Dissemos inúmeras vezes que a floração de algas é uma preocupação crescente para muitos ecossistemas de água doce em todo o mundo e exploramos porque e como elas afetam os seres humanos e a natureza. Até analisamos como os seres humanos desempenham um papel fundamental nesta questão diretamente, poluindo os sistemas de água, e indiretamente, devido às mudanças climáticas.
No entanto, há toda uma outra dimensão para falar: essas florações são frequentemente causadas por espécies invasoras que superam os organismos nativos em termos de recursos. Elas são plantas ou animais que não são nativos de uma área e podem causar danos ao meio ambiente, economia ou saúde humana. Elas podem competir com as espécies nativas por recursos, interromper as cadeias alimentares e alterar os habitats. Elas podem se espalhar naturalmente, como nas patas ou penas de aves migratórias, ou ser introduzidos por seres humanos acidentalmente.
Para sermos capazes de prever melhor os desafios futuros da gestão da água para o bem dos seres humanos e do resto da biosfera, precisamos entender esse fenômeno preocupante e seus efeitos. Neste blog, é exatamente isso que faremos, olhando para o estudo de caso do Lago Mendota.
Lago Mendota
O Lago Mendota é um lago de água doce localizado em Madison, Wisconsin, EUA. É o maior dos quatro lagos da cadeia do rio Yahara e cobre uma área de cerca de 39 quilômetros quadrados. O lago é o lar de uma gama diversificada de espécies, incluindo peixes, aves, anfíbios e outros organismos aquáticos. Algumas dessas espécies, como o mergulhão comum e o esturjão do lago, são consideradas ameaçadas ou em perigo de extinção, tornando a preservação do ecossistema do Lago Mendota crítica para sua sobrevivência.
Os cientistas são atraídos para o Lago Mendota por suas propriedades únicas e importância ecológica. Como um dos lagos mais estudados do mundo, com registros detalhados que remontam a mais de 40 anos, o Lago Mendota fornece um local ideal para os pesquisadores explorarem tópicos como qualidade da água, ciclo de nutrientes e ecologia aquática. Além disso, a longa história de investigação científica e monitoramento do lago fornece uma linha de base valiosa para a compreensão das mudanças no ecossistema ao longo do tempo.
Usando essas linhas de base, um estudo recente realizado por cientistas da Universidade de Wisconsin-Madison esclareceu sobre os efeitos de duas espécies invasoras, a pulga d’água espinhosa e o mexilhão zebra, na comunidade microbiana do Lago Mendota em Madison, Wisconsin.
Espécies invasoras
Espécies invasoras são plantas ou animais que não são nativos de uma área e podem causar danos ao meio ambiente, à economia ou à saúde humana. Elas podem superar as espécies nativas por recursos, interromper as cadeias alimentares e alterar os habitats. Os ecossistemas levam muito tempo para alcançar equilíbrios delicados, chegando a uma “zona de equilíbrio” onde nada é desperdiçado e ninguém pode “vencer”.
Mas as espécies invasoras não têm mecanismos regulatórios naturais em seus novos ambientes, levando a consequências catastróficas. Espécies invasoras podem ser introduzidas naturalmente, como pedaços de plantas pendurados em aves migratórias, acidentalmente, como através da água de lastro de navios, ou intencionalmente, como quando as pessoas soltam animais de estimação ou plantas na natureza.
Os cientistas estão, portanto, interessados em estudar as espécies invasoras e seus efeitos nos ecossistemas, porque elas podem ter grandes impactos no meio ambiente e na saúde humana. Ao entender como essas espécies se espalham e interagem com espécies nativas, os cientistas podem desenvolver estratégias para prevenir e controlar sua disseminação. O estudo descobriu que as invasões de pulgas d’água espinhosas, observadas pela primeira vez em 2009, e mexilhões zebra, observados pela primeira vez em 2015, causaram grandes mudanças na comunidade microbiana do Lago Mendota.
Pulgas d’água espinhosas e mexilhões zebra
Antes de prosseguirmos, vamos apresentar os culpados. Se você tem algum conhecimento dos ecossistemas aquáticos norte-americanos, provavelmente já se arrepia pensando nessas duas pragas infames.
As pulgas d’água espinhosas são pequenos crustáceos nativos da Eurásia que chegaram à região dos Grandes Lagos na década de 1980. Elas têm uma longa espinha dorsal, que usam para se defender e capturar presas. Alimentam-se de pequenos zooplânctons, que são uma parte vital da cadeia alimentar nos ecossistemas de água doce. Como muito poucos animais na América do Norte as atacam ou sabem como se defender delas, essas pulgas têm reinado livre para aterrorizar habitats de água doce, fazendo com que outros predadores passem fome.
Da mesma forma, os mexilhões zebra são pequenos mexilhões de água doce nativos da região do Mar Negro, na Europa. Eles foram descobertos pela primeira vez nos Grandes Lagos no final da década de 1980 e desde então se espalharam para outros sistemas de água doce em todo o continente. Eles se alimentam de fitoplâncton por filtração e são muito eficientes nisso, o que pode ter impactos significativos na cadeia alimentar e na qualidade da água dos ecossistemas afetados. Além disso, eles têm uma casca dura e podem se prender a superfícies duras, como rochas, barcos e tubos, o que pode causar danos significativos à infraestrutura e afetar o uso recreativo dos corpos d’água afetados.
Consequências
O estudo aponta três consequências principais das espécies invasoras na comunidade microbiana. Em primeiro lugar, eles analisaram as próprias cianobactérias e encontraram uma tendência preocupante: as florações ocorrem mais cedo a cada ano. Isso interrompe o ciclo natural do lago e pode até levar a florações de algas nocivas, impedindo a fase clara que geralmente acontece durante a primavera. Durante esse período, a água deve estar clara e a luz solar deve ser capaz de penetrar até o fundo do lago, permitindo que plantas e várias algas façam fotossíntese e produzam oxigênio em todas as profundidades. Esta água límpida também permite o crescimento de espécies nativas, como algas e diatomáceas, que fornecem uma fonte de alimento para muitos pequenos animais aquáticos.
Além disso, a água limpa estimulou o crescimento da vegetação aquática submersa, que fornece um habitat importante para peixes e outros animais aquáticos caçarem e descansarem. Ao interromper essa fase, toda a cadeia alimentar sofre, levando a uma perda de biodiversidade e a um potencial colapso do ecossistema. Além disso, a diversidade das cianobactérias aumentou significativamente: não apenas algumas novas espécies, mas gêneros, famílias e até ordens inteiramente diferentes.
Em segundo lugar, a concentração de toxinas produzidas por cianobactérias aumentou durante os meses de verão. Esse aumento foi observado apesar do fato de que o número total de cianobactérias permaneceu relativamente constante. A razão para isso pode ser que diferentes cepas de cianobactérias produzem diferentes tipos de toxinas, e as espécies invasoras foram encontradas a promover o crescimento dessas cepas que produzem toxinas mais potentes. Outros fatores ambientais, como mudanças na disponibilidade de nutrientes ou variações na temperatura, também podem estar impulsionando um aumento na toxicidade. Isso é particularmente preocupante porque as toxinas cianobacterianas podem ser prejudiciais para humanos e animais que entram em contato com a água, podendo causar irritação na pele, problemas respiratórios e até mesmo danos ao fígado.
Por fim, as populações de outras bactérias no lago foram alteradas devido às espécies invasoras. Esta é uma observação surpreendente, pois não se pensava ser possível antes. Considerava-se que as bactérias heterotróficas eram significativamente menos afetadas pelas mudanças no ambiente do que outras comunidades. Esses tipos de alterações na comunidade microbiana podem ter consequências de longo alcance em todo o ecossistema do lago, incluindo a cadeia alimentar, o ciclo de nutrientes e a qualidade da água. Se esse processo não for compreendido em breve, ele tem o potencial de causar danos irreversíveis se não for resolvido.
Implicações
Estas descobertas têm implicações significativas tanto para a gestão da água quanto para a biodiversidade. O estudo destaca a interconexão dos micróbios com a cadeia alimentar mais ampla e sua suscetibilidade a mudanças ambientais de longo prazo. Como resultado, é crucial monitorar e prevenir a floração de algas causadas por espécies invasoras, a fim de proteger os ecossistemas de água doce e os organismos que dependem deles.
Os efeitos completos do aumento da toxicidade não são bem compreendidos, mas eles precisarão ser monitorados de perto, ou então inúmeras espécies, incluindo os seres humanos, sofrerão. Essas toxinas continuarão a se acumular dentro de animais como mariscos e crustáceos e se espalharão por toda a cadeia alimentar.
O principal autor do estudo, Robin Rohwer, enfatizou a importância da coleta e monitoramento de dados a longo prazo para ajudar a entender os impactos das espécies invasoras nos ecossistemas de água doce. Esses dados podem ajudar os cientistas a identificar conexões inesperadas entre micróbios e a cadeia alimentar mais ampla e podem ajudar no desenvolvimento de estratégias eficazes para prevenir e gerenciar a floração de algas.
Os resultados do estudo da Universidade de Wisconsin-Madison demonstram o impacto de longo alcance das espécies invasoras nos ecossistemas de água doce e a importância de monitorar e prevenir a proliferação de algas. Ao proteger os ecossistemas de água doce, também podemos proteger a saúde humana, a economia e o mundo natural como um todo.