de O2 H2S, H2 CP2 S0, SO42-
QUIMIOSSNTESEB. nitrificantes NO2-, NH4+, NH2OH O2,NO3- NO3-, NO2-B. sulfo-redutoras* H2S, S0, S2O3- O2 S0, SO42-B red. hidrognio* H2 O, SO4 H2OB. red. metano* CH4 O2 CO2B. red. ferro* Fe2+ O2 Fe3+B. red. CO* CO H2 CH4
* tambm heterotrficos
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BACTERIOPLANCTON
Dimenses:
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PRODUO PRIMRIARELAO COM A LUZ
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Pmaxsaturao
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(
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Ponto de compensao
Intensidade luminosa (I)Intensidade luminosa (I)
1, 2 - comunidades de luz atenuada 3 - comunidade de luz intensaFotossntese vs. luz
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PRODUO PRIMRIA - Factores limitantesP
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g
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Temperatura C
Variaes sazonais (Baia de Tquio)
Fosfato (g at l-1)
LUZ/TEMPLUZ/TEMPNUTRIENTES/TEMPNUTRIENTES/TEMP
P
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x
m
g
C
m
g
C
l
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h
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1
NUTRIENTES/TEMPNUTRIENTES/TEMP
Temp C
Pmax
Temp
P pot
PLANCTONPLANCTONPLANCTONPLANCTONPLANCTONPLANCTONDIMENSES E BIOMASSAPLANCTONDIMENSES E ABUNDNCIAPICO- NANO- e MICROPLANCTONPRODUTORES PLANCTNICOS UNICELULARESSEDIMENTOS DOS FUNDOS OCENICOS2.Distribuio horizontal e vertical.pdfDISTRIBUIOSISTEMAS DE UPWELLING E DIVERGNCIANUTRIENTES DISTRIBUIO DE NITRATO ESCALA GLOBALFITOPLANCTON DISTRIBUIO ESCALA GLOBALPRODUTIVIDADE PRIMRIA PLANCTNICABIOMASSA FITOPLANCTNICA (CLOROFILA)PRODUTIVIDADE FITOPLANCTNICA E NUTRIENTESZOOPLANCTON - ATLNTICO NORTEDistribuio horizontal e relao com a hidrografiaECOSSISTEMAS PLANCTNICOS SUBTROPICAISBACTERIOPLANCTONFITOPLANCTON Distribuio vertical de clorofila (mg m-3)DISTRIBUIO VERTICAL- LUZESPECTRO DE ABSORO DE DIFERENTES PRODUTORESTEMPERATURA DISTRIBUIO VERTICAL PERFIL DO OCEANO ATLNTICOTEMPERATURA DISTRIBUIO VERTICAL PERFIL DO OCEANO ATLNTICOZOOPLANCTON - DISTRIBUIO VERTICAL Oceano Pacfico
3.Microdistribuio.pdfMICRODISTRIBUIO (PATCHINESS)MICRODISTRIBUIOMICRODISTRIBUIOMICRODISTRIBUIOFITOPLANCTONFITOPLANCTONMIGRAES VERTICAISMIGRAES VERTICAISMIGRAES VERTICAISMIGRAES NICTEMERAISMIGRAES NICTEMERAISZOOPLANCTONMICRODISTRIBUIO - ESCALASMICRODISTRIBUIOMICRODISTRIBUIOMICRODISTRIBUIO
4.Produo primria.pdfPRODUO DE MATRIA ORGNICAPRODUO PRIMRIABACTERIOPLANCTONPRODUO PRIMRIARELAO COM A LUZPRODUO PRIMRIA - Factores limitantes