Resumo em Português:

A zona costeira brasileira apresenta grande extensão e variedade de ambientes. Contudo, pouco se sabe sobre sua diversidade biológica e o funcionamento dos ecossistemas. Como mudanças ambientais são constantes, é muito importante distinguir entre variabilidade natural e antrópica. Nesse cenário, o objetivo deste trabalho é apresentar a metodologia para o desenvolvimento de um Sistema Inteligente de Gerenciamento Integrado do Ecossistema Costeiro (SIGIEC) capaz de acessar o nível de qualidade e saúde ambiental através do conceito de Integridade Biológica. Foram usadas séries temporais de dez anos de parâmetros físicos, químicos e biológicos para extrair conhecimento e gerar modelos de regras de associação para classificar sete diferentes tipos de condições ambientais, analisadas através da diversidade biológica e um novo índice trófico (PLIX). Redes neurais artificiais foram otimizadas por algoritmos genéticos para fazer predições desses índices e apresenta-se um diagnóstico ambiental baseado na análise dos mecanismos de controle da topologia, estabilidade e propriedades do comportamento complexo de redes alimentares.

Resumo em Inglês:

The Brazilian coastal zone presents a large extension and a variety of environments. Nevertheless, little is known about biological diversity and ecosystem dynamics. Environmental changes always occur; however, it is important to distinguish natural from anthropic variability. Under these scenarios, the aim of this work is to present a Data Mining methodology able to access the quality and health levels of the environmental conditions through the biological integrity concept. A ten-year time series of physical, chemical and biological parameters from an influenced upwelling area of Arraial do Cabo-RJ were used to generate a classification model based on association rules. The model recognizes seven different classes of water based on biological diversity and a new trophic index (PLIX). Artificial neural networks were evolved and optimized by genetic algorithms to forecast these indices, enabling environmental diagnostic to be made taking into account control mechanisms of topology, stability and complex behavioral properties of food web.

Resumo em Português:

Trinta amostras de sedimento foram coletadas na Baía de Guanabara em agosto, novembro e dezembro de 2005. Foram analisados matéria orgânica, coliformes totais e fecais, bactéria heterotrófica, atividade respiratória bacteriana, atividade de esterase e do sistema transportador de elétrons. A matéria orgânica no sedimento superficial variou entre 4 e 6%. O maior nível de coliformes totais e fecais foi 1.7 x 10(5) MPN/g e 1.1 x 10³ MPN/g, respectivamente. Bactérias heterótrofas mostraram o maior valor na estação 7 (4.1 x 10(6) CFU/g) e o menor na estação 3 (7 x 10(4) CFU/g) (nordeste da Baía de Guanabara). A enzima esterase mostrou atividade em todos os sedimentos das 30 estações. A atividade do sistema transportador de elétrons variou entre 0.047 miL O2/h/g e 0.366 miL O2/h/g em seis estações. A cadeia microbiana bêntica é anaeróbia. Os processos como fermentação, desnitrificação e sulfato redução são responsáveis pelos ciclos biogeoquímicos no sedimento da Baía de Guanabara. O despejo de esgoto não tratado no Canal do Mangue da Baía de Guanabara tem favorecido o aumento da carga orgânica e a manutenção de coliformes totais e fecais no sedimento. Os coliformes fecais são bons indicadores de poluição e contaminação orgânica na coluna de água, mas os coliformes totais também poderão ser um grupo candidato para testes de qualidade de sedimento.

Resumo em Inglês:

Thirty sediment samples were collected in Guanabara Bay in August, November and December 2005. The material was analyzed for organic matter, total and faecal coliforms, heterotrophic bacteria, bacterial respiratory activity, esterase activity and electron transport system activity. The organic matter in the superficial sediments (2 cm) ranged from 4 to 6%. The highest level of total coliforms and faecal coliforms were 1.7 x 10(5) MPN/g and 1.1 x 10³ MPN/g, respectively. Heterotrophic bacteria presented the highest values at station 7 (4.1 x 10(6) CFU/g) and the lowest values at station 3 (7 x 10(4) CFU/g) (northwestern part of Guanabara Bay). Esterase enzyme activity showed activity in the sediment of all 30 stations. Electron transport system activity ranged between 0.047 muL O2/h/g and 0.366 muL O2/h/g at six stations. The benthic microbial foodweb is anaerobic. Anaerobic processes such as fermentation, denitrification and sulphate-reduction are responsible for the biogeochemical cycles in the sediment of Guanabara Bay. The input of untreated sewage in the Mangue Channel outflow in Guanabara Bay has favored the increase of the organic load, and the maintenance of the total coliforms and faecal coliforms in the sediment. Faecal coliforms have been reported to be a good indicator of aquatic pollution and organic contamination in the water column, but total coliforms may be an ideal candidate group for sediment quality tests as well.

Resumo em Português:

Peixes que vivem em águas costeiras marinhas exibem modelos de comportamento que são regulados pelos níveis de luz do ambiente. A variação nictemeral na estrutura da comunidade de peixes de zona de arrebentação foi investigada na região de Arraial do Cabo (22º58'S, 42º01'W). Desetembro/2001 a agosto/2002 foram realizadas coletas mensais, sendo efetuadas 12 arrastos utilizando cerco de praia nos períodos diurnos e noturnos na Praia dos Anjos, Praia Grande e Prainha. Diferentes padrões de distribuição da comunidade ictíca foram registrados. Na Praia dos Anjos, o número de espécies foi superior no período noturno. Já o número médio de espécies, CPUE, riqueza de Margalef e diversidade de Shannon foram, em geral, superiores no período diurno. Este padrão de comportamento foi causado pelo deslocamento noturno de algumas espécies, tais como Harengula clupeola,Trachinotus carolinus e Umbrina coroides para áreas mais profundas a procura de alimento ou para evitar predadores. Na Praia Grande e na Prainha, o número médio de espécies, CPUE e os índices de riqueza e diversidade foram, em geral, superiores no período noturno, com a dominância das espécies H. clupeola, Pomatomus saltatrix e Sardinella brasiliensis. Sugere-se que o principal fator para esta variação nictemeral seja a proteção contra predadores devido à escuridão, tornando a visualização da presa mais difícil, além da presença de bancos sazonais de macroalgas na Prainha, que pode funcionar como uma área de alimentação para peixes piscívoros devido ao encontro de uma grande quantidade de indivíduos em águas rasas especialmente à noite.

Resumo em Inglês:

Fish living in coastal waters present behavior patterns ruled by environmental light levels. Diel variations in fish community structure were investigated at Arraial do Cabo surf zone (22º58'S, 42º01'W). From September/2001 to August/2002 monthly sampling consisted of 12 hauls of a beach seine during the day and at night at Praia dos Anjos, Praia Grande and Prainha beaches. Different temporal distribution patterns of the ichthyc community were recorded. At Praia dos Anjos, total richness was higher at night while the average number of species, CPUE, Margalef's richness and Shannon diversity were generally higher during the day. We believe that this pattern was caused by the displacement of some species such as Harengula clupeola,Trachinotus carolinus and Umbrina coroides at night to deeper areas searching for food or for predator avoidance. At Praia Grande and Prainha the average number of species, CPUE, richness and diversity indexes were generally higher at night with the dominant species H. clupeola, Pomatomus saltatrix and Sardinella brasiliensis. It is suggested that the main factor to diel variation is the protection against predators due to darkness, making visualization of the prey difficult, besides the presence of seasonal macroalgae beds at Prainha, which might function as a food area for piscivorous fishes due to the proximity of larger individuals in shallower water especially at night.

Resumo em Português:

Daptonema oxycerca foi descrita originalmente para o Mar do Norte, mas até o momento nada se conhece sobre essa espécie em regiões tropicais. A distribuição espaço-temporal e a estrutura populacional de D. oxycerca foram estudadas durante o período de um ano (de Maio 1998 a Abril 1999) em Coroa Grande, Rio de Janeiro, Brasil. Para a amostragem, dois transectos fixos e perpendiculares à linha d'água foram estabelecidos, e, em cada transecto, quatro níveis foram marcados para representar as zonas superior e inferior do médiolitoral. As menores temperaturas foram observadas no final do inverno e início da primavera e as maiores temperaturas no verão. A densidade de D. oxycerca variou durante o ano, com um pico em agosto. Essa tendência foi observada para os machos, as fêmeas grávidas e as fêmeas não-grávidas. A densidade da espécie correlacionou-se negativamente com a temperatura. A variação da razão sexual não foi significativa. D. oxycerca foi mais abundante no nível superior do médiolitoral em ambos os transectos. Esse trabalho representa o primeiro registro de D. oxycerca no Brasil, assim como, confirma a influência da temperatura na regulação de sua densidade populacional.

Resumo em Inglês:

Daptonema oxycerca was originally described from the North Sea and, up to now, nothing is known of this species in tropical regions. The spatio-temporal distribution and the population structure of this species was studied during one-year period (from May 1998 through April 1999) in Coroa Grande, Rio de Janeiro, Brazil. For sampling, two fixed, parallel transects were established perpendicularly to the shoreline, and at each transect, four, equally spaced levels were marked to represent the upper and the low intertidal zones. The lowest temperatures occurred in the end of the austral winter and first month of the spring and the highest temperatures occurred in the austral summer. The density of D. oxycerca varied during the year, with a peak in August. This tendency was observed for males, ovigerous females, and non-ovigerous females. The species density was negative correlated with temperature. The sex ratio was not statistically significant. D. oxycerca was most abundant at the upper intertidal level in both transects. This work provides the first record of D. oxycerca in Brazil, and confirms the influence of temperature in regulating its population density.

Resumo em Português:

Os extratos brutos de espécimes da alga parda D. menstrualis, conhecida por produzir diterpenos como principais metabólitos secundários, foram analisados quanto ao modo de armazenamento antes da extração e tipo de solvente utilizado na obtenção do extrato bruto. Os solventes utilizados foram uma mistura diclorometano:metanol (2:1) e acetona. Os espécimes de D. menstrualis foram submetidos a três formas de armazenamento, denominados fresco, seco e congelado. Não foram observadas diferenças qualitativas nas amostras obtidas de quaisquer dos extratos brutos na análise por CG/EM, sendo compostas pelos diterpenos pachydictyol A (I), 6-hidroxi-dichotoma-3,14-dieno-1,17-dial (II), 6-hidroxi-2,7-cicloxenia-3,14-dieno-1,17-dial (III) e 6-acetoxi-dichotoma-3,14-dieno-1,17-dial (IV). Os resultados indicaram que a extração mais eficaz para os componentes de média polaridade de D. menstrualis foi obtida com o uso de acetona, que promoveu extração mais seletiva, mesmo apresentando menor rendimento em massa. Quanto à forma de armazenamento das algas, foi constatado que as metodologias não diferiram significativamente entre si, apesar da tendência de algas congeladas fornecerem o menor rendimento no total de diterpenos. Portanto, nos trabalhos envolvendo análises químicas de extratos brutos de macroalgas marinhas, a escolha do solvente de extração deve ser considerada como fator importante na varredura de substância bioativas.

Resumo em Inglês:

Crude extracts from specimens of the brown seaweed Dictyota menstrualis, known to produce diterpenes as their major secondary metabolites, were analyzed according to storage procedures before extraction, and the solvent types used to obtain the crude extracts. The specimens of D. menstrualis were submitted to three types of storage procedures, such as wet, dry, and frozen and were extracted with a mixture of dichloromethane:methanol (2:1) and acetone. Qualitative differences were not observed by GC/MS analyses of all crude extracts containing mainly the diterpenes pachydictyol A (I), 6-hydroxy-dichotoma-3,14-diene-1,17-dial (II), 6-hydroxy-2,7-cycloxenia-3,14-diene-1,17-dial (III), and 6-acetoxy-dichotoma-3,14-diene-1,17-dial (IV). The most efficient and selective extraction of the compounds with intermediate polarity produced by D. menstrualis was obtained using acetone, but with less mass production. In general, the storage procedures produced very similar results, but the frozen samples furnished low amount of total diterpenes. According to these results on chemical analysis of crude extracts of seaweeds, the choice of solvent to extraction should be considered as important aspect to better screening bioactive compounds.