FORAMINÍFEROS RECENTES DA BAÍA DE GUANABARA, RJ

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II Reunión sobre el Cuaternário de América del Sur

FORAMINÍFEROS RECENTES DA BAÍA DE GUANABARA, RJ Laut¹, L.L.M.; Santos-Leal, F.O.¹; Silva, F.S.² & Laut, V.M.³

1Laboratório de Micropaleontologia – LabMicro- UERJ. E-mail: lazarolaut@hotmail.com, lealf80@hotmail.com

2Departamento de Geologia – UFRJ. E-mail: fsobrinho@gmail.com

3Departamento de Geologia – LAGEMAR – UFF. E-mail: vlaut@paetro.bio.br

ABSTRACT

This work presents a preliminary study of the benthic foraminifera from 150 stations in Guanabara Bay, Rio de Janeiro collected in the Project of Environmental Monitoring (CENPES/PETROBRAS). The benthic foraminifera were separated for identification and ecological analysis. We found 88 foraminifera taxons. The species Ammonia tepida was dominant in all the stations followed by Elphidium spp. The ecological indexes value such as richness and diversity were greater at seaward stations and lower at landward stations. These indexes showed the estuarine characteristic of bay. The cluster analysis in Q mode indicated the existence of five groups of stations where the population of foraminifera corresponded to the hydrodynamic and pollution conditions.

Keywords: Foraminíferos, Bioindicators, Guanabara Bay, pollution.

INTRODUÇÃO

A Baía de Guanabara, situada no Estado do Rio de Janeiro entre as cidades de Niterói e Rio de Janeiro, possui um espelho d’água de 412 km², com profundidade média de 4 metros e máxima de 60 metros e com volume de 2 bilhões de m³. Nela deságuam 55 rios e encontram-se 82 Km² de importantes áreas de manguezal, 80% delas dentro da Área de Proteção Ambiental (APA de Guapimirim), sob a tutela do IBAMA.

Os níveis atuais de poluição encontrados na Baía de Guanabara são resultado de um processo de degradação que se intensificou nas décadas de 50 e 60, com o elevado crescimento urbano, especialmente da região sudeste do país. O monitoramento da poluição é um instrumento para a gestão ambiental que propicia ainda uma percepção sistemática e integrada da realidade ambiental, servindo de suporte ao controle das atividades poluidoras.

Um destes projetos de monitoramento ambiental surgiu após o derrame óleo no ano de 2000 na refinaria REDUC com financiamento e coordenação do CENPES/PETROBRAS em colaboração com universidades de todo o país. Um dos grupos de organismos contemplados pelo projeto foram os foraminíferos. A utilização deste grupo de organismos bentônicos na caracterização ambiental relacionada à influência antrópica tem sido utilizada em estudos no mundo todo em análises de baías e outros ambientes costeiros (ALVE, 1995). A posição trófica dos foraminíferos ainda não é bem definida, contudo no geral são consumidores primários ingerindo matéria orgânica dissolvida, bactérias e microalgas (Debenay et al. 1996). São considerados como um importante elo entre a alça microbiana e a teia trófica de sedimentos de ambientes marinhos, pois eles assimilam 80% da energia produzida pelos autótrofos (bactérias e cianobactérias) e passam para o nível seguinte 28% desta energia. No consumo direto, sem passar pelos protozoários, somente 5% da energia seria aproveitada na teia trófica (Kirchman, 2000).

O uso de foraminíferos bentônicos de águas rasas parece ser um atrativo com ferramenta no monitoramento ambiental que é favorecido por: (1) os foraminíferos estão presentes em todos os ambientes marinhos; (2) eles vivem sobre a camada superficial do sedimento; (3) possuem uma larga diversidade taxonômica; (4) possuem uma carapaça dura que se preserva; (5) são pequenos e encontrados em “grandes quantidades”; e (6) possuem um curto ciclo reprodutivo (Yanko et al. 1994).

O objetivo deste estudo foi caracterizar preliminarmente as assembléias de foraminíferos bentônicos da baía de Guanabara inferindo condições naturais ou de estresse ambiental no sedimento baseando-se nas características ecológicas da população.

TRABALHOS PRÉVIOS

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que podem e devem estudadas, inclusive a respeito da distribuição de foraminíferos e sua relação com outros grupos de organismos e sua aplicação para o monitoramento ambiental.

Vilela et al. (2001a) distribuíram a Baía de Guanabara em três compartimentos, respectivamente: entrada (ao sul), central e fundo (ao norte). No geral foram identificadas espécies típicas de ambientes estressados (Ammonia tepida, Ammonia parkinsoniana, Buliminella elegantissima, Quinqueloculina seminulum, Textularia erlandi e diversas espécies de Elphidium). A variação da diversidade e da abundância nas estações confirmou a compartimentação que foi proposta.

Na entrada da baía onde o sedimento era mais arenoso e a porcentagem de COT (carbono orgânico total) foi baixa testas de foraminíferos foram maiores e os valores de diversidade altos. As estações próximas ao canal central apresentaram poucos indivíduos ou nenhum. As amostras deste setor com maior diversidade encontraram-se próximas ao Flamengo e a Jurujuba e as amostras mais abundantes próximas a Urca e Flamengo. A espécie mais numerosa neste compartimento foi Bulivina striatula.

Vilela et al. (2001b) analisou amostras de foraminíferos associados a metais pesados como Pb, Mn, Fe, Cu, Zn,Cr e Ni no porto de Niterói, Ilha da Conceição e na Enseada de Jurujuba. Nestas áreas foram encontradas valores de abundância e diversidade baixos, assim como um grande número de testas mal formadas e gastas. Muitas das testas continham manchas escuras que podem ser de óleo e/ou asfalto. As espécies dominantes foram Buliminella elegantissima, Ammonia tepida, Bolivina lowmani e Elphidium discoidade, típicos de ambientes semiconfinados e poluídos.

Eichler et al. (2001) caracterizaram a Baía de Guanabara através da associação de foraminíferos bentônicos tentando estabelecer um bioindicador da influência marinha. Nas 26 estações amostrais da baía de Guanabara foram identificadas 53 espécies de foraminíferos totalizando 296812 testas pertencentes principalmente aos gêneros Ammonia, Bolivina, Cassidulina, Discorbis, Elphidium e Quinqueloculina. A espécie de Cassidulina subglobosa e o gênero Discorbis são característicos de ambientes marinhos e apresentaram uma abundância relativa nas estações localizadas na entrada e na porção central da Baía. Essas duas espécies puderam ser caracterizadas como bioindicadoras da entrada da cunha salina na Baía de Guanabara.

Segundo Eichler et al. (2003) a distribuição dos foraminíferos é diferente na entrada da Baía de Guanabara se comparada as partes mais internas. Cassidulina subglobosa e Discorbis williamsoni são encontrados em ambientes com baixa temperatura e alta salinidade na entrada da baía. De acordo com o teor de oxigênio dissolvido foi observado que Quinqueloculina seminulum ocorre quando os valores são mais altos do que 2 mg/l. Por outro lado, Buliminella elegantissima aparece nas partes centrais da baía, que são locais com baixa oxigenação e de sedimentos onde a acumulação de matéria orgânica é maior.

Vilela et al. (2004) analisando testemunhos retirados na região portuária de Niterói, identificaram uma baixa concentração de foraminíferos bentônicos, com também alta concentração de espécies indicadoras de ambientes estressados tais como Ammonia tepida, Buliminella elegantissima e Bolivina lowani. Um grande número de testas desgastadas e mal formadas estavam vinculadas aos níveis onde eram maiores as concentrações de metais pesados.

MATERIAIS E MÉTODOS

Foram realizadas amostras de fundo ao longo de 150 estações no entorno da baía de Guanabara entre 28/10/2005 e 12/05/2007 usando uma draga tipo van Veen para sedimento arenoso e Eckman para sedimento lamoso (Fig. 01). Do sedimento recuperado uma alíquota de 50 ml foi retirado dos primeiros 3 cm armazenada numa solução de formol a 4% com corante rosa de Bengala.

Em laboratório o sedimento foi passado a úmido pelas peneiras de 0,500 mm e 0,062 mm, descartando-se as frações acima e abaixo deste intervalo. Entre uma lavagem e outra, as peneiras eram mergulhadas em corante Azul de Metileno, para coloração de organismos que porventura ficassem retidos na malha da peneira podendo vir a contaminar as amostras subseqüentes. As amostras foram secas em estufa sob temperatura de 50°C e os foraminíferos foram separados do material por flotação em tricloroetileno (C2HCl3).

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Figura 01 – Localização das estações de amostra de sedimento para análise de atividade bacteriana, foraminíferos e diatomáceas (período das coletas - 28/10/2005 a 12/05/2006).

O material foi examinado sob microscópio esteroscópico onde foi contada a população total das amostras quando com menos 300 organismos. Quando o número de testas era superior a 300 a densidade da população foi estimada se baseado no quarteamento da amostra.

A identificação das espécies foi feita através de consultas a referências de diversos autores e as descrições originais obtidas no catalogo digital Ellis & Mesina (2002) do American Museum of Natural History, New York.

Como descritores ecológicos das espécies de foraminíferos identificadas foram usados: freqüência relativa, número de vivos, riqueza, constância, diversidade (H’= pi1npi,), equitabilidade (J’=H’/In(S)).

Para avaliar a similaridade entre as estações amostradas e identificar sub-ambientes semelhantes do ponto de vista da distribuição faunística foi aplicado uma análise de agrupamento em modo – Q no Software Pcord4. A matriz de distância foi gerada usando os valores de freqüência relativa (abundância) de todas as espécies identificadas, elevadas a potência de 0,5 com o objetivo de amenizar a diferença entre as espécies dominantes em relação às que apresentaram freqüências muito baixas. Como medida de comparação entre as estações empregou-se o Coeficiente de Distância Euclidiana e como estratégia de agrupamento foi utilizado o Método de Ward (variância mínima).

A associação entre as espécies foi obtida usando-se a mesma matriz de freqüência relativa das espécies transformadas potência de 0,5 aplicando–se o coeficiente de correlação linear r-Pearson (modo-R). Como estratégia de agrupamento foi utilizado o Método de Ward (variância mínima) no Software Pcord4. Este método quantifica a associação linear entre os elementos, determinando a matriz de correlação, para

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II Reunión sobre el Cuaternário de América del Sur RESULTADOS E DISCUSSÃO

Foram identificados 88 táxons de foraminíferos nas primeiras 50 amostras analisadas. Destas somente 38 apresentaram testas de foraminíferos. Foram identificadas 45 espécies de testa calcária e 23 foram de espécies de carapaça aglutinante identificadas nas estações localizadas próximo à desembocadura dos rios. Isto demonstra uma grande riqueza de espécies dentro da baía.

A espécie Ammonia tepida foi dominante em todas as estações seguidas pelas espécies de Elphidium que são espécies típicas de regiões estuarinas. Tais espécies apresentaram uma grande quantidade indivíduos vivos e muitos com carapaças deformadas.

Dezoito espécies de Miliolídios foram identificadas: 8 espécies de Quinqueloculina spp., duas de Miliolinella spp. e uma espécie de Triloculoculina sp., Cycloforina sp., Adelosina sp., Pyrgo sp., Flintia sp., Siphonaperta sp. e Spiroculolina sp. Esta ordem de foraminífero é típica de regiões com maior hidrodinâmica onde ocorre renovação de águas. Estas espécies foram mais abundantes nas estações voltadas para a boca da baía onde o sedimento é arenoso.

Outras espécies típicas de ambientes marinhos também foram identificadas tais como: Discorbis williansomi, Hopkinsiana pacifica, Bolivina marginata, Poroeponides lateralis, Quinqueloculina constata, Rosalina sp. A, Cassidulina subglobosa etc.

Quatro espécies indicadoras de hípoxia e de enriquecimento orgânico foram identificadas: A. tepida, Elphidium gunteri, Ammotium salsum e Buliminella elegantissima. Estas espécies foram mais abundantes nas estações localizadas nas adjacências do município de São Gonçalo, atrás da ilha do Governador e nas adjacências da Ilha de Paquetá.

Em relação à dispersão dentro da baía a espécie A. tepida foi a que se apresentou mais constante estando presente em 95% das estações seguida (Fig. 2) por Elphidium excavatum 82%, Quinqueloculina seminulum 68%, Bolivina translucens (62%) e Bolivina striatula (49%).

Em relação à riqueza de espécies a boca da baía apresentou uma média de 21 espécies/estação enquanto que o fundo da baía apresentou a média foi de 16 espécies por estação (Fig. 3). Os valores das estações do fundo da baía foram enriquecidos pelas espécies que vivem na franja de mangue como Trochammina marcrecens, Jadammina polystoma, Trochammina inflata, Tiphotrocha comprimata, etc.

Figura 02: Valores de constância das espécies de foraminíferos da baía de Guanabara.

O índice de diversidade H’ não demonstrou um gradiente significativo em relação as médias. As estações da boca da baía apresentaram uma média de 1,4 enquanto que o fundo apresentou 1,3 (Fig. 03). Essa uniformidade em relação da diversidade deve-se aos altos valores de abundância e constância apresentada pelas espécies dominantes principalmente Ammonia tepida e Elphidium excavatum.

A análise de agrupamento em modo-R permitiu separar sete assembléias de foraminíferos usando o nível de corte do dendrograma em 52% da informação (Fig. 04). Baseados na ecologia das espécies, já identificados também em outros estuários pode se dizer que: Assembléia A foi formada por espécies de foraminíferos típicas de sedimento arenoso rico em matéria orgânica; Assembléia B foi composta por espécies típicas de estuários; Assembléia C formada pelas espécies de borda de mangue; Assembléia D composta pelas espécies típicas de estuário externo; Assembléia E composta por espécies marinhas típicas

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de sedimento arenoso com boa oxigenação; Assembléia F formada por espécies marinhas de águas frias; e Assembléia G formada pelas espécies marinhas comuns em sedimentos lamosos.

A análise em modo-Q permitiu agrupar as estações em cinco grupos num nível de corte de 75% da informação. O Grupo I foi composto pelas estações da boca da baía; Grupo II pelas estações do canal entre a Ilha de Paquetá e a costa de São Gonçalo; Grupo III foi composto pelas estações do canal entre a Ilha de Paquetá e Ilha do Governador; o Grupo IV formado pelas estações do fundo da baía; e o Grupo V por uma única estação que representa uma praia arenosa (Fig. 04).

Figura 03: Índice de riqueza e diversidade de foraminíferos da baía de Guanabara.

A integração entre os dois dendrogramas mostrou que a boca da baía (Grupo I) é dominantemente composta pelas Assembléias de foraminíferos F e G desconsiderando a assembléia da estação 53, que aprece no gráfico dentro do Grupo I, contundo não representa um resultado real; o Canal entre a Ilha de Paquetá e a costa de São Gonçalo (Grupo II) composta principalmente por espécies das Assembléias B e D e F; O canal entre as ilhas de Paquetá e Governador (Grupo III) pelas espécies das Assembléias B, C e D; o fundo da Baía de Guanabara (Grupo IV) composto pelas as espécies das Assembléias B e D e a praia arenosa (Grupo V) foi composta por espécies das Assembléias A, B e C.

CONCLUSÃO

As assembléias de foraminíferos marcaram bem a influência marinha pela presença de espécies de plataforma e as contribuições dos manguezais puderam ser notadas pela presença de espécies aglutinantes.

A dominância de Ammonia beccarii demonstrou estresse ambiental acentuado na região costeira de São Gonçalo, Ilha do Governador e zonas portuárias.

A riqueza de espécies de miliolídios indicou alta hidrodinâmica nas regiões mais expostas à ação das correntes vindas do oceano.

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Figura 04: Dendrogramas das análises de agrupamento em Modo - Q e Modo – R das espécies de foraminíferos da baía de Guanabara baseado nos valores de frequência relativa.

A presença de espécies aglutinantes de ambientes eurialinos e manguezais da margem leste da Baía de Guanabara caracterizaram a influência fluvial dos rios do município de São Gonçalo e Guapimirim.

As biozonas de foraminíferos mostram-se eficientes na compartimentação ambiental da Baía caracterizando subambientes dentro da Baía de Guanabara.

Os resultados encontrados a partir da análise das assembléias de foraminíferos para este projeto mostraram claramente os impactos ambientais relacionados principalmente ao aporte orgânico.

Outras análises correlacionando as assembléias de foraminíferos com as de diatomáceas e atividade bacteriana, parâmetros ambientais e poluentes poderia maximizar o nível de informação sobre a ação e distribuição dos poluentes e como estão interferindo nas relações dos primeiros níveis tróficos dentro da Baía de Guanabara.

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