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.
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.
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?
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.
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.
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.