Algas: Um Guia Completo

  • As algas podem ser tóxicas e não tóxicas
  • Um lago costuma ter um número significativo de 20 a 30 tipos diferentes de espécies de algas em um determinado momento.
  • Dependendo das condições ambientais, como horas de luz solar, temperatura da água, níveis de nutrientes e predadores, uma ou duas espécies dominam a mistura.

Muitos gestores consideram as algas um problema no setor da água, mas este organismo aquático, que inclui tanto algas verdes como algas marinhas, é uma parte natural do ecossistema e um importante produtor em ambientes aquáticos. As espécies mais conhecidas vivem em lagos, rios e lagoas suspensas na coluna de água como organismos microscópicos ou formas planctônicas, e fazem parte da dieta e alimentação de numerosos seres vivos. Por outro lado, outros tipos, como as algas perifíticas, crescem em diferentes substratos, como rochas, plantas aquáticas submersas, troncos de árvores e sedimentos do fundo. Neste guia, vamos nos aprofundar nas algas, um grupo diversificado de organismos fotossintéticos que inclui tanto algas unicelulares quanto macroscópicas, e que contêm cloroplastos para realizar a fotossíntese, processo fundamental para a vida na Terra.

O que são algas?

As algas podem variar desde plantas microscópicas unicelulares na superfície da água até grandes algas marinhas, comumente chamadas de algas marinhas, que se fixam na costa. Todas as espécies de algas são membros do reino dos organismos autotróficos, o que significa que utilizam a luz solar e substâncias químicas abióticas (não vivas) dissolvidas na água do mar para produzir matéria biótica (viva) através de um processo conhecido como fotossíntese. São plantas aquáticas que não florescem, que contêm clorofila, mas não têm raízes, folhas, caules ou tecido vascular verdadeiros.

A fotossíntese é um dos processos mais importantes do planeta. Ela depende da luz solar, portanto só pode ocorrer durante o dia. Durante a fotossíntese, as algas ou outras plantas absorvem dióxido de carbono, luz solar e água para criar oxigênio e energia na forma de glicose. Mas essa não é a única forma pela qual as plantas podem produzir energia. Paralelamente à fotossíntese, as plantas também realizam atividade respiratória de forma semelhante à dos seres humanos. Durante a respiração, a célula das algas absorve oxigênio e produz dióxido de carbono a cada minuto do dia, mantendo seu metabolismo ativo.

Quando há sol, as algas e outras plantas realizam a fotossíntese mais rapidamente do que respiram. Em dias como esses, considera-se que as algas são uma fonte líquida de oxigênio, pois produzem mais oxigênio através da fotossíntese do que da respiração. Por outro lado, os dias nublados representam mais desafios para os ecossistemas aquáticos. Nesses dias, há pouca fotossíntese e a respiração das algas pode fazer com que o lago tenha tão pouco oxigênio que os peixes e até mesmo as algas morram.

O papel e a diversidade das algas

No entanto, nem todas as algas são prejudiciais, pois as plantas constituem a base da cadeia alimentar em muitos ambientes do planeta. Todos os outros organismos, desde as bactérias até os seres humanos, são conhecidos como heterotróficos, ou seja, organismos que se alimentam de outras plantas ou animais para obter energia. Por exemplo, uma população saudável de algas, incluindo microalgas, algas verdes e algas marinhas, fornece uma base vital para a prosperidade da vida aquática e a manutenção de um ecossistema aquático saudável.

Um exemplo de uma boa cadeia alimentar de algas verdes é:

Nutrientes (por exemplo, fósforo, nitrogênio, minerais) > Algas (por exemplo, diatomáceas, algas verdes de água doce) > Zooplâncton (por exemplo, dáfnias) > Peixes pequenos > Peixes piscívoros.

Em média, em um lago há aproximadamente entre 20 e 30 espécies de algas em grande quantidade em um determinado momento. Dentro dessa mistura, 1-2 espécies são dominantes, dependendo de fatores como o número de horas de luz solar, a temperatura da água, a quantidade e o tipo de nutrientes, o pH e os predadores, entre outros.

O que são algas não tóxicas?

Em primeiro lugar, vamos nos aprofundar nas algas que não são tóxicas. Elas têm células pequenas, normalmente com menos de 100 um, e não são visíveis a olho nu. Espécies planctônicas como essas são responsáveis pela cor da água, verde durante o verão devido às algas verdes e marrom na primavera e no outono devido às diatomáceas, ambas formas de algas microscópicas. Por serem planctônicas, elas são levadas pelo movimento da água. Curiosamente, essas espécies emitem enzimas para evitar se conectar com outros indivíduos e prevenir a aglutinação, um aspecto importante em seu ciclo e atividade.

Em termos de biologia celular, as algas verdes geralmente têm uma parede celular macia e uma película fina que as protege, enquanto as diatomáceas têm uma parede celular rígida. Devido ao seu pequeno tamanho, as algas verdes e as diatomáceas são frequentemente consumidas por dáfnias filtradoras e outros zooplânctons, que nelas encontram uma fonte rica em proteínas e aminoácidos essenciais. O zooplâncton se alimenta regularmente de populações de algas e diatomáceas boas, por isso raramente se forma uma “floração” permanente em condições naturais de verão. Se em um lago houver populações saudáveis dessas espécies, a água manterá uma grande claridade durante todo o verão e continuará sendo esteticamente atraente para todos os usos, mostrando a importância ecológica dessas algas no mundo aquático.

Função e limites das algas boas

Em resumo, populações saudáveis de algas verdes e diatomáceas evitam o desenvolvimento de florações de algas nocivas, que são um importante grupo de algas que podem produzir toxinas. Por que as algas verdes e as diatomáceas boas são melhores para os ecossistemas aquáticos do que outras espécies de algas, como as cianobactérias?

  1. Elas são ativas mais cedo na primavera do que as cianobactérias, mostrando maior capacidade de crescimento em seu ciclo natural.
  2. Elas se reproduzem mais rapidamente do que as cianobactérias devido ao seu tamanho pequeno e à divisão celular simples, uma forma de reprodução assexuada comum em muitas espécies.
  3. Se sua população se mantiver saudável, elas podem absorver todos os nutrientes disponíveis em um lago, limitando o consumo de nutrientes pelas cianobactérias e evitando sua proliferação.

No entanto, nem tudo são boas notícias. As algas verdes e as diatomáceas boas são ligeiramente mais pesadas que a água, com uma gravidade específica de 1,03, por isso é comum que afundem. Infelizmente, se afundarem além da termoclina, morrem por falta de luz solar, o que afeta sua atividade fotossintética e capacidade de produzir oxigênio. Em muitos lagos dos Estados Unidos, isso acontece com grande parte das algas verdes e diatomáceas boas em meados do verão, permitindo que as cianobactérias se tornem dominantes no lago.

Algas verde-azuladas

As cianobactérias, também conhecidas como algas verde-azuladas, são um tipo de bactéria que reside em ambientes aquáticos, como água doce e água salgada. Esses organismos microscópicos, parte fundamental das algas e da comunidade aquática, são encontrados naturalmente em massas de água, mas se proliferarem, podem prejudicar a saúde humana. Assim como outras bactérias, elas têm uma parede viscosa com clorofila em cada célula que se estende por toda a célula. Isso difere de uma célula de alga verdadeira, que tem uma parede mais rígida e clorofila em sacos conhecidos como cloroplastos.

O nome “cianobactérias” vem da cor azul esverdeada que caracteriza essas bactérias, e seu estudo faz parte da ficologia, a ciência que investiga as algas e organismos relacionados.

Por que as cianobactérias, um grupo importante dentro das algas, representam um risco para a saúde humana?

As cianobactérias são encontradas em muitos lagos e podem alterar a eficiência de um lago ao produzir toxinas potentes (cianotoxinas), sabor e odor na água. Essas toxinas, cuja extração é fundamental para sua análise, afetam a qualidade da água, colocando em risco a saúde humana e da fauna que habita esses ambientes aquáticos. Por exemplo, animais, particularmente vacas e cães, morrem todos os anos por beber água que contém cianotoxinas. Também existe a preocupação de que algumas toxinas da água do lago estejam se infiltrando nas estações de tratamento de água potável e se acumulando lentamente nas pessoas que consomem essa água, afetando sua saúde e bem-estar. Para mais informações, consulte páginas da web especializadas que oferecem recursos sobre o controle e manejo dessas algas nocivas.

Detecção e características das cianotoxinas

Como as cianotoxinas podem ser detectadas? Embora seja necessário um kit de testes para comprovar sua presença, geralmente é possível obter uma pista de que elas podem estar presentes cheirando a água. O sabor e o cheiro são geralmente de umidade ou peixe devido à presença de “MIB” e “geosmina” produzidas pelas cianobactérias, um aspecto importante na detecção e controle dessas algas nocivas em ambientes aquáticos. Embora essas toxinas, MIB e geosmina, possam causar reclamações dos consumidores à estação de tratamento de água, elas também apresentam problemas de saúde mais graves para os seres vivos e humanos.

Impactos no tratamento e precauções com algicidas

Quando um lago tem uma proliferação de cianobactérias, as toxinas, o sabor e o odor tendem a se espalhar por toda a coluna de água, desde a superfície até os sedimentos do fundo. Isso provavelmente se deve ao fato de que, embora a proliferação de cianobactérias tenha ocorrido na coluna de água superior, onde recebia luz solar confiável em águas rasas, as células mortas não são comestíveis para o zooplâncton e afundam constantemente da parte superior da água até os sedimentos, afetando a qualidade da água e o equilíbrio do ecossistema aquático.

Como resultado, se houver proliferação de cianobactérias perto da tomada de água de uma estação de tratamento, muitas vezes não adianta muito a estação usar várias comportas de tomada em diferentes alturas, pois é provável que a água em todas as profundidades contenha os contaminantes das cianobactérias. O que acontece se os gestores aplicarem um algicida em um lago para impedir a proliferação de cianobactérias? Assim, as células das cianobactérias podem se lisar, destruindo-se e liberando toxinas, compostos de sabor e odor na água, o que agrava ainda mais o problema. Portanto, os gestores da água devem usar os algicidas com cautela e, de preferência, antes que a proliferação se expanda, para proteger os produtos, a saúde e o valor ecológico dos organismos que habitam esses ambientes aquáticos, mantendo assim o equilíbrio das algas e outros organismos no ecossistema.

Causas do florescimento das cianobactérias

O que provoca o florescimento das cianobactérias? As cianobactérias tendem a prevalecer em lagos onde há níveis abundantes de nutrientes, água quente e longas horas de luz solar. Além disso, há pouca mistura eficaz para ressuspender as algas verdes e as diatomáceas boas e evitar que afundem fora da luz solar, o que cria uma tempestade perfeita para a proliferação de algas nocivas.

Muitas espécies de cianobactérias podem armazenar nutrientes de nitrogênio e fósforo para uso posterior, ajustar sua flutuabilidade para baixo para obter nutrientes do fundo do lago e, em seguida, subir à superfície para receber luz solar. Em seguida, elas se agrupam para se proteger (formando florações ou proliferações de algas nocivas, HABS), sombreiam e matam as algas boas, emitindo toxinas, sabor e odor para matar ou afugentar predadores. Este processo forma acinetos (esporos) em repouso que permanecem no fundo do lago até ao ano seguinte, quando sobem à superfície para se apoderarem do lago. Com um tamanho superior a 100 um, são demasiado grandes para serem comidos pelas dáfnias, pelo que muitas vezes sobrevivem até ao verão, o que é um pesadelo para os gestores da água e a indústria da água potável.

Consequências ecológicas da proliferação

De uma perspectiva ecológica, as cianobactérias também impedem o fluxo de nutrientes ao longo da cadeia alimentar para peixes grandes e saudáveis e, em vez disso, criam uma carga problemática de demanda bioquímica de oxigênio (DBO), uma vez que as bactérias as decompõem lentamente no fundo do lago:

Nutrientes (por exemplo, nitrogênio, fósforo) > Cianobactérias > Carga de DBO nos sedimentos do lago.

Muitas vezes, a carga de DBO das cianobactérias nos sedimentos do lago faz com que a zona anóxica do fundo do lago se mova mais rapidamente e a uma altura maior em condições estratificadas de verão. Isso acarreta uma série de problemas com ferro, manganês, fósforo e sulfuros. Portanto, a eliminação das proliferações de cianobactérias nas camadas superficiais do lago geralmente melhora também as camadas inferiores do mesmo, aspecto fundamental para manter o equilíbrio nos ecossistemas aquáticos e a saúde do planeta.

Algas filamentosas

As algas filamentosas são um tipo de alga não tóxica que se une para formar filamentos em forma de malha, criando uma estrutura que serve de refúgio para vários organismos aquáticos. Essas colônias de algas microscópicas, comumente chamadas de plantas microscópicas, geralmente crescem na superfície de objetos duros, como o disco ou substrato orgânico do fundo ou as rochas das águas correntes. As algas filamentosas desempenham um papel essencial na saúde dos ecossistemas de água doce, pois produzem oxigênio e alimento para os animais e outros organismos aquáticos que vivem neles, trazendo importantes benefícios ecológicos; no entanto, elas também podem causar problemas como o estancamento.

Ao contrário das plantas terrestres, as algas filamentosas não têm raízes verdadeiras, portanto, obtêm seus nutrientes da água circundante. Quando os filamentos capturam gases como o oxigênio dissolvido (OD) criado durante a fotossíntese, a flutuabilidade eleva a camada de algas à superfície da água. Isso é comum em lagoas rasas e ao longo das zonas próximas à costa em lagos maiores e pode parecer que há mais algas do que realmente há. Embora as algas filamentosas possam ser antiestéticas, elas não são prejudiciais à saúde humana. As algas são uma parte natural dos ambientes aquáticos e ecossistemas, com propriedades que contribuem para a qualidade da água. Geralmente, a temporada de algas filamentosas raramente dura mais do que algumas semanas em cada lago, entre maio e junho de cada ano.

As algas são frequentemente vistas como uma dor de cabeça gerencial para aqueles na indústria da água, mas este organismo aquático é uma parte natural do ecossistema. As espécies de algas mais conhecidas são tipicamente encontradas em lagos, rios e lagoas que vivem na coluna d’água. Outros tipos, como algas perifíticas, crescem em diferentes substratos, como rochas, plantas aquáticas submersas e sedimentos no fundo. Neste guia, vamos mergulhar profundo nas algas.

O que são algas?

As algas podem variar desde plantas microscópicas unicelulares na superfície da água até grandes algas marinhas agarradas à costa. As algas podem variar desde plantas microscópicas unicelulares na superfície da água até grandes algas marinhas que se agarram à beira-mar. Todas as espécies são autotróficas, o que significa que utilizam a luz solar e produtos químicos abióticos (não vivos) dissolvidos para produzir material biótico (vivo) através de um processo conhecido como fotossíntese. São plantas não floridas, tipicamente aquáticas que contêm clorofila, mas não têm raízes, folhas, caules ou tecido vascular.

A fotossíntese é um dos processos mais importantes do planeta. Ela depende da luz solar, por isso só pode ocorrer durante o dia. Durante a fotossíntese, as algas, ou outra planta, a célula absorve dióxido de carbono, luz solar e água para criar oxigênio e energia na forma de glicose. Mas esta não é a única maneira que as plantas podem produzir energia. Paralelamente à fotossíntese, as plantas também respiram de forma semelhante à forma como fazemos como seres humanos. Durante a respiração, a célula de algas absorve oxigênio e produz dióxido de carbono a cada minuto do dia. Quando é um dia de sol, algas e outras plantas, a fotossíntese é mais rápida do que respiração. Em dias como este, as algas são consideradas um oxigênio líquido à medida que mais oxigênio é produzido através da fotossíntese do que da respiração. Dias nublados representam mais desafios para os ecossistemas aquáticos. Nesses dias, pouca fotossíntese pode ocorrer, e a respiração das algas pode fazer com que o lago fique tão curto em oxigênio que há mortes de peixes e até mesmo de algas.

Nem todas as algas são prejudiciais, no entanto, as plantas formam a base da cadeia alimentar em muitos ambientes.  Todos os outros organismos, desde bactérias até humanos, são conhecidos como heterotróficos – organismos que comem outras plantas ou animais por energia. Uma população saudável de algas fornece uma base vital para a próspera vida aquática e para a manutenção de um ecossistema aquático saudável.

Um exemplo de uma boa cadeia alimentar de algas verdes é:

Nutrientes (por exemplo, fósforo, nitrogênio) > Algas (por exemplo, diatomáceas, algas verdes) > Zooplâncton (por exemplo, dáfnia) > Peixes pequenos > Peixes piscívoros.

Em média, há cerca de 20-30 espécies de algas em um lago em grande quantidade a qualquer momento. Dentro desta mistura, 1-2 espécies são dominantes dependendo de fatores como o número de horas de luz do dia, temperatura da água, quantidade e tipo de nutrientes, e predadores, entre outros.

O que são algas não tóxicas?

Primeiro, vamos mergulhar nas algas que não são tóxicas. Estas são pequenas células – tipicamente abaixo de 100um – e não são visíveis ao olho humano nu. Espécies de algas plantônicas como esta são responsáveis por uma tonalidade na água, verde durante o verão devido às algas verdes e marrom na primavera e outono devido às diatomáceas. Como são planctônicas, são conduzidas pelo movimento na água. Notavelmente, estas espécies emitem enzimas para evitar a conexão com outros indivíduos e evitar a aglomeração.

Em relação à biologia celular, as algas verdes normalmente possuem uma parede celular macia, enquanto as diatomáceas têm uma parede celular rígida. Por serem pequenas, as algas verdes e diatomáceas são frequentemente comidas por dáfnias filtradoras e outros zooplâncton. Com o zooplâncton regularmente devorando boas algas e populações de diatomáceas são continuamente comidas e raramente formam uma “floração” permanente em condições naturais de verão. Se populações saudáveis destas espécies estiverem presentes em um lago, manterão a claridade da água durante todo o verão e permanecerá esteticamente atraente para todos os usos. Conclusão – populações saudáveis de algas verdes e diatomáceas evitam o desenvolvimento de florações de algas nocivas.

Por que as boas populações de algas verdes e diatomáceas são melhores para os ecossistemas aquáticos do que outras espécies como as cianobactérias?

  1. Elas estão ativos mais cedo na primavera do que as cianobactérias.
  2. Elas se reproduzem mais rapidamente do que cianobactérias devido ao seu pequeno tamanho.
  3. Se sua população permanecer saudável, elas podem absorver todos os nutrientes em um lago para que as cianobactérias nunca se proliferem em um lago.

No entanto, nem tudo são boas notícias. As boas algas verdes e diatomáceas são ligeiramente mais pesadas que a água, com uma gravidade específica de 1.03, por isso é comum que elas afundem. Infelizmente, se elas afundarem mais fundo que a termoclina, elas morrem devido à falta de luz solar. Em muitos lagos nos Estados Unidos, isto acontece com uma grande porção das boas algas verdes e diatomáceas até meados do verão, permitindo que as cianobactérias se tornem dominantes no lago.

Algas tóxicas verde-azuladas tóxicas (Cianobactérias)

 

As cianobactérias, também conhecidas como algas verde-azuladas, são um tipo de bactéria que reside na água. Estes organismos microscópicos são naturalmente encontrados em corpos d’água, mas se deixados proliferar, podem prejudicar a saúde humana. Como outras bactérias, elas têm uma parede viscosa com a clorofila em cada célula que está espalhada por toda a célula. Isto difere de uma verdadeira célula de algas com uma parede mais rígida e clorofila em sacos conhecidos como cloroplastos.

Por que as cianobactérias representam um risco para a saúde humana? As cianobactérias são encontradas em muitos lagos e podem perturbar a eficiência de um lago produzindo toxinas potentes (cianotoxinas), sabor e odor na água do lago.  As toxinas podem matar ou prejudicar os humanos que entram em contato com a água do lago e até representam um risco para a saúde humana a vários quilômetros do lago. Animais, particularmente vacas e cães, são mortos anualmente ao beberam contendo cianotoxinas. Há também uma preocupação de que algumas toxinas na água do lago estejam se infiltrando nas plantas de água potável e lentamente se acumulando em humanos que bebem a água.

Como você pode detectar cianotoxinas? Embora você precise de um kit de teste para provar sua presença, geralmente, você pode obter uma dica de que as cianotoxinas podem estar presentes ao sentir o cheiro da água. O sabor e o odor são geralmente um cheiro de mofo ou de peixe devido à presença de “MIB” e “geosmina” produzidos por cianobactérias.  Embora essas toxinas, MIB e geosmina – possam causar reclamações dos consumidores à estação de tratamento de água, elas também apresentam problemas de saúde mais graves para os seres humanos.

Quando um lago tem uma cianobactéria florescendo, as toxinas, o sabor e o odor geralmente se estendem por toda a coluna de água, da superfície ao sedimento inferior. Isso é provável porque, embora as cianobactérias tenham proliferado na coluna de água superior onde recebeu luz solar confiável, as células mortas são comestíveis pelo zooplâncton e afundam constantemente da água superior para o sedimento. Como resultado, se houver florescimento de cianobactérias perto de uma entrada de estação de tratamento de água, muitas vezes há pouco benefício para uma estação de tratamento de água usando vários portas de entrada em diferentes elevações, pois a água em todas as profundidades provavelmente conterá os contaminantes de cianobactérias. O que acontece se algicida for aplicado a um lago para impedir o florescimento de uma cianobactéria? Nesse caso, as células de cianobactérias podem lisar (ser destruídas e separadas) e liberar toxinas, sabor e compostos de odor na água, agravando ainda mais o problema. Como resultado, os algicidas devem ser usados com cautela e, de preferência, antes da expansão da floração.

O que desencadeia o florescimento de cianobactérias? As cianobactérias normalmente se tornam prevalentes em um lago onde há níveis abundantes de nutrientes, água morna e longas horas de luz do dia.  Em conjunto, há pouca mistura eficaz para ressuspender as boas algas verdes e diatomáceas para evitar que elas afundem fora da luz solar, fazendo uma tempestade perfeita para que as floresçam e proliferem. Muitas espécies de cianobactérias podem armazenar nutrientes de nitrogênio e fósforo para uso posterior, ajustar sua flutuação para baixo para obter nutrientes do fundo do lago e, em seguida, subir à superfície para receber luz solar. Depois, elas se agrupam para proteção (formando florescimento de algas nocivas, FANs), sombreiam e matam algas boas, emitindo toxinas, sabor e odor para matar ou afastar predadores. Este processo forma acinetos (esporos) em repouso no fundo do lago até o ano seguinte, quando todos eles vêm até a superfície para tomar conta do lago. Com um tamanho de mais de 100um, eles são grandes demais para a dáfnia média comer, então eles muitas vezes sobrevivem até que esteja pronto para o verão novamente, provando ser um pesadelo para os gerentes de água.

Do ponto de vista ecológico, as cianobactérias também impedem o fluxo de nutrientes através da cadeia alimentar para peixes grandes e saudáveis e, em vez disso, criam uma carga problemática de demanda bioquímica de oxigênio (DBO) à medida que as bactérias os decompõem lentamente no fundo do lago:

Nutrientes (por exemplo, nitrogênio, fósforo) > Cianobactérias > Carga DBO no sedimento do lago.

Muitas vezes a carga de DBO das cianobactérias no sedimento do lago desencadeia a zona anóxica  inferior do lago para se mover mais rapidamente e mais alto em condições de verão estratificadas. Com isso vem uma infinidade de problemas com ferro, manganês, fósforo e sulfuetos. Como resultado, remover as florações das cianobactérias nas camadas superficiais do lago normalmente melhorará também as camadas inferiores do lago.

Algas filamentosas

Filamentous algae are a form of non-toxic algae that link together to form mesh-like filaments. These colonies of microscopic plants usually grow on the surface of hard objects, such as on the bottom organic substrate or rocks in flowing waters. Filamentous algae play an essential role in the health of a freshwater ecosystem as they produce oxygen and food for the animals that live there; however, they can also cause problems such as stagnancy. Unlike other plants, filamentous algae do not have roots, so they get their nutrients from the surrounding water. When gases, such as dissolved oxygen (DO) created via photosynthesis, get trapped in the filaments, the buoyancy of the gas leads to the algal mat rising to the surface. This is common in shallow ponds and along near-shore areas in larger lakes and can appear like there are more algae than there is. Although filamentous algae can be unaesthetically-pleasing, it is not harmful to human health.  Algae is a natural part of an aquatic ecosystem. Typically, the filamentous season seldom lasts a few weeks on each lake, between May and June each year.