AVALIAÇÃO DA BIOMASSA DE MICROCRUSTÁCEOS EM AMBIENTES AQUÁTICOS CONTINENTAIS

Martín C. M. Blettler e Cláudia Cósta Bonecker

Martín C. M. Blettler. Lic. en Biodiversidad, Universidad Nacional del Litoral, Argentina. Mestre em Ecologia de Ambientes Aquáticos Continentais, Universidade Estadual de Maringá (UEM), Brasil. Doutorando em Ciências Biológicas, Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas, CONICET - Universidad Nacional del Litoral, Argentina. Endereço: Av. Colombo, 5790. 87020-900, Maringá, Paraná, Brasil. e-mail: martinblettler@hotmail.com

Cláudia Cósta Bonecker. Bacharelado e Lic. em Ciências Biológicas, Universidade Gama Filho, Brasil. Mestrado e Doutora em Ecologia de Ambientes Aquáticos Continentais, UEM, Brasil. Vice-coordenadora Núcleo de Pesquisas em Limnologia, Ictiologia e Aqüicultura/PEA, Universidade Estadual de Maringá, Brasil.

RESUMO

As metodologias para a estimativa da biomassa são variadas. Entretanto, o método mais difundido para obter a biomassa de microcrustáceos zooplanctônicos é a partir da obtenção de equações de regressão linear, considerando a relação peso seco-comprimento dos indivíduos. Esta metodologia é de uso generalizado, quase o 75% dos trabalhos pesquisados neste estudo. Em relação aos ambientes estudados, 52% correspondem a trabalhos feitos em regiões temperadas. Nessa região também foi elaborada a maioria das regressões disponíveis na literatura para as diferentes espécies. É necessário desenvolver mais estudos e construir equações para as diferentes espécies presentes nas regiões subtropicais e tropicais. A maioria dos autores citados não especificam se usou indivíduos fixados e não fixados. Tampoco especificam o critério adotado na medição nem quantos indivíduos foram utilizados em cada classe de comprimento. Esto acontece para a elaboração das equações e para o uso das equações já elaboradas, sendo muitas veces estos critérios assumidos como arbitrário. As fórmulas de regressão não devem ser aplicadas universalmente sem reservas. As equações feitas para uma mesma espécie podem variar tanto nos valores da intercepção como na inclinação da reta, pois depende do ambiente onde foram realizadas. Embora, os usuários dessas regressões devem atestar para as variações que as mesmas possam sofrer em função de fatores que afetam a relação peso-comprimento. Conclui-se que, para o cálculo da biomassa por equações peso seco-comprimento, é necessário padronizar os critérios de medição do comprimento, técnicas de preservação, número de indivíduos por classe de comprimento, e tempo e temperatura de secagem.

MICROCRUSTACEAN BIOMASS ESTIMATION IN CONTINENTAL AQUATIC ENVIRONMENTS

SUMMARY

There are several methodologies for biomass estimation. The most common for microcrustacean zooplanktonic biomass determination are based on linear regression equations relating individual dry weight and length. Almost 75% of the papers reviewed in the present stydy have used this methodology, and 52% of them refer to studies carried out in temperate regions, were most of the available regressions were made. New studies are needed in order to obtain equations for species of subtropical and tropical environments. Most of the reviewed authors do not specify whether individuals were preserved, what were the measurement criteria and how many individuals were used in each length class in order to calculate new equations or apply known ones. These criteria are often assumed as arbitrary and, thus, regression equations should not be used in all situations without caution. The equations change in intercept and slope values, depending on the environment where they have been calculated. However, biomass values estimated through equations obtained by other authors is common. It is possible to conclude that in the use of dry weight-length equations for biomass estimation it is necessary to standardize individual length measurement criteria, preservation techniques, number of individuals in each length class, and finally, time and temperature of drying.

EVALUACIÓN DE LA BIOMASA DE MICROCRUSTÁCEOS EN AMBIENTES ACUÁTICOS CONTINENTALES

RESUMEN

Las metodologías para estimación de biomasa son variadas. El método más difundido para el cálculo de la biomasa de microcrustáceos zooplanctónicos parte de la obtención de ecuaciones de regresión lineal, considerando la relación peso seco-longitud de los individuos. Esta metodología es de uso generalizado, siendo usada en casi 75% de las publicaciones analizadas en el presente estudio. En relación a los diferentes ambientes analizados, 52% corresponden a regiones templadas, donde también fueron realizadas la mayoría de las regresiones disponibles para diferentes especies. Es necesario, por ello, desarrollar más estudios y elaborar ecuaciones para las diferentes especies presentes en ambientes tropicales y subtropicales. La mayoría de los autores citados no especifica el uso de individuos fijados o no, ni especifican el criterio para la medición o cuántos individuos fueron utilizados en cada clase de longitud. Esto ocurre para la elaboración de las ecuaciones y para el uso de ecuaciones elaboradas en otros estudios. Estos criterios son asumidos como arbitrarios, dificultando e impidiendo el uso de estas ecuaciones, por lo que las fórmulas no deben ser aplicadas universalmente sin reservas. Las ecuaciones pueden variar, aun para una misma especie, en los valores de intersección y pendiente de la recta, dependiendo del ambiente donde fueron realizadas. Los usuarios de estas regresiones deben considerar las variaciones que las mismas pueden sufrir en función de factores que afectan la relación peso seco-longitud. Se concluye que, para calcular biomasa por ecuaciones peso seco-longitud, es necesario estandarizar los criterios de medición de la longitud de los individuos, técnicas de preservación, número de individuos por clase de longitud, así como tiempo y temperatura de secado.

PALAVRAS CHAVE / Biomassa / Microcrustáceos Zooplanctônicos / Peso Seco-Comprimento / Regressão Linear /

Recibido: 09/05/2005. Modificado: 14/07/2006. Aceito: 19/07/2006.

Informações sobre a biomassa zooplanctônica são ainda escassas, o que pode ser explicado pela carência de equipamentos adequados e por algumas metodologias pouco práticas e demoradas. Uma avaliação realista do verdadeiro significado ecológico de cada grupo da comunidade zooplanctônica não deve-se limitar simplesmente a determinar apenas a abundância dos organismos, o que pode ter levado a generalizações um tanto simplistas, também requer certamente a comparação de suas biomassas (Pinto-Coelho, 2004). Embora os rotíferos sejam geralmente mais abundantes, os microcrustáceos contribuem em maior proporção com a biomassa total, como reportado por muitos autores (De Manuel e Jaume, 1994; Rocha et al., 1995; Ghadouani et al., 1998). Neste sentido, o presente estudo tem como objetivo apresentar as diferentes metodologias para a avaliação da biomassa de microcrustáceos zooplanctônicos em ambientes aquáticos continentais. Para a metodologia mais utilizada (biomassa por peso seco) são apresentadas as vantagens e desvantagens na sua utilização, além dos erros e as limitações e generalizações do seu emprego.

Métodos para o cálculo da biomassa

As metodologias para a estimativa da biomassa são muito variadas. A decisão sobre qual deve ser escolhida vai depender da disponibilidade do equipamento do laboratório, número de amostras, tempo disponível, objetivo do trabalho (Paggi e Paggi, 1995), ambiente do estudo, e grupo ou comunidade estudada.

Assim, é possível determinar a biomassa dos microcrustáceos aquáticos pelo conteúdo de cinza, peso úmido, através do valor calórico do corpo, valor calórico através da composição química, por calorimetria direta, combustão úmida, pelo conteúdo de proteínas, carboidratos, gorduras, e carbono (Winberg e Duncan, 1971). Os autores anteriores realizam uma boa sinteses e descripção destas metodologías. Também é possível estimar biomassa pelo conteúdo de carbono, segundo as técnicas de Ganf e Milburn (1971) e Latja e Salonen (1978), e por o peso seco total dos organismos da amostra (Carpenter 1974, cit. em McCauley 1984). Entretanto, o método, sem dúvida, mais difundido para obter a biomassa zooplanctônica é a partir da obtenção de equações de regressão linear, considerando a relação peso seco-comprimento dos indivíduos. O peso seco é obtido mediante a pesagem de grupos de indivíduos, previamente medidos, em uma microbalança. Esta técnica foi divulgada amplamente por Dumont et al. (1975), onde são apresentadas as equações peso seco-comprimento para uma grande variedade de espécies. Posteriormente, Bottrell et al. (1976) sumarizaram as equações descritas pelo Programa Biológico Internacional. A revisão feita por McCauley (1984) também contribuiu muito na divulgação do método para a estimativa da biomassa por equações de regressão linear. Bird e Praire (1985) apresentaram algumas observações e precauções a respeito da construção das equações (erros nas medições, nos limites de confiança e na transformação logaritmica), até então discutidas, e também contribuíram para a sua correta utilização. Atualmente, a metodologia é de uso generalizado por pesquisadores no mundo todo. A partir destas considerações, será dada especial atenção a esta metodologia para a estimativa da biomassa de microcrustáceos zooplanctônicos de ambientes aquáticos continentais.

Preservação das amostras

É muito importante em estudos de biomassa zooplanctônica a escolha do método para a preservação dos organismos. A técnica mais adequada para a preservação dos indivíduos seria a de congelamento rápido com gelo, seguido de liofilização. Em geral, o congelamento seguido de liofilização preserva melhor a dimensão linear dos organismos (Berberovic e Pinto-Coelho, 1989).

Entretanto, geralmente as amostras destinadas para o cálculo de biomassa são usadas previamente para a determinação da densidade das populações e/ou comunidades, e são, portanto, preservadas em formol. O formol, por causa da sua ação ácida, com o tempo, pode causar danos aos indivíduos. Também causa normalmente morte demorada dos indivíduos e muitos deles se contraem, expelem o conteúdo dos intestinos ou abrem a carapaça, perdendo parte da sua matéria durante o processo o que pode influenciar significativamente a relação peso-comprimento. A preservação em formol também pode representar um problema quando a seqüência de ácidos nucleicos fora necessária. Dessa forma, recomenda-se que o formol seja tamponado, utilizando-se bórax ou carbonato de cálcio a fim de se alcançar valores neutros de pH, e recomenda-se, também, a adição de anestésico antes da fixação (Culver et al., 1985; Pinto-Coelho, 2004). Isso pode ser realizado pela adição de água mineral gasosa ou então, simplesmente, pela adição de água gelada (4ºC) antes da fixação.

Em relação a esses métodos de preservação dos indivíduos, há autores que consideram diferenças significativas de peso entre os indivíduos fixados e não fixados, e autores que não. Assim, no primeiro grupo cita-se autores como Howmiller (1972), que mostrou que o peso seco dos indivíduos pode reduzir em até 10% depois da preservação em formol. Dumont et al. (1975) reportaram perdas do peso seco por fixação em formol de 23-35%, Pilati e Martínez (2003) acharam perdas de 30% em copépodos do género Boeckella. Coincidentemente com os autores anteriores, estão autores como McCauley (1984) e Pace e Orcutt (1981), que também adverteram sobre perda do peso depois da preservação dos indivíduos. Schram et al. (1981) demonstraram, ainda, que indivíduos de Ceriodaphnia lacustris preservados em formol, apresentaram a maior perda de peso seco durante os primeiros dois meses de fixação (47% depois dois primeiros 45 dias), após esse período, esta foi de quase zero. Para evitar problemas de perda de peso, Persson e Ekbohm (1980), e Geller e Müller (1985) usaram material fresco, sendo essa escolha recomendada por Paggi e Paggi (1995) sempre que possível. No segundo grupo estão os autores, como Bottrell et al. (1976), que defendem a idéia que não existem diferenças significativas para a estimativa do peso seco entre amostras preservadas e frescas. Deve-se destacar que os diferentes autores acima mencionados usaram diferentes especies para seus estudos, pelo qual as diferentes perdas de peso podem estar em relação às diferentes especies selecionadas.

Embora existam ou não diferenças significativas no peso do material preservado e fresco, exemplares fixados em formol têm sido usados com freqüência na literatura para a estimativa da biomassa (entre outros Baudouin e Ravera, 1972; Dumont et al., 1975; Culver et al., 1985; Hart, 1987; Masundire, 1994; Melão e Rocha, 2001). Para os estudos que requerem alta precisão na determinação da biomassa zooplanctônica, Giguère et al. (1989) apresentaram fatores de correção. Estos fatores são regressões que quantificam a perda do peso seco dos organismos preservados em formol, tendo em consideração o comprimento de corpo. Estas regressões devem ser usadas para ajustar o peso dos organismos da amostra preservada. Estudos realizados por Amarasinghe et al. (1997) são um dos poucos exemplos que tem aplicado esses fatores.

Medidas de comprimento

Os indivíduos escolhidos a serem medidos e pesados devem ser representativos da variação total do comprimento da espécie que terá a sua biomassa estimada, e isolados por classes de comprimento previamente estabelecidas. Ovos, embriões e bainhas gelatinosas geralmente são removidos dos indivíduos antes da pesagem (Dumont et al., 1975; Persson e Ekbohm, 1980; Geller e Müller, 1985). Caso seja de interesse do estudo, os ovos podem ser medidos e pesados independentemente (Dumont et al., 1975). As medições do comprimento são comumente realizadas com ocular micrometrada em microscópio óptico. Existem diferentes critérios para tomar as medidas do comprimento dos indivíduos de cladóceros e variam segundo cada autor. A maioria, medem desde a extremidade inicial da cabeça até a porção final da carapaça, excluindo apêndices ou espinho, quando presente (Baudouin e Ravera, 1972; Burgis, 1974; Duncan, 1975; Bottrell et al., 1976; Rosen, 1981; Bird e Praire, 1985; Culver et al., 1985; Geller e Müller, 1985; Hessen, 1989; Masundire, 1994; Amarasinghe et al., 1997). Para os copépodos (copepoditos e adultos), alguns autores utilizam como medida de comprimento a distância entre a margem anterior da cabeça até a margem posterior do urossoma, excluindo o ramo caudal. Este critério é usado por Bottrell et al. (1976) e Rosem (1981). Embora, a medida mais comumente usada é a distância entre a margem anterior da cabeça até a margem posterior do urossoma, excluindo só a seta terminal (McCauley, 1984), tendo presente que mais da mitade dos dados incluidos por este autor foram obtidos utilizando esta medida. Outros autores definem como medida usada ao total do corpo, esto pode-se interpretar como a distância entre a margem anterior da cabeça até a extremidade do ramo caudal (Dumon et al., 1975; Persson e Ekbohm, 1980). Deve-se destacar também que alguns autores preferem tomar como medida de comprimento só o prossoma (desde a margem anterior do prossoma até a união com o urossoma), esto deve-se ao fato que ocasionalmente este encontra-se virado (Pilati e Martínez, 2003). Para náuplios, a distância desde a margem anterior até a margem posterior do corpo (comprimento total), excluindo os apêndices (Bottrell et al., 1976; Rosen, 1981; Culver et al., 1985).

Estabelecimento das classes de comprimento dos indivíduos

O número de indivíduos presentes em cada classe de comprimento deverá ser o mínimo que permita a balança registrar com precisão. Além disso, o número de classes de comprimento estimado também deverá ser representativo da estrutura de tamanho da comunidade. O comprimento médio de cada classe de tamanho é usado para estimar a biomassa de todos os indivíduos contidos nessa classe.

Diferentes autores possuem diferentes critérios para estabelecer o número de indivíduos por classe de comprimento. Rosen (1981) propõe que o número de indivíduos por espécie, e por classe de comprimento, varie dentro dos seguintes limites: 50-100 indivíduos de 0,1-0,4mm; 25-50 indivíduos de 0,4-1,0mm; e 10-25 indivíduos de 1,0-5,0mm. Bird e Prairie (1985) não especificam o número de indivíduos por classe de comprimento para a obtenção das equações, mas recomendam estabelecer intervalos de tamanho de acordo com o grupo a ser analisado. Para as espécies de Daphnia e Diaphanosoma, os autores sugerem intervalos no máximo de 0,05mm, e para as espécies de Ceriodaphnia e Bosmina, 0,03mm. Dentre os copépodos, são sugeridos intervalos de 0,015-0,02mm para copepoditos e náuplios, e de 0,07-0,1mm para os adultos, dependendo do tamanho da espécie. Ao contrário dos últimos autores, os restantes autores considerados em esta revisão não são tão claros quanto ao critério utilizado na determinação das classes de comprimento para os microcrustáceos, e só especificam o número de indivíduos medidos e pesados.

Preparação e pesagem dos indivíduos

Os indivíduos devem ser lavados em água destilada, caso sejam provenientes de amostras preservadas em formol, procurando-se retirar todo o material aderido à carapaça, sem danificá-los. O tempo de lavagem pode variar de 30min (Culver et al., 1985), a 1-2h (Burgis, 1974). Depois devem ser transferidos a cadinhos de alumínio (Dumont et al., 1975; Makarewicz e Likens, 1979; Hessen, 1989), previamente pesados. Os cadinhos, com os indivíduos a serem pesados, devem ser transferidos para a estufa em placas de Petri. Geralmente são deixados secar por 24h a 60ºC (Burns, 1969; Edmonson e Winberg, 1971; Persson e Ekbohm, 1980; Pace e Orcutt, 1981; Rosen, 1981; Schram et al., 1981; Tessier et al., 1983; McCauley, 1984; Culver et al., 1985; Hessen, 1989; Masundire, 1994), embora a temperatura e o tempo possam variar muito, segundo os diferentes autores. A temperatura usada para a secagem pode ser de 110ºC (Baudouim e Ravera 1972; Dumont et al., 1975), 105ºC (Baudouin e Ravera, 1972; Geller e Müller, 1985), 50-60ºC (Irvine e Waya, 1999; Pilati e Martínez, 2003), e 55ºC (Jacobsen e Comita, 1976). O tempo de permanência na estufa é geralmente de 24h (Baudouin e Ravera 1972; Tessier et al., 1983; Geller e Müller, 1985; Pilati e Martínez, 2003), mas pode ser de 48h (Rosen, 1981), 20h (Edmonson e Winberg, 1971; Hessen, 1989), de 8h (Pinell-Alloul et al., 1988), 3h (Irvine e Waya, 1999), e 2h (Dumont et al., 1975; Culver et al., 1985; Langeland et al., 1985).

Altas temperaturas asseguram completa evaporação da água, mas também podem provocar a perda de substâncias orgânicas voláteis, como as gorduras que podem ser perdidas por volatilização, e ainda por decomposição, resultando em biomassa subestimada (Edmondson e Winberg, 1971).

Depois da secagem, as amostras são colocadas para esfriar em um dessecador, por uma ou duas horas, até que apresentem peso constante (McCauley, 1984), e são transferidas à balança para determinação do peso seco final. É aconselhável, como em qualquer outra medição de precisão, obter três leituras do peso da amostra por cadinho e calcular a média. Para obter estimativas precisas, no mínimo três réplicas de classes de tamanho devem ser pesadas (Culver et al., 1985), dependendo claro da variabilidade do sistema e precisão desejada.

As equações da relação peso seco-comprimento

A biomassa (B) é um estimado que surge de combinar o número de indivíduos (N) de uma classe de tamanho ou coorte e sua massa media () (Winberg e Duncan, 1971):

A análise de regressão linear para a determinação da biomassa deve alcançar os pressupostos de linearidade, normalidade, homocedasticidade, e independência das observações. As equações da relação peso seco-comprimento são elaboradas a partir das transformações dos valores do comprimento (variável independente) e peso (variável dependente), em logaritmo natural (Dumont et al., 1975; Bottrell et al., 1976; McCauley, 1984; Bird e Prairie, 1985). Esta transformação permite que a relação entre as duas medidas seja analisada a partir de uma reta (função linear) e não de uma curva, e para tentar cumprir com o pressuposto da homocedasticidade (Prepas, 1984 cit. em Bird e Prairie, 1985). Nesse sentido, as regressões lineares são ferramentas numéricas usadas para predizer (Dillon e Rigler, 1974 cit. em Peters, 1986), a partir de uma variável relativamente simples de mensurar (comprimento), o peso dos organismos. Normalmente, as equações são expressas a partir da seguinte equação (McCauley, 1984):

onde 1nw: logaritmo natural do peso seco (µg), 1na: estimativa da intercepção, b: estimativa da inclinação da reta, : comprimento médio dos indivíduos da amostra. é calculado como a média das medidas do comprimento, transformado a logaritmo (L em mm).

Para estimar a precisão do cálculo da biomassa de uma população é necessário calcular o coeficiente de variação. Como a biomassa (B) é estimada a partir das duas variáveis, número de indivíduos (N) e a massa média (), esta precisão pode ser estimada pelo coeficiente de variação (CV_B=S/), onde S: desvio padrão e : biomassa média, a partir da seguinte equação:

CV_B»((CV_N)² + CV_M)²)^0,5

onde CV_N e CV_M: os respectivos coeficientes de variação (Colquhoun, 1971 cit. em McCauley, 1984) de N (número de indivíduos) e (massa média). É importante trabalhar com réplicas suficientes a fim de obter um CV_B de 0,15 quando possível (McCauley, 1984). Dessa maneira, é possível ainda usar esta equação para discutir e decidir sobre os relativos méritos das diferentes técnicas de pesagem e contagem de organismos, de acordo com o CV_N e CV_M de cada técnica é possível decidir qual destas técnicas usar para um CV_B pretendido.

Críticas à metodologia e cuidados especiais na utilização das equações

As limitações na utilização das equações

As fórmulas de regressão não devem ser aplicadas universalmente sem reservas. As equações feitas, ainda que para uma mesma espécie, podem variar tanto nos valores da intercepção como nos da inclinação da reta (Bottrell et al., 1976). A biomassa estimada para indivíduos de uma espécie amostrada, numa determinada área, pode apresentar diferenças se é determinada a partir de uma equação calculada para a mesma espécie amostrada em uma outra região (Kudrinskaya e Yushko, 1973). Esse erro pode ocorrer principalmente com espécies cujos indivíduos apresentam morfologia variável, como é o caso dos cladóceros Simocephalus vetulus e Daphnia gessneri, os quais variam a sua morfologia segundo a região do ambiente aquático onde ocorrem, o que originaria diferentes equações. Assim, copépodos e cladóceros da região litorânea podem apresentar peso mais elevado do que as espécies limnéticas do mesmo tamanho (Esteves e Sendacz, 1988). Pilati e Martínez (2003) acharam que os copépodos Boeckella poppei precedentes de Menzona (Argentina) foram 1,4 veces mais pesados que os procedentes da Antártida Argentina. Kudrinskaya e Yushko (1973) compararam resultados obtidos em muitos lugares diferentes e chegaram à conclusão que as relações entre o peso e o comprimento para as mesmas espécies podem diferir significativamente entre os corpos de água, especialmente se estiverem localizados em áreas geográficas diferentes.

Também muitas espécies variam seus tamanhos segundo a estação do ano (Green, 1956). No verão gastam mais energia, consumindo parte da sua biomassa, o que implica em um menor peso para um mesmo comprimento. Assim, segundo o reportado por algums autores, as equações de regressão podem variar segundo as diferentes estações do ano (Duncan, 1975; Bottrell et al., 1976; Persson e Ekbohm, 1980; Geller e Müller, 1985; Akbulut, 1998; Kawabata e Urabe, 1998). Culver et al. (1985) compararam suas equações (Norte do América) com as equações das mesmas espécies feitas por Bottrell et al. (1976) na Europa. Para a maioria das espécies, foram encontradas diferenças significativas tanto do coeficiente de a como de b. A temperatura e disponibilidade de nutrientes também influem as regressões, podendo variar para uma mesma espécie (Duncan, 1985; Kawabata e Urabe, 1998). Podem, também, existir diferenças nas relações peso-comprimento em espécies estreitamente relacionadas e de hábitos similares, como o caso de Moina mongolica e Moina micrura, no lago salino Aci Göl na Turquia (Akbulut, 1998), sendo a primeira de maior tamanho, mas de menor peso. Dumont et al. (1975) concluem que parece ser mais importante conhecer a ecologia da espécie, quando se utilizam regressões já estabelecidas para a estimativa do peso seco das deferentes espécies, ou em diferentes ambientes, ao invés de considerar as relações taxonômicas. A ecologia pode ser um fator determinante de similaridades corporais, ainda mais influente do que as mesmas relações taxonômicas. O mais aconselhável, segundo Paggi e Paggi (1995), é fazer o cálculo das regressões peso seco-comprimento para cada espécie no seu respectivo ambiente.

No entanto, alguns estudos mostram que as regressões nem sempre variam significativamente para espécies morfologicamente similares ou estreitamente aparentadas, nem para uma mesma espécie em diferentes ambientes. Masundire (1994) comparou seus resultados, para as mesmas espécies, com aqueles prévios de Dumont et al. (1975), Persson e Ekbohm (1980) e McCauley (1984), mas não encontrou diferenças significativas. Para os autores do presente estudo, estes últimos resultados são de difícil explicação, já que o primeiro desses autores desenvolveu as equações em região tropical da África, e os outros três autores apresentaram resultados obtidos em região temperada da Europa. Mesmo assim, não se deve desconsiderar as conseqüências de usar uma equação já descrita para determinar a biomassa de uma espécie que ainda não tenha sido estabelecido a relação peso-comprimento, ou aplicar uma equação obtida para uma espécie em ambientes diferentes.

Embora não seja o mais adequado, conforme as considerações descritas anteriormente, muitos autores (Langeland et al., 1985; Hart, 1987; Esteves e Sendacz, 1988; De Manuel e Jaume, 1994; Ghadouani et al., 1998; Sarnelle et al., 1998; Baranyi et al., 2002; Ziliukiené, 2003) determinaram a biomassa zooplanctônica usando simplesmente equações da literatura (Dumont et al., 1975; Bottrell et al., 1976; Culver et al., 1985; Lawrence et al., 1987).

No entanto, há autores que, mesmo utilizando as equações da literatura, levam em consideração se é a mesma espécie e o mesmo ambiente a ser estudado. Park et al. (2003) determinaram a biomassa do macrozooplâncton do lago Castle (Estados Unidos) usando as equações apresentadas por Redfield (1979) para o mesmo lago.

O agrupamento das medições

Um outro problema que deve ser analisado é o agrupamento das medições do comprimento no uso das equações, antes da estimativa de um peso comum. Por exemplo, às vezes é recomendado o cálculo da média do logaritmo dos comprimentos, e a partir disso predizer a média do logaritmo do peso, e posteriormente a média do peso real (Persson e Ekbohm, 1980; McCauley 1984). Porém, isso pode levar a sérios erros, já que a média do logaritmo das observações não é equivalente ao logaritmo da média. Bird e Prairie (1985) encontraram sub-estimações de entre 14 e 20% para o caso de não aplicar-se esta metodologia. Para evitar este erro, é conveniente que o logaritmo dos pesos seja estimado individualmente a partir de cada logaritmo de cada comprimento, seguidamente transformado novamente a unidades originais e, a partir disso, estimar cada peso médio por organismo (Bird e Prairie, 1985). Poucos estudos que determinaram biomassa a partir de equações da literatura aplicam esta metodologia; Kawabata e Urabe (1998) constituem um dos poucos exemplos de utilização desta metodologia.

Para estimar um correto valor da biomassa e corrigir o erro surgido ao converter valores logarítmicos a unidades aritméticas (Baskerville 1972 cit. em McCauley, 1984), a seguinte equação deve ser usada (Brownlee 1967 cit. em McCauley, 1984; Persson e Ekbohm, 1980):

onde W: peso, e: base do logaritmo natural, e S²_1nw é a variância do 1nw. 1nw+S² é igual ao RMS (quadrado médio residual). Essa equação também pode ser expressa como: W=e^RMS/2 (Bird e Prairie, 1985).

A comparação dos resultados obtidos com a aplicação ou não desta equação são difundidos por McCauley (1984), podendo variar de 2-11%, segundo alguns casos analisados. Kawabata e Urabe (1998) aplicaram esta correção e ressaltam a importância de fazê-la.

A medição do comprimento dos indivíduos

É assumido que na elaboração e uso das equações de regressão a variável independente, o comprimento, é medido sem erros, mas isso nem sempre acontece. Podem acontecer grandes incrementos na biomassa originados por pequenas distorções na medição do comprimento dos indivíduos (McCauley, 1984). Estes erros na medição podem aumentar o intervalo de confiança ao redor do valor do peso predito. É possível estimar o efeito do erro na medida do comprimento sobre o intervalo de confiança ao redor de cada valor predito do peso a través do uso de equaçães de correção (ver Persson e Ekbohn, 1980; McCauley, 1984; Bird e Prairie, 1985). Estos últimos autores encontraram incrementos de até um 5% no intervalo de confiança ao redor de cada valor predito do peso atribuibles a erros na medição do comprimento dos indivíduos. Entretanto, caso esse comprimento seja estimado com muito cuidado não é necessário usar essa equação de correção (Bird e Prairie, 1985).

O problema de abranger todos os comprimentos dos indivíduos

Um erro comum ao se calcular as regressões peso-comprimento é quando não é utilizado um número suficiente de indivíduos, e assim pode ser elaborado um modelo limitado por não abranger todos os comprimentos presentes para cada espécie na amostra. Assim mesmo, constitui outro erro quando se utilizam equações elaboradas com valores de comprimento não correspondente ao comprimento do indivíduo cujo peso será estimado (Culver et al., 1985).

Considerações finais

A biomassa zooplanctônica é uma variável básica em muitos estudos, portanto, é importante ter uma metodologia precisa para a estimativa desse atributo e, ainda, de acordo com os diferentes ambientes onde são desenvolvidos os estudos.

Do total dos trabalhos pesquisados, 73,8% calcularam a biomassa determinando regressões de peso seco-comprimento, 13,8% por conteúdo de carbono, 10,0% por conteúdo de proteínas, e apenas 2,5%, por peso úmido. Essa comparação mostra claramente a preferência no uso das regressões peso seco-comprimento, como o método mais difundido. Não foram encontrados estudos que tenham estimado a biomassa de microcrustáceos calculando o conteúdo de cinza, conteúdo de gorduras, conteúdo de carboidratos, ou por valor calórico.

Em relação aos diferentes ambientes estudados, 52% correspondem a trabalhos feitos em regiões temperadas, 28% em regiões tropicais, e apenas 20% em regiões subtropicais. Esses dados ressaltam a importância da região temperada para o início e continuidade dos estudos sobre a comunidade zooplanctônica com esse enfoque. Nessa região também foi elaborada a maioria das regressões disponíveis na literatura para as diferentes espécies. Embora a metodologia para determinar as regressões peso seco-comprimento seja desenvolvida em regiões temperadas, não parece ser esse um fator limitante para seu desenvolvimento em regiões subtropicais e tropicais. É por isso necessário desenvolver mais estudos e construir equações para as diferentes espécies presentes nessas duas últimas regiões.

Um dos problemas comumente encontrados na literatura, e que dificulta muito a comparação das regressões entre os diferentes autores, é que a maioria deles não especifica se usou material biológico fresco ou preservado. No caso de ter sido utilizado material preservado, apenas Amarasinghe et al. (1997) usaram equações de correção, tal como proposto por Giguère et al. (1989), a fim de compensar a perda da biomassa causada pela fixação. Entretanto, é necessária a realização de mais estudos comparando os resultados das regressões obtidas com indivíduos fixados e não fixados, tendo em vista que na literatura esse fato é discutido, e alguns autores acreditam que existem diferencias significativas. No caso de se usar material fixado em formol, é preciso conhecer o tempo, para cada espécie, em que acontece a maior perda de peso do material, exatamente como estabeleceu Schram et al. (1981) para Ceriodaphnia lacustris. Outro fato que dificulta grandemente a comparação entre as equações feitas pelos diferentes autores são os diferentes sistemas de medição adotados. A fim de padronizar, e por ser o critério mais freqüentemente utilizado, seria recomendável que para os cladóceros fosse considerado como comprimento dos indivíduos a medida que vai desde o extremo inicial da cabeça até a porção final da carapaça, excluindo o espinho quando presente. Para os copépodos, desde a margem anterior da cabeça até a margem posterior do urossoma, excluindo a seta terminal. Na determinação do número de indivíduos a ser pesado por classe de comprimento, as propostas de Bird e Prairie (1985) e Rosen (1981) são recomendáveis, visto que deixam claro o critério utilizado. Chama a atenção que a maioria dos autores citados não especifica quantos indivíduos foram utilizados em cada classe de comprimento, nem para a elaboração das equações nem para o uso das equações já elaboradas. Por outro lado, quando o número de indivíduos é citado, geralmente os autores não especificam qual foi o critério utilizado para a determinação desse número, sendo o critério assumido como arbitrário.

Ainda não é conhecido exatamente quanto tempo e a quantos graus devem ser deixados os cadinhos com os indivíduos para a secagem. Isso irá depender do tamanho e das características morfológicas das diferentes espécies, embora seja recomendável, para unificar os critérios, secar de acordo com o tempo e a temperatura mais comumente usados nos diferentes estudos citados (24h a 60ºC). Mais, em qualquer caso, esto deveriam ser avalido mais cuidadosamente aos fines de obter claros criterios para determinar o tempo e a temperatura de secagem.

Kawabata e Urabe (1998) são autores que aplicam a equação de correção para converter valores logarítmicos a aritméticos. Não aplicar esta equação implica subestimações da biomassa de 2-11%, e isso acontece com a maioria dos trabalhos da literatura analisados.

É uma prática comum calcular a biomassa a partir de equações feitas por outros autores. Portanto, deve-se considerar os fatores que afetam a relação peso-comprimento, o que nem sempre possibilita aplicar a mesma equação para a mesma espécie. Os principais desses fatores são tempo de preservação dos indivíduos, a estação do ano, regiões geográficos, temperatura, nutrientes e metodologia usada para o cálculo da biomassa. Se o objetivo é calcular a biomassa a partir de equações realizadas por outros autores, uma solução recomendável é usar equações feitas para ambientes similares, tal como Park et al. (2003). Antes que uma equação produzida em um determinado estudo seja usada em outro estudo, em outra época do ano, ou em um outro ambiente, um maior número de comparações de regressões peso seco-comprimento deve ser feito, sobretudo em regiões tropicais, onde ainda não é bem conhecido como e quais variáveis ambientais afetam as equações de regressão.

Nesse sentido, pode-se concluir que, para o cálculo da biomassa por equações peso seco-comprimento, é necessário padronizar os critérios de medição do comprimento, técnicas de preservação, número de indivíduos por classe de comprimento, tempo e temperatura de secagem. Também, é imprescindível que todos os autores publiquem as equações que determinam para uma dada espécie, e especificar o quadrado médio residual e os valores da variância do comprimento, para que possam ser comparadas as equações de diferentes autores aplicando um teste t.

Agradecimentos

Os autores agradecem ao pessoal do Laboratório de Zooplâncton de Nupelia (Maringá) pelo apoio.

Referências

1. Akbulut NE (1998) Biomass analysis of dominant zooplanktonic organisms living in Lake Morgan (Turkey). Tr. J. Zool. 22: 333-339.        [ Links ]

2. Amarasinghe PB, Vijverberg J, Boersma M (1997) Production biology of copepods and cladocerans in three south-east Sri Lankan low-land reservoirs and its comparison to other tropical freshwater bodies. Hidrobiología 350: 145-162.        [ Links ]

3. Baranyi C, Hein T, Holarek C, Schiemer F (2002) Zooplankton biomass and community streucture in a Danube River floodplain system: effects of hydrology. Freshw. Biol. 47: 473-482.        [ Links ]

4. Baudouin MF, Ravera O (1972) Weight, size, and chemical composition of some fresh - water zooplankters: Daphnia hyalina (Leydig). Limnol. Oceanogr. 17: 645-649.        [ Links ]

5. Berberovic R, Pinto-Coelho RM (1989). Dry first, measure later: a new procedure to preserve and measure zooplankton for ecophysiological studies. J. Plankton Res. 11: 1109-1116.        [ Links ]

6. Bird DF, Praire YT (1985) Practical guidelines for the use of zooplankton length-weight regression equations. J. Plankton Res. 7: 955-960.        [ Links ]

7. Bottrell HH, Duncan A, Gliwicz ZM, Grygierek E, Herzing A, Hillbricht-Ilkowska A, Kurasawa H, Larsson P, Weglenska T (1976) A review of some problems in zooplankton production studies. Norw. J. Zool. 24: 419-456.        [ Links ]

8. Burgis MJ (1974) Revised estimates for the biomass and production of zooplankton in Lake George, Uganda. Freshw. Biol. 4: 535-541.        [ Links ]

9. Burns CW (1969) Relation between filtering rate, temperature, and body size in four species of Daphnia. Limnol. Oceanogr. 14: 693-700.        [ Links ]

10. Culver DA, Boucherle MM, Bean DJ, Fletcher JW (1985) Biomass of freshwater crustacean zooplankton from length-weight regressions. Can. J. Fish. Aquat. Sci. 42: 1380-1390.        [ Links ]

11. De Manuel J, Jaume D (1994) Zooplankton from reservoirs of the Guadalquivir River basin (Spain). Arch. Hydrobiol. Beih. Ergebn. Limnol. 40: 107-116.        [ Links ]

12. Dumont HJ, Van de Velde I, Dumont S (1975) The dry weight estimate of biomass in a selection of cladocera, copepoda and rotifera from the plankton, periphyton and benthos of continental waters. Oecologia (Berl.) 19: 75-97.        [ Links ]

13. Duncan A (1975) Production and biomass of three species of Daphnia coexisting in London reservoirs. Verh. Internat. Verein. Limnol. 19: 2858-2867.        [ Links ]

14. Duncan A (1985) Body carbon in daphnids as an indicator of the food concentration available in the field. Arch. Hydrobiol. Beih. 21: 81-90.        [ Links ]

15. Edmondson WT, Winberg GG (1971) A manual on methods for the assessment of secondary productivity in fresh waters. IBP Handbook Nº 17. Blackwell. Oxford, RU. 358 pp.        [ Links ]

16. Esteves KE, Sendacz S (1988) Relações entre a biomassa do zooplankton e do estado trófico de reservatórios do Estado de São Paulo. Acta Limnol. Brás. 11: 587-604.        [ Links ]

17. Ganf GG, Milburn TR (1971) A conductimetric method for the determination of the total inorganic and particulate organic carbon fractions in freshwater. Arch. Hydrobiol. 69: 1-13.        [ Links ]

18. Geller W, Müller H (1985) Seasonal variability in the relationship between body length and individual dry weight as related to food abundance and clutch size in two coexisting Dapnhia species. J. Plankton Res. 7: 1-18.        [ Links ]

19. Ghadouani A, Pinell-Alloul B, Zhang Y, Prepas EE (1998) Relationship between zooplankton community structure and phytoplankton in two lime-treated eutrophic hardwater lakes. Freshw. Biol. 39: 775-790.        [ Links ]

20. Giguère LA, St-Pierre JF, Vézina A, Rondeau JG (1989) Can we estimate the true weight of zooplankton after chemical preservation? Can. J. Fish. Aquat. Sci. 46: 522-527.        [ Links ]

21. Green J (1956) Growth, size and reproduction in Daphnia (Crustacea: Cladocera). Proc. Zool. Soc. Lond. 126: 173-204.        [ Links ]

22. Hart RC (1987) Population dynamics and production of five crustacean zooplankters in a subtropical reservoir during years of contrasting turbidity. Freshw. Biol. 18: 287-318.        [ Links ]

23. Hessen DO (1989) Factors determining the nutritive status and production of zooplankton in a humic lake. J. Plankton Res. 11: 649-664.        [ Links ]

24. Howmiller RP (1972) Effects of preservatives on weights of some common macrobenthic invertebrates. Trans. Amer. Fish. Soc. 4: 743-746.        [ Links ]

25. Irvine K, Waya R (1999) Spatial and temporal patterns of zooplankton standing biomass and production in Lake Malawi. Hidrobiología 407: 191-205.        [ Links ]

26. Jacobsen TR, Comita GW (1976) Ammonia-nitrogen excretion in Daphnia pulex. Hydrobiologia 51: 195-200.        [ Links ]

27. Kawabata K, Urabe J (1998) Length-weight relationships of eight freshwater planktonic crustacean species in Japan. Freshw. Biol. 39: 199-206.        [ Links ]

28. Kudrinskaya OI, Yushko LN (1973) Determination of the weight/length ratio in massively growing forms of copepods in Kremenchug Reservoir. Hydrobiologia 9: 82-86.        [ Links ]

29. Langeland A, Koksvik JI, Olsen Y (1985) Post-embryonic development and growth rates of Daphnia pulex De Geer and Daphnia galeata Sars under natural food conditions. Int. Ver. Theor. Angew. Limnol. Verh. 22: 3124-3130.        [ Links ]

30. Latja R, Salonen K (1978) Carbon analysis for the determination of individual biomass of planktonic animals. Verh. Int. Verein. Limnol. 20: 2556-2560.        [ Links ]

31. Lawrence SG, Malley DF, Findlay MA, MacIver MA, Delbaere IL (1987) Method for estimating dry weight of freshwater planktonic crustaceans from measures of length and shape. Can. Tech. Rep. Fish Aquat. Sci. 44: 264-274.        [ Links ]

32. Makarewicz JC, Likens GE (1979) Structure and function of the zooplankton community of Mirror Lake New Hampshire. Ecol. Monogr. 49: 109-127.        [ Links ]

33. Masundire HM (1994) Mean individual dry weight and length - weight regressions of some zooplankton of Lake Kariba. Hidrobiología 272: 231-238.        [ Links ]

34. McCauley E (1984) The estimation of the abundance and biomass of zooplankton in samples. Em Downing JA, Rigler FH (Eds.) Secondary productivity in freshwaters. Blackwell. Londres, RU. pp. 228-264.        [ Links ]

35. Melão MGG, Rocha O (2001) Productivity of zooplankton in a tropical oligotrophic reservoir over short periods of time. Verh. Internat. Verein. Limnol. 27: 2879-2887.        [ Links ]

36. Pace ML, Orcutt JJJr (1981) The relative importance of protozoans, rotifers and crustaceans in the freshwater zooplankton community. Limnol. Oceanogr. 26: 822-830.        [ Links ]

37. Paggi SJ, Paggi JC (1995) Determinación de la abundancia y biomasa zooplanctónica. Em Lopretto E, Tell J (Eds.) Ecosistemas de aguas continentales. Metodologías para su estudio. Sur Editora. La Plata, Argentina. pp. 315-323.         [ Links ]

38. Park S, Brett MT, Oshel ET, Goldman R (2003) Seston food quality and Daphnia production efficiencies in an oligo-mesotrophic subalpine lake. Aquat. Ecol. 37: 123-136.        [ Links ]

39. Persson G, Ekbohm G (1980) Estimation of dry weight in zooplankton populations: methods applied to crustacean populations from lakes in the Kuokkel Area, Northern Sweden. Arch. Hydrobiol. 59: 225-246.        [ Links ]

40. Peters RH (1986) The role of prediction in limnology. Limnol. Oceanogr. 31: 1143-1159.        [ Links ]

41. Pilati A, Martínez JJ (2003) Relación longitud-peso de siete especies de Boeckella (Copepoda: Calanoida) de la República Argentina. Geotrópica 49: 55-61.        [ Links ]

42. Pinell-Alloul B, Downing JA, Pérusse M, Codin-Blumer G (1988) Spatial heterogeneity in freshwater zooplankton: variation with body size, depth, and scale. Ecology 69: 1393-1400.        [ Links ]

43. Pinto-Coelho RM (2004) Métodos de coleta, preservação, contagem e determinação de biomassa em zooplancton de águas epicontinentais. Em Bicudo CEM, Bicudo DC (Eds.) Amostragem em limnologia. RiMa Editora. São Carlos, SP, Brasil. 351 pp.        [ Links ]

44. Redfield GW (1979) Temporal variation in diel vertical migration and the ecology of zooplankton in Castle Lake, California. These. University of California-Davis, EEUU. 173 pp.        [ Links ]

45. Rocha O, Sendacz S, Matsumura-Tundisi T (1995) Composition, biomass and productivity of zooplankton in natural lakes and reservoirs of Brazil. Em Tundisi JG, Bicudo CEM, Matsumura-Tundisi (Eds.) Limnology in Brazil. ABC/SBL. Rio de Janeiro, Brasil. 376 pp.        [ Links ]

46. Rosen RH (1981) Length-dry weight relationships of some freshwater zooplankton. J. Freshw. Ecol. 1: 225-229.        [ Links ]

47. Sarnelle O, Cooper SD, Wiseman S, Mavuti KM (1998) The relationship between nutrients and trophic-level biomass in turbid tropical ponds. Freshw. Biol. 40: 65-75.        [ Links ]

48. Schram MD, Ploskey GR, Schmitz EH (1981) Dry weight loss in Ceriodaphnia lacustris following formalin preservation. Trans. Am. Micros. Soc. 100: 326-329.        [ Links ]

49. Tessier AJ, Henry LL, Durand MW, Goulden CE (1983) Starvation in Daphnia: energy reserves and reproductive allocation. Limnol. Oceanogr. 28: 667-676.        [ Links ]

50. Winberg GG, Duncan A (1971) Methods for the estimation of production of aquatic animals. Academic Press. NY, EEUU. 175 pp.        [ Links ]

51. Ziliukiené V (2003) Quantitative structure, abundance and biomass of zooplankton in the Lithuanian part of the Curonian Lagoon in 1996-2002. Acta Zool. Lituan. 13: 97-105.        [ Links ]