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ESCOLA SUPERIOR AGRÁRIA DE BRAGANÇA

CURSO DE ENGENHARIA DO AMBIENTE E TERRITÓRIO/FLORESTAL

ECOLOGIA DE SISTEMAS AQUÁTICOS/ORDENAMENTO DAS ÁGUAS INTERIORES

3º ANO / 2º SEMESTRE

TRABALHO PRÁTICO Nº 3

BIOTA- Macroinvertebrados bentónicos

INTRODUÇÃO

Os macroinvertebrados aquáticos, também designados por macrofauna bêntica,

macrobenthos e macrofauna de fundo, são organismos que vivem no benthos pelo menos

durante uma parte do ciclo de vida. Os principais grupos taxonómicos que vivem no meio

aquático são os Anelídeos, Moluscos, Crustáceos e Insectos. Existe um grande nº de

espécies e apresentam uma grande variedade de formas e ciclos de vida, que ao

contrário de outros organismos aquáticos, contemplam uma fase aérea. Paralelamente,

constituem um importante elo no processamento da matéria orgânica de origem vegetal

(algas, macrófitos, folhas, troncos, etc.) tendo uma função de reciclagem de nutrientes

nos ecossistemas aquáticos. São ainda a principal fonte de alimento da maioria das

espécies piscícolas (Vidal-Abarca Gutierrez et al., 1994, Hauer & Resh, 1996).

GENERALIDADES SOBRE OS PRINCIPAIS GRUPOS DE MACROINVERTEBRADOS

PLATHELMINTHES- Podem viver em ambientes lóticos e lênticos. Têm uma forma

aplanada e caracterizam-se pela ausência de estruturas quitinizadas ou calcárias. O

seu ciclo de vida desenvolve-se por completo na água.

ANNELIDA- São representados por organismos que pertencem às classes dos

oligoquetas (ex. minhocas) e hirudíneos (ex. sanguessugas). Possuem, por norma,

elevada tolerância à poluição orgânica das águas.

MOLLUSCA- Distinguem-se dos restantes macroinvertebrados aquáticos pela

presença de uma concha calcária externa, constituída por uma valva (Gastrópodes)

ou por duas (Bivalves). São as duas únicas classes com representantes no meio

aquáticos continentais.

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CRUSTACEA- Todas os indivíduos apresentam muitas patas articuladas. Algumas

espécies podem atingir dimensões importantes (ex. lagostins). Distinguem-se 3

ordens: Anfípodes, Isópodes e Decápodes. Os primeiros apresentam corpo aplanado

lateralmente e os segundos dorsoventralmente. Ambos possuem 7 pares de patas

no abdómen, enquanto os Decápodes só apresentam 5 pares de patas.

INSECTA- Este grupo possui o maior nº e diversidade de macroinvertebrados

aquáticos. Estão representadas doze Ordens que englobam espécies

heterometábolas representadas pelos Ephemeroptera, Plecoptera, Odonata e

Heteroptera e espécies holometábolas, caso dos Trichoptera, Coleoptera e

Diptera.

As efémeras e os plecópteros possuem cercos no extremo posterior do corpo (3 e

2, respectivamente). As brânquias situam-se no abdómen no caso das efémeras, no final

dele no caso dos odonatas. Nestes últimos são facilmente distinguíveis as duas sub-

ordens, os zigópteros e anisópteros, pela posição e forma das brânquias. Nestes 3

grupos os adultos são voadores.

Os heterópteros apresentam peças bucais em forma de pico (rostro picador).

Distinguem-se 2 tipos morfológicos: Nepomorfa e Gerromorfa, enm função da sua forma

de vida. Os 1º são fundamentalmente aquáticos e a longitude das antenas não ultrapassa

o tamanho da cabeça, enquanto os 2º apresentam antenas muito compridas e são semi-

aquáticos.

As larvas dos tricópteros possuem ganchos no final do abdómen, para sua fixação.

Muitas constroem casulos com materiais diversos (areia, restos vegetais, raminhos). As

larvas de coleópteros não apresentam nem ganchos nem constroem casulos. Por último,

as larvas dos dípteros são facilmente identificadas pela ausência dos 3 pares de patas

habituais no resto dos insectos.

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HÁBITOS DE VIDA DOS PRINCIPAIS GRUPOS DE MACROINVERTEBRADOS

O meio aquático impõe condições às plantas e animais que nele habitam. As soluções

desenvolvidas passam pela criação de adaptações que podem ser morfológicas,

fisiológicas ou comportamentais. Relativamente aos modos de existência Merritt &

Cummins (1984) classificaram os macroinvertebrados em 8 categorias:

• Patinadores (skaters)- “patinam” à superfície onde se alimentam.

• Planctónicos (planktonic)- habitam a coluna de água, na zona limnética de águas

paradas.

• Mergulhadores (divers)- Têm mecanismos de natação que lhes permitem

mergulhar para obter alimento ou refúgio.

• Nadadores (swimmers)- efectuam certos movimentos natatórios, ficando unidos

a objectos submersos.

• Coladores (clingers)- possuem adaptações comportamentais e morfológicas que

lhes permite colarem-se ao substrato grosseiro dos rios e nas zonas litorais de

meios lênticos.

• Estendedores (sprawlers)- habitam a superfície de folhas flutuantes ou de

sedimentos finos.

• Trepadores (climbers)- têm adaptações de forma a habitarem em hidrófitos

vasculares, fragmentos orgânicos e vegetação ribeirinha, com modificações para

se deslocarem verticalmente.

• Mineiros (burrowers)- habitam zonas de sedimentos finos (charcos) e lagos.

Alguns constroem abrigos discretos, outros fazem as suas tocas no interior de

caules de plantas.

OBJECTIVO DA AULA PRÁTICA

a) Adquirir conhecimentos básicos da taxonomia de macroinvertebrados;

b) Analisar a riqueza taxonómica e biodiversidade da fauna macrobentónica;

c) Avaliar e comparar os hábitos de vida com os microhabitats presentes;

d) Associar a informação precedente com a qualidade do meio aquático.

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MATERIAL

SAÍDA DE CAMPO LABORATÓRIO

Botas de Borracha Tabuleiros Brancos (Triagem) Rede de Mão Vials + Álcool (Conservação) Crivos (500 µm) Placas de Petri Frascos de Plástico Lupas Estereoscópicas Álcool (90%) ou Formol (4%) Pinças, Agulhas de Dissecção Pinças Chaves de Identificação Tabelas- hábito de vida

MÉTODOS

A- Amostragem e Identificação dos Macroinvertebrados

1) Selecção do troço de amostragem - Seleccionar um troço de 50 m que seja

representativos dos habitats presentes, de modo a incluir no centro uma unidade

de erosão-riffle (fluxo turbulento) a partir do qual se amostraram as unidades de

sedimentação- pools adjacentes (fluxo laminar).

2) Rede de amostragem - As comunidades de macroinvertebrados serão amostradas

com uma rede de mão com uma malha de 0,5 mm.

3) Processo de amostragem - Neste processo a rede de mão é colocada contra a

corrente e ao mesmo tempo o operador remove vigorosamente o substrato na boca

da armação metálica de modo a desalojar os organismos para a coluna de água que

são então arrastados para o interior da rede. Paralelamente, as partículas de maior

dimensão do substrato foram alvo de uma inspecção rigorosa de modo a capturar

com o auxílio de objectos como pinças e pinceis aqueles organismos que possuem

uma maior capacidade de fixação.

4) Metodologia de quantificação dos habitats - Numa primeira fase será feita uma

estimativa dos habitats presentes e sua representatividade, considerando 4

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habitats distintos em função dos substratos inorgânicos (Blocos > 26 cm; Pedras

6.4-26 cm; Cascalho 0.2-6.4 cm; Areia, silte e argila < 0.2 cm) e 2 habitats distintos

em função dos substratos orgânicos (Macrófitos e algas; Matéria orgânica

particulada). Posteriormente, proceder-se-á colheita dos invertebrados em função

desses habitats.

5) Esforço de amostragem - Em cada local de amostragem serão efectuados 6

arrastos de 1 metro de comprimento por 0,30 metros de largura com a rede de

mão, distribuídos de forma proporcional pelos habitats existentes.

6) Tratamento das amostras - No local de amostragem realizar-se-á uma primeira

separação dos materiais inorgânicos de maior dimensão relativamente ao conjunto

de invertebrados e materiais orgânicos/inorgânicos de dimensões inferiores.

Posteriormente, cada uma das 6 amostras será colocada no interior de frascos

plásticos e adicionado alcoól a 90 % ou formol a 4% para a sua conservação. Todos

os frascos devem ser devidamente etiquetados.

7) Processamento laboratorial

1ª fase- triagem em tabuleiros brancos dos invertebrados e respectiva separação

por grandes grupos (Ordens), no sentido de facilitar a sua posterior

identificação.

2ªfase- identificação dos organismos até ao nível taxonómico de família e/ou

género, mediante o uso de lupas estereoscópicas com zoom de ampliação

de 10-40x. A identificação será feita recorrendo a bibliografia

especializada, nomeadamente chaves dicotómicas apropriadas (e.g.,

Tachet et al., 1981), tendo o cuidado de anotar de imediato numa folha de

cálculo o nº de indivíduos de cada espécie, género ou família, consoante o

nível de identificação requerido pelos trabalhos a realizar.

3ª fase- Observar e atribuir a forma do corpo de cada invertebrado e designar um

microhabitat adequado (utilizar tabela 1, anexo)

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B- Análise dos dados

Nota: Proceda à análise dos dados tendo em conta todas as amostras disponíveis,

i.e., parciais (grupos) e global (turma):

1. Elabore uma tabela de frequências absolutas e relativas dos táxones identificados;

2. Calcule a densidade de macroinvertebrados de cada amostra.

3. Determine o índice de diversidade de Shannon-Wiener (H’) calculado pela seguinte

fórmula:

H’ = C/N (N log -Σ (ni log ni))

em que:

- C é uma constante com o valor de 3,321928,

- N é o número total de indivíduos da amostra

- ni é o número de indivíduos da espécie i.

4. Determine o índice de diversidade de Margalef (M) calculado pela seguinte fórmula:

M = (S - 1)/ Log N

em que:

- S é o Número de espécies

- N é o Número total de indivíduos da amostra

5. Faça uma análise da morfologia corporal que apresentam os organismos através do

preenchimento da tabela 2.

6. Elabore uma tabela de frequências absolutas e relativas dos modos de existência dos

organismos identificados com base na tabela 3.

7. Construa gráficos apropriados com a informação anteriormente obtida.

8. Faça um estudo comparativo relativamente aos dois ecossistemas lóticos estudados.

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QUESTÕES

1. Apesar de o nível de identificação utilizado ser de família ou género observou

espécies distintas dentro destes grupos? Dê exemplo de um grupo estudado.

2. Provavelmente conseguiu identificar um padrão de uso do microhabitat distinto

para os diferentes grupos de macroinvertebrados identificados. Que factores

poderão estar na origem da distribuição heterogénea ao nível do microhabitat?

Apresente exemplos.

3. Quais as adaptações morfológicas mais adequadas aos microhabitats definidos

para os sistemas lóticos estudados?

4. Quais os modos de existência predominantes nos rios estudados? Que alterações

das características do habitat seriam necessárias para os hábitos menos

representados passarem a ter condições para aumentarem a sua densidade?

Apresente exemplos.

5. Que alterações na composição da comunidade de macroinvertebrados serão de

esperar no Verão? E no Outono?

6. Compare os valores obtidos pelos dois índices de diversidade para as diferentes

amostras e rios. Que conclusão pode retirar?

7. A densidade de macroinvertebrados foi igual em todos os microhabitats?

Justifique a sua escolha.

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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

HAUER, R. & RESH, V.H. 1996. Benthic Macroinvertebrates. In: Hauer & Lamberti (eds.). Stream Ecology. Academic Press. San Diego. USA.

MERRITT, R.W. & CUMMINS, K.W. 1978. An introduction to the aquatic insects of

North America. Kendall-Hunt, Dubuque. Iowa. USA. VIDAL-ABARCA GUTIERREZ, M., ALONSO, M.L., CEREZO, R. & RAMIREZ-DIAZ, L.

1994. Ecologia de aguas continentals. Prácticas de Limnologia. Univ. Múrcia. Múrcia. 266 pp.

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ANEXOS

Tabela 1: Caracterização da morfologia e habitat dos macroinvertebrados.

Nº FORMA DO CORPO Habitat Hidrodinâmica Achatamento

dorsoventral Achatamento

lateral Subcilíndrico

Tabela 2: Caracterização da morfologia e hábito de vida dos macroinvertebrados. Nª Mecanismo Sup. Ventral Estruturas Estruturas Patas Brânquias Modo

Sujeição (a) plana (b) (c) corporais (d)

Forma (e)

Tamanho (f)

Inserção (g)

Forma (h)

Situação (i)

de vida (j)

a) ventosa, pé musculoso, unhas do tarso, ganchos, etc. b) com projecções laterais, sem elas; c) conchas, casulos; d) pêlos, espinhas no dorso, espinhas nas patas, e) achatada, subcilíndrica, etc, f) compridas, curtas; g) lateral, ventral; h) filiforme, aplanadas, outras; i) dorsais, laterais;

j) nadador, colador, trepador, etc.

Tabela 3. Caracterização dos modos de existência dos macroinvertebrados.

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Tabela 4: Listagem dos macroinvertebrados presentes.

GRUPO FAUNÍSTICO Penacal Nº Ind.

Fervença Nº Ind.

GRUPO TRÓFICO

MODO DE EXISTÊNCIA

PLECOPTERA Taeniopterygidae

Taeniopteryx sp. Brachyptera sp.

Leuctridae Leuctra sp. Euleuctra sp.

Nemouridae Amphinemura sp. Protonemura sp. Nemoura sp.

Capniidae Capnioneura sp.

Perlodidae Perlodes sp. Isoperla sp.

Perlidae Perla sp.

Chloroperlidae Siphonoperla sp.

TRICHOPTERA Limnephilidae (c/ i.l.) Leptoceridae (c/ i.l.)** Sericostomatidae (c/ i.l.) Hydropsychidae (s/ i.l.) Rhyacophilidae (s/ i.l.) Glossosomatidae (c/ i.l.)

Philopotamidae Polycentropodidae Lepidostomatidae (c/ i.l.) Hidroptilidae (c/ i.l.) Goeridae (c/ i.l.)

EPHEMEROPTERA Leptophlebiidae

Habrophlebia sp. Leptophlebia sp.

Heptageniidae Epeorus sp. Ecdyonurus sp.

Ephemerellidae Ephemerella sp.

Caenidae Caenis sp.

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Baetidae Baetis sp.

Ephemeridae Ephemera sp.

Siphlonuridae Siphlonurus sp.

COLEOPTERA Gyrinidae Elmidae Helodidae Haliplidae Hydraenidae Dytiscidae

HEMIPTERA/ HETEROPTERA Gerridae

Gerris sp. Naucoridae

Naucoris sp.

DIPTERA Tipulidae Athericidae Ceratopogonidae Chironomidae Limoniidae Tabanidae Simuliidae

MEGALOPTERA Sialidae Sialis sp.

MOLLUSCA GASTROPODA

Ancylidae Ancylus sp.

Lymnaeidae Lymnaea sp.

BIVALVIA

Sphaeriidae Pisidium sp.

OLIGOCHAETA Naididae Lumbriculidae Lumbricidae

HIRUDINEA Erpobdellidae

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Erpobdella sp. Glossiphoniidae Batracobdella sp. Glossiphoniia sp. ODONATA

Calopterygidae Calopteryx sp.

Cordulegasteridae Cordulegaster boltoni

Gomphidae Onychogomphus sp.

Aeschnidae Boyeria sp.

Coenagrionidae Coenagrion sp.

ACARI Hidracarina

TOTAL

NOTA: * Sem invólucro larvar

** Com invólucro larvar