Criptógamos do Parque Estadual das Fontes do Ipiranga, São Paulo, SP. Algae, 44: Bacillariophyceae (Surirellales: Epithemia)

Cryptogams of the Parque Estadual das Fontes do Ipiranga, São Paulo, SP. Algae, 44: Bacillariophyceae (Surirellales: Epithemia)

RESUMO

Foi realizado um levantamento florístico de Epithemia (Bacillariophyceae) na área do Parque Estadual das Fontes do Ipiranga (PEFI), São Paulo, SP, Brasil, com o objetivo de conhecer a diversidade taxonômica e a variabilidade morfológica do gênero. Ao total, 31 lâminas de diatomáceas foram examinadas das quais cinco foram usadas no presente estudo. Cinco espécies foram identificadas: E. proboscidea Kützing, E. gibba (Ehrenberg) Kützing, E. gibberula (Ehrenberg) Kützing, E. operculata (C. Agardh) Ruck & Nakov e Epithemia sp., com dominância de espécies perifíticas. Um táxon foi registrado pela primeira vez para o Brasil (E. proboscidea Kützing) e dois táxons para a área do PEFI (E. gibba (Ehrenberg) Kützing e E. operculata (C. Agardh) Ruck & Nakov).

Palavras-chave:
diatomáceas; levantamento florístico; perifíton

ABSTRACT

A survey of Epithemia (Bacillariophyceae) was carried out in the Parque Estadual das Fontes do Ipiranga (PEFI), São Paulo, SP, Brazil, in order to know the taxonomic diversity and the morphological variability of the genus. A total of 31 diatoms slides were analyzed of which five were used in this study. Five species were identified: E. proboscidea Kützing, E. gibba (Ehrenberg) Kützing, E. gibberula (Ehrenberg) Kützing, E. operculata (C. Agardh) Ruck & Nakov and Epithemia sp., with the dominance of periphytic species. One taxon was recorded for the first time in Brazil (E. proboscidea Kützing) and two taxa in the PEFI area (E. gibba (Ehrenberg) Kützing and E. operculata (C. Agardh) Ruck & Nakov).

Keywords:
diatom; floristic survey; periphyton

Introdução

Surirellales D.G. Mann inRound et al. (1990) é constituída por indivíduos de hábito solitário com uma vasta quantidade de formas e que são, na maioria das vezes, associados a bentos de água doce, salobra ou marinha (Round et al. 1990, Lowe 2003).

A ordem faz parte de um grupo de diatomáceas que possuem um sistema de rafe elevada em quilhas (Round et al. 1990), o que confere uma maior motilidade em substratos (Ruck & Theriot 2011). A presença de uma rafe quilhada é observada somente entre espécies de Surirellales, Bacillariales Hendey (1937) e Rhopalodiales D.G. Mann (1990) e devido a isso, por muito tempo, foi considerado que essas ordens possuíam uma forte ligação filogenética (Medlin et al. 2000, Medlin & Kaczmarka 2004). Em 2011, Ruck & Theriot descobriram que as linhagens de Surirellales e Rhopalodiales eram diretamente relacionadas entre si e que seus sistemas de rafe teriam evoluído em paralelo aos de Bacillariales. Contudo, foi somente em 2016 que Ruck et al. propuseram uma reclassificação parcial do clado Surirellales e Rhopalodiales. Os autores mantiveram o nome Surirellales e transferiram grande parte das espécies de Rhopalodiales para o gênero Epithemia F.T. Kützing (1844) que abrangeria, portanto, indivíduos que possuem fíbulas que se estendem além do canal de rafe e alcançam a face valvar.

O gênero Epithemia é constituído por diatomáceas fortemente dorsiventrais, assimétricas, com sistema excêntrico de rafe (Lowe 2003, Fourtanier & Kociolek 2011). A rafe está situada próximo da margem dorsal e/ou ventral e é interiormente sustentada por costelas transapicais robustas (Spaulding 2010a). A face valvar desses indivíduos é usualmente plana e as estrias podem ser uni a multisseriadas (Round et al. 1990). Membros deste gênero são encontrados em hábitats de águas duras onde o fósforo é mais disponível (Lowe 2003), porém, pobres em nitrogênio (DeYoe et al. 1992).

No Brasil, os trabalhos que abordaram espécies e variedades de Epithemia estão concentrados na região sul do país (Flôres et al. 1999, Lobo et al. 2004, Burliga et al. 2005, Schneck et al. 2008, Silva et al. 2010a, Silva et al. 2010b, Souza-Mosimann et al. 2011, Bes et al. 2012). Para o Estado de São Paulo, o gênero teve ocorrência no Lago Estância das Águas Claras (Graça et al. 2007) e no Reservatório Cabuçu (Moutinho et al. 2007, Ribeiro 2008), ambos localizados no Município de Guarulhos.

O conhecimento da diversidade de Bacillariophyta do Parque Estadual das Fontes do Ipiranga (PEFI) está reunido nos trabalhos de Morandi et al. (2006), Carneiro & Bicudo (2007), Rocha & Bicudo (2008), Marquardt & Bicudo (2014) e Ferreira & Bicudo (2017). Exclusivamente para o gênero, as contribuições existentes não incluíram ilustrações do material identificado. Com base nessa informação, o objetivo do presente trabalho foi conhecer a diversidade taxonômica e a variabilidade morfológica em populações do gênero Epithemia.

Material e métodos

Área de estudo - O Parque Estadual das Fontes do Ipiranga (Marquardt & Bicudo 2014, figura 1) está localizado no Município de São Paulo entre os paralelos 23º38’08”S e 23º40’18”S e os meridianos 46º36’48”W e 46º38’00”W (Bicudo et al. 2002). Criado em 1893 com finalidade de proteger a fauna e a flora da bacia do riacho Ipiranga (SMA 1991), o PEFI abriga 24 nascentes e é um dos fragmentos florestais mais importantes inseridos em uma malha urbana do país (Fernandes et al. 2002).

Figuras 1-12
Representantes de Epithemia. 1-7. Epithemia proboscidea Kützing 8-12. Epithemia gibba (Ehrenberg) Kützing. Barra de escala = 10 µm.
Figures 1-12
Epithemia representatives. 1-7. Epithemia proboscidea Kützing 8-12. Epithemia gibba (Ehrenberg) Kützing. Scale bar = 10 µm.

Amostragem - O Parque Estadual Fontes do Ipiranga (PEFI) possui nascentes, lagos, o riacho Ipiranga e um hidrofitotério ao ar livre com diferentes tipos de macrófitas vivas. A coleção de lâminas permanentes foi feita com amostras obtidas de macrófitas, pedras e da coluna d’água destes ambientes. Ao total, 31 lâminas de diatomáceas foram analisadas das quais 5 foram utilizadas nesse trabalho (tabela 1). Todas as amostras estão depositadas no Herbário Científico do Estado “Maria Eneyda P. Kauffmann Fidalgo” (SP) do Instituto de Botânica da Secretaria do Meio Ambiente do Estado de São Paulo. Os métodos de coleta, fixação e preservação do material estão descritos em Ferreira & Bicudo (2017).

Tabela 1
Localização dos sítios de coleta de Epithemia no Parque Estadual das Fontes do Ipiranga, São Paulo, SP, Brasil.
Table 1
Location of Epithemia sampling sites in the Parque Estadual das Fontes do Ipiranga, São Paulo, SP, Brazil.

Local de coleta	Número de herbário	Data	Latitude	Longitude	Habitat
Hidrofitotério	SP427341	07-VI-2011	23°38’19,7”	46°37’16,3”	planctônico
	SP427342	07-VI-2011	23°38’19,7”	46°37’16,3”	planctônico
	SP427343	07-VI-2011	23°38’19,7”	46°37’16,3”	epifítico
	SP427344	07-VI-2011	23°38’19,7”	46°37’16,3”	epifítico
	SP469783	12-IV-2017	23°38’19,7”	46°37’16,3”	planctônico

Para as análises taxonômicas, foram utilizadas lâminas permanentes ao microscópio óptico binocular com contraste de fase e ocular micrometrada digital no Laboratório de Ecologia Aquática do Instituto de Botânica de São Paulo. O estudo foi baseado em análises populacionais das espécies, com obtenção de medidas (comprimento e largura) das valvas e contagem do número de costas, estrias e aréolas em intervalos de 10 µm.

Para a identificação taxonômica dos materiais, foram utilizados trabalhos clássicos (ex. Foged et al. 1984, Krammer & Lange-Bertalot 1987, 1988) e recentes (ex. Ruck et al. 2016, Cantonati et al. 2017), além de outros geograficamente menos abrangentes, mas que contivessem dados métricos, merísticos e/ou ilustrações. Foram consultadas as obras de Moro & Fürstenberger (1997), Lowe (1974), van Dam et al. (1994) e Patrick & Reimer (1966; 1975) para obtenção da informação ecológica das espécies. O enquadramento dos táxons no presente trabalho baseou-se em Medlin & Kaczmarska (2004) para as categorias supraordinais e Ruck et al. (2016) para as subordinais.

Resultados e Discussão

As espécies encontradas no PEFI possuem o seguinte enquadramento taxonômico:

Divisão Bacillariophyta Haeckel 1878 (= Diatomea Dumortier 1821 in Adl et al. 2005)

Subdivisão Bacillariophytina Medlin & Kaczmarska 2004

Classe Bacillariophyceae Haeckel 1878 emend. Medlin & Kaczmarska 2004

Subclasse Bacillariophycideae D.G. Mann inRound et al. 1990

Ordem Surirelalles D.G. Mann inRound et al. 1990

Epithemia Kützing 1844

Chave para identificação taxonômica das espécies inventariadas

• 1. Valva dorsiventral, margem dorsal com região mediana intumescida ............................................ Epithemia gibba

• 1. Valva dorsiventral, margem dorsal côncava a levemente côncava

  • 2. Margem ventral côncava a levemente côncava em indivíduos maiores

    • 3. Ápices capitados a subcaptados, fletidos ventralmente ................................................ Epithemia proboscidea

    • 3. Ápices rostrados, fletidos ventralmente .......................................................................... Epithemia gibberula

  • 2. Margem ventral reta

    • 4. Estrias e costas radiadas, aréolas não visíveis .............................................................................. E. operculata

    • 4. Estrias e costas radiadas, aréolas visíveis ……............................................................................ Epithemia sp.

Epithemia proboscidea Kützing 1844. Die Kieselschaligen. Bacillarien oder Diatomeen. 35, pl. 5, fig. 13, 1844.

Figuras 1-7

Figuras 13-26
Representantes de Epithemia. 13-22. Epithemia gibberula (Ehrenberg) Kützing. 23-24. Epithemia sp. 25-26. Epithemia operculata (C. Agardh) Ruck & Nakov. Barra de escala = 10 µm.
Figures 13-26
Epithemia representatives. 13-22. Epithemia gibberula (Ehrenberg) Kützing. 23-24. Epithemia sp. 25-26. Epithemia operculata (C. Agardh) Ruck & Nakov. Scale bar = 10 µm.

Valvas dorsiventrais, margem dorsal convexa, margem ventral côncava a levemente côncava em indivíduos maiores, ápices capitados a subcaptados, estrias e costas convergentes no centro e radiadas nos ápices, rafe posicionada ventralmente, 2-arqueada; 36,7-56,4 µm compr., 7,3-10,0 µm larg., 12-14 estrias em 10 µm, 3-4 costas em 10 µm, 10-12 aréolas em 10 µm, 2-6 estrias entre costas.

Hábitat: epifítico.

Material examinado: BRASIL. São Paulo: São Paulo, Parque Estadual das Fontes do Ipiranga, Jardim Botânico, hidrofitotério, 12-IV-2017, S.A. Oliveira, K.S. Morais & C.E.M. Bicudo (SP469783).

Epithemia proboscidea Kützing difere de Epithemia porcellus Kützing ilustrada em Patrick & Reimer (1975) por apresentar ápices capitados, margem ventral levemente côncava e espécimes de menor comprimento e largura (E. porcellus: 40-125 µm compr., 8-14 µm larg.). Essa espécie é primeira citação para o país.

Informações ecológicas: espécie perifítica, encontrada em águas alcalinas (Patrick & Reimer 1975).

Epithemia gibba (Ehrenberg) Kützing 1844. Die Kieselschaligen Bacillarien oder Diatomeen. 35, pl. 4, fig. 22. 1844 ≡ Navicula gibba Ehrenberg, Abhandlungen der Königlichen Akademie der Wissenschaften zu Berlin, Physikalische Klasse 1831: 80. 1832.

Figuras 8-12

Valvas dorsiventrais, lineares, alongadas, margem dorsal com região mediana intumescida, nódulo central conspícuo, margem ventral reta, ápices largamente arredondados, fletidos ventralmente, estrias e costas paralelas entre si na região central da valva, gradativamente radiadas nos ápices, rafe localizada na margem dorsal; 57,0-89,3 µm compr., 7,5-10,0 µm larg., 14-31 estrias em 10 µm, 6-8 aréolas em 10 µm, 6-8 costas em 10 µm, 1-3 estrias entre costas.

Hábitat: planctônico e epifítico.

Material examinado: BRASIL. São Paulo: São Paulo, Parque Estadual das Fontes do Ipiranga, Jardim Botânico, hidrofitotério, 7-VI-2011, P.D.A. Silva, G.C. Marquardt, S.W. Ribeiro & B. Pelegrini (SP427341); hidrofitotério (material sobre musgos e tronco de árvore), 7-VI-2011, P.D.A. Silva, G.C. Marquardt, S.W. Ribeiro & B. Pelegrini (SP427343).

Epithemia gibba (Ehrenberg) Kützing possui características singulares e difere das demais espécies do gênero pela presença de valva linear, intumescida, com uma reentrância no nódulo central e ápices totalmente fletidos para a margem ventral (Kociolek 2011).

A espécie foi identificada de amostras de perifíton coletadas na região Sul do país por Flôres et al. (1999) para o Banhado do Taim, Estado do Rio Grande do Sul; e por Bertolli et al. (2010) para a região metropolitana de Curitiba, Estado do Paraná. Ambos os trabalhos mencionam Epithemia gibba como Rophalodia gibba (Ehrenberg) O. Müller.

Os presentes materiais oriundos do PEFI concordaram com os valores métricos e merísticos fornecidos pelos referidos autores (Bertolli et al. (2010): 60,83-83,74 µm compr., 5,53-8,69 µm larg., 15-17 estrias em 10 µm, 7-8 costelas em 10 µm e Flôres et al. (1999): 31,5-101,2 µm compr., 7,3-12,3 µm larg., 32-36 aréolas em 10 µm) embora alguns táxons ilustrados por Flôres et al. (1999) possuam uma região dorsal mais larga.

Informações ecológicas: espécie α-mesossapróbica a oligossapróbica (Lowe 1974), alcaliófila (Bradbury & Dieterich-rup 1993), perifítica (Lowe 1974, Patrick & Reimer 1966), encontrada em ambientes eutróficos (van Dam et al. 1994, Lowe 1974) de condutividade alta a moderada (Patrick & Reimer 1966).

Epithemia gibberula (Ehrenberg) Kützing 1844. Die Kieselschaligen Bacillarien oder Diatomeen. 35: 1844 ≡ Eunotia gibberula Ehrenberg, Abhandlungen der Königlichen Akademie der Wissenschaften zu Berlin 1841: 414, pl. 3-4, fig. 8. 1843.

Figuras 13-22

Valvas dorsiventrais, elípticas, margem dorsal convexa, nódulo na região central, margem ventral reta, ápices rostrados, fletidos ventralmente, estrias e costas paralelas entre si no centro da valva e radiada nos ápices, rafe localizada na margem dorsal (visualização possível somente com mudança de foco do microscópio); 18,5-31,0 µm compr., 5,5-6,5 µm larg., 16-24 estrias em 10 µm, 3-6 costas em 10 µm, 1-8 estrias entre costas.

Hábitat: planctônico e epifítico.

Material examinado: BRASIL. São Paulo: São Paulo, Parque Estadual das Fontes do Ipiranga, Jardim Botânico, hidrofitotério, 7-VI-2011, P.D.A. Silva, G.C. Marquardt, S.W. Ribeiro & B. Pelegrini (SP427341, SP427342); hidrofitotério (material sobre musgos e tronco de árvore), 7-VI-2011, P.D.A. Silva, G.C. Marquardt, S.W. Ribeiro & B. Pelegrini (SP427343, SP427344).

Epithemia gibberula (Ehrenberg) Kützing difere de Epithemia musculus Kützing pelos menores valores de comprimento e largura (onde E. musculus possui: 12-60 µm compr., 10-16 µm larg.), pelo valor e padrão de estriação (14-18 em 10 µm) e pelas aréolas delicadamente visíveis (Krammer & Lange-Bertalot 1988, Kociolek 2011).

Para o Brasil, Silva et al. (2010a) ilustraram uma variedade da espécie (Rhopalodia gibberula var. vanheurckii 22-40,8 µm compr., 4,8-8 µm larg., 15-20 estrias em 10 µm, 3-4 costelas transapicais em 10 µm) em amostras do perifíton do reservatório do Iraí, Estado do Paraná, embora semelhantes, a variedade descrita por Silva et al. possui valores de comprimento e largura maiores, ápices ligeiramente mais finos e aréolas visíveis. Em Santa Catarina, Burliga et al. (2005) e Souza-Mosimann et al. (2011) encontraram a espécie em amostras do perifíton e de plâncton do rio Itajaí-Mirim e da Baía do Sul, respectivamente. Em comparação com as amostras coletadas no PEFI, as espécies encontradas por Burliga et al. são maiores em comprimento e largura (ca. 37,8 µm compr., ca. 7,5 µm larg.) enquanto que as examinadas por Souza-Mosimann et al. (19-28 µm compr., 7-8 µm larg.) possuem extremidades mais arredondadas e os ápices não fletidos ventralmente. No Estado do Rio Grande do Sul, a espécie foi ilustrada por Hermany et al. (2013) em sedimentos holocênicos da Bacia de Pelotas.

Em São Paulo, a espécie foi citada pioneiramente por Barbosa (2012) em amostras do perifíton para reservatório Cabuçu, Município de Guarulhos; entretanto, a ilustração não foi acompanhada de dados de medidas nem descrição. Em todos os trabalhos mencionados acima, Epithemia gibberula é citada como Rhopalodia gibberula.

Informações ecológicas: a espécie é halófila e geralmente encontrada em ambientes de baixa condutividade (Patrick & Reimer 1966) e pH > 7 (van Dam et al. 1994).

Epithemia operculata (C. Agardh) Ruck & Nakov 2016. Notulae algarum pp.1-4. 10: 2016:1≡ Frustulia operculata C. Agardh, Flora oder Botanische Zeitung 10 (nº 40 do segundo volume): 627. 1827.

Figuras 25-26

Valvas dorsiventrais, margem ventral reta, ápices rostrados, fletidos ventralmente, estrias e costas paralelas entre si no centro da valva, gradativamente radiadas nos ápices, rafe localizada na margem dorsal (visualização possível somente com mudança de foco do microscópio); 20,0-25,5 µm compr., 5,5-6,0 µm larg., 17-20 estrias em 10 µm, 4-6 costas em 10 µm, 27-30 aréolas em 10 µm, 2-7 estrias entre costas.

Hábitat: epifítico.

Material examinado: BRASIL. São Paulo: São Paulo, Parque Estadual das Fontes do Ipiranga, Jardim Botânico, hidrofitotério (material sobre musgos e casca de árvore), 7-VI-2011, P.D.A. Silva, G.C. Marquardt, S.W. Ribeiro & B. Pelegrini (SP427343).

Esta espécie lembra Epithemia gibberula (Ehrenberg) Kützing ilustrada em Krammer & Lange-Bertalot (1988) devido às semelhanças presentes nos ápices, densidade de estrias e pela margem ventral levemente linear nos indivíduos de menor tamanho. Difere, entretanto, por apresentar o centro da margem dorsal linear.

A espécie foi citada por Schneck et al. (2008) como Rhopalodia operculata em amostras epilíticas no Rio das Antas, Rio Grande do Sul. Os autores observaram exemplares menores (17-18 µm compr.) do que os encontrados no PEFI.

A espécie é citada pioneiramente para o Estado de São Paulo.

Informações ecológicas: espécie alcalibiôntica ocorrendo somente em pH > 7, comum em ambientes eutróficos (van Dam et al. 1994).

Epithemia sp.

Figuras 23-24

Valvas dorsiventrais, semicirculares, margem ventral reta; ápices arredondados, fletidos ventralmente, estrias e costas radiadas, aréolas perceptíveis, com formato arredondado a elíptico, rafe situada na margem dorsal (visualização possível somente com mudança de foco do microscópio); 26,5-27,0 µm compr., ca. 8,0 µm larg., ca. 18 estrias em 10 µm, 3-4 costas em 10 µm, 14-24 aréolas em 10 µm, 4-6 estrias entre costas.

Hábitat: planctônico.

Material examinado: BRASIL. São Paulo: São Paulo, Parque Estadual das Fontes do Ipiranga, Jardim Botânico, hidrofitotério, 7-VI-2011, P.D.A. Silva, G.C. Marquardt, S.W. Ribeiro & B. Pelegrini (SP427341).

Epithemia sp. possui caracteres morfológicos semelhantes aos da ilustração original de Epithemia musculus (=Rhopalodia musculus O. Müller Taf XI, figs. 8, 16) em Krammer & Lange-Bertalot (1988) como forma da valva semicircular, margem ventral levemente reta e margem dorsal fortemente convexa, bem como ápices rostrados fletidos ventralmente. Entretanto estes dois táxons se diferenciam pelas características métricas, onde E. musculus possui maiores dimensões de comprimento e largura (62-68 µm e 14 µm, respectivamente) e ápices mais estreitos que Epithemia sp.

Considerações finais

Das 31 lâminas permanentes que compõe o acervo diatomológico do PEFI, apenas cinco abrangeram táxons do gênero, todas pertencentes ao Hidrofitotério, que consiste de uma coleção ao ar livre, com diferentes tipos de macrófitas, destinadas à estudos do Instituto de Botânica, e também à expansão do conhecimento para a comunidade que visita o parque.

Ao total, foram catalogados cinco táxons do gênero Epithemia: Epithemia proboscidea, Epithemia gibba, Epithemia gibberula, Epithemia operculata e Epithemia sp. Das quais, Epithemia proboscidea é primeira citação para o Brasil, e Epithemia gibba e Epithemia operculata são novos registros para o Estado de São Paulo.

Agradecimentos

Os autores agradecem a CAPES (Coordenação de Aperfeiçoamento Pessoal de Nível Superior) pela bolsa de Doutorado concedida a KSM e SAO; ao CNPq (Conselho Nacional de Pesquisa) pela bolsa de pesquisa concedida a CEMB; e a FAPEAM (Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas) para as bolsas de Doutorado de AMSL (EDITAL N. 003/2015 RH-INTERIORIZAÇÃO) e de EAL (EDITAL N. 010/2015 PROPG - AM). Os autores também agradecem aos dois revisores anônimos pelas contribuições.

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Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  10 Jun 2019
• Data do Fascículo
  2019

Histórico

• Recebido
  13 Mar 2018
• Aceito
  11 Mar 2019