Diatomáceas da formação cárstica da Serra da Bodoquena (Mato Grosso do Sul, Brasil)

Abstract

In Brazil, 19 karst areas are known, which represent about 6% of the national territory. The Serra da Bodoquena, in the state of Mato Grosso do Sul, is located in an important Brazilian karst formation, in which the water bodies in the region differ from other areas in that they present continuous precipitation of carbonate, causing the formation of calcareous tufas and natural dams, excellent substrates for diatoms. Morphological and taxonomic studies of diatoms in karst environments are concentrated in the European and Asian continents, generated in floras with high species richness and new proposals for science. In contrast, studies with diatoms from Brazilian karst environments are scarce. Given the lack of information on the taxonomic composition of diatoms in the central-west region of Brazil and in the state of Mato Grosso do Sul, this study, carried out in Serra da Bodoquena, comes to fill some gaps. The purpose of this thesis is to present the results in the form of four works that are related to distribution, ecological information, morphological and taxonomic analysis of diatoms performed in light and transmission and scanning electron microscopy. Chapter 1 comprises a floristic study on diatoms from karst environments in Serra da Bodoquena in Mato Grosso do Sul. Twenty- two environments were sampled in expeditions carried out in 2015 and 2019, which resulted in 59 samples, with 171 taxa belonging to 54 genera and 24 families, and 96% of the identified species are cited for the first time heard in the state of Mato Grosso do Sul. The families with the highest species or variety richness were Gomphonemataceae (19), Naviculaceae (18), Achnanthidiaceae (17), Sellaphoraceae (13), Cymbellaceae (13), Fragilariaceae (12), Bacillariaceae (12), Stauroneidaceae (11) and Surirellaceae (9). The diatoms that occurred with high frequency (5.2%, 9 taxa) were: Nitzschia amphibia, Achnanthidium saprophilum, Navicula cryptotenella, Achnanthidium straubianum, Achnanthidium minutissimum, Platessa hustedtii, Cocconeis placentula var. euglypta, Gomphonema pumilum and Planothidium rostratum. In terms of taxa distribution, 12 were frequent (7%), 66 with low frequency (38.5%) and the vast majority with 84 were sporadic (49.1%). The total number of species varies depending on the environment and adhesion substrates. In general, the rivers presented greater richness, in the epiphyton they ranged from 21 to 45 taxa. The greatest richness occurred in the Formoso river with 45 species, with epipsamon ranging from 26 to 39, and epilithon from 21 to 40 taxa. Chapter 2 refers to the study of the genus Dorofeyukea, a genus characterized by a narrow fascia delimited by the shortening of striae in the central region, uniseriate striae slightly radiating, isodiametric shape of the areolas, internally occluded by hymens and pseudoseptum. Four species new to science were proposed and accepted: Dorofeyukea bahlsii sp. nov., D. bodoquenensis sp. nov., D. calcarea sp. nov., and D. pantanalensis sp. nov. Dorofeyukea kotschyi and D. texana were recorded for the first time, occurring in the state of Mato Grosso do Sul and D. texana was the first record for Brazil. This manuscript was submitted during qualification in December 2021. Chapter 3 reports the study of the genus Simonsenia, characterized by the raphe system that opens into a longitudinal channel over a marginal keel, and small circular areolas, occluded by hymens. This is a genus with complex taxonomy, due to the delicacy of the frustules, small size and the need to use electronic microscopy to visualize the diagnostic characters of the group. New species of Simonsenia have been described that occur exclusively in fresh, brackish or even salt water. Simonsenia bodoquenensis sp. nov. was observed and observed with other species of the genus and occurred in fresh water in the epiphyton and epilithon of the Serra da Bodoquena karst. Chapter 4 deals with the proposition of a new species of Fragilaria that is still being supported by specialists (David Williams, Bart Van de Vijver), which may result in a co-authorship with them. The fact that it forms colonies in the form of ribbons, at the apices having one rimoportula per valve, alternate striae, marginal spines, a poorly developed apical pore field and a single set of non-occluded areoles in the intercalary bands were characters used during the diagnoses of the genus Fragilaria, however, this taxon is believed to present closed bands, thus arising the need to investigate the real identity of this species, since this would be one of the characteristics described in the diagnosis of the genus Ulnaria.

No Brasil são conhecidas 19 áreas cársticas, que representam cerca de 6% do território nacional. A Serra da Bodoquena, no estado do Mato Grosso do Sul, encontra-se inserida em uma importante formação cárstica Brasileira, na qual os corpos d’água da região diferem das demais áreas por apresentarem precipitação contínua de carbonato, ocasionando a formação de tufas calcáreas e barragens naturais, excelentes substratos para as diatomáceas. Estudos morfológicos e taxonômicos das diatomáceas em ambientes cársticos concentram-se nos continentes Europeu e Asiático, resultando em floras com elevada riqueza de espécies e novas propostas para a ciência. Em contraste, os estudos com diatomáceas de ambientes cársticos brasileiros são escassos. Face à carência de informações sobre a composição taxonômica das diatomáceas da região centro-oeste do Brasil e do estado do Mato Grosso do Sul, este estudo, realizado na Serra da Bodoquena, vem sanar algumas lacunas. A proposta desta tese é apresentar os resultados na forma de quatro artigos que estão relacionados a distribuição, informações ecológicas, análises morfológicas e taxonômicas das diatomáceas realizadas em microscopia de luz e eletrônica de transmissão e varredura. O capítulo 1 compreende o estudo florístico sobre diatomáceas de ambientes cársticos da Serra da Bodoquena em Mato Grosso do Sul. Vinte e dois ambientes foram amostrados em expedições realizadas em 2015 e 2019, que resultaram em 59 amostras, com 171 táxons pertencentes a 54 gêneros e 24 famílias, sendo que 96% das espécies identificadas são citadas pela primeira vez ocorrendo no estado do Mato Grosso do Sul. As famílias com maior riqueza de espécies ou variedades foram Gomphonemataceae (19), Naviculaceae (18), Achnanthidiaceae (17), Sellaphoraceae (13), Cymbellaceae (13), Fragilariaceae (12), Bacillariaceae (12), Stauroneidaceae (11) e Surirellaceae (9). As diatomáceas que ocorreram com alta frequência (5,2%, 9 táxons) foram: Nitzschia amphibia, Achnanthidium saprophilum, Navicula cryptotenella, Achnanthidium straubianum, Achnanthidium minutissimum, Platessa hustedtii, Cocconeis placentula var. euglypta, Gomphonema pumilum e Planothidium rostratum. Em termos de distribuição dos táxons, 12 foram frequentes (7%), 66 com baixa frequência (38,5%) e a grande maioria com 84 foram esporádicas (49,1%). O número total de espécies variou de acordo com o ambiente e substrato de adesão. Em geral, os rios apresentaram maior riqueza, onde no epifíton variaram de 21 a 45 táxons. A maior riqueza ocorreu no Rio Formoso com 45 espécies, sendo que no epipsamon variou de 26 a 39, e no epilíton de 21 a 40 táxons. O capítulo 2 refere-se ao estudo do gênero Dorofeyukea, gênero caracterizado por uma fáscia estreita delimitada pelo encurtamento de estrias na região central, estrias unisseriadas levemente radiadas, formato isodiamétrico das aréolas, ocluídas internamente por hímenes e pseudosepto. Quatro espécies novas para a ciência foram propostas e aceitas: Dorofeyukea bahlsii sp. nov., D. bodoquenensis sp. nov., D. calcarea sp. nov., e D. pantanalensis sp. nov. Dorofeyukea kotschyi e D. texana foram registradas pela primeira vez, ocorrendo no estado do Mato Grosso do Sul e D. texana foi o primeiro registro para o Brasil. Este manuscrito foi apresentado durante a qualificação em dezembro de 2021. O capítulo 3 relata o estudo do gênero Simonsenia, caracterizado pelo sistema de rafe que se abre em um canal longitudinal sobre uma quilha marginal, e pequenas aréolas circulares, ocluídas por hímenes. Este manuscrito foi apresentado durante a qualificação em dezembro de 2021. O capítulo 3 relata o estudo do gênero Simonsenia, caracterizado pelo sistema de rafe que se abre em um canal longitudinal sobre uma quilha marginal, e pequenas aréolas circulares, ocluídas por hímenes. Este é um gênero com taxonomia complexa, pela delicadeza das frústulas, tamanho diminuto e pela necessidade do uso de microscopia eletrônica para visualizar os caracteres diagnósticos do grupo. Novas espécies de Simonsenia vem sendo descritas que ocorrem exclusivamente em água doce, salobra ou ainda salgada. Simonsenia bodoquenensis sp. nov. foi descrita e comparada com outras espécies do gênero e ocorreu em água doce no epifíton e no epilíton do carste da Serra da Bodoquena. O capítulo 4 trata-se da proposição de uma espécie nova de Fragilaria que ainda está sendo discutida com especialistas (David Williams, Bart Van de Vijver), podendo resultar numa co-autoria com os mesmos. O fato de formar colônias em forma de fitas, nos ápices possuir uma rimoportula por valva, estrias alternadas, espinhos marginais, campo de poros apicais pouco desenvolvido e fileira única de aréolas não ocluídas nas bandas intercalares foram caracteres utilizados durante a diagnósticos do gênero Fragilaria, entretanto esse táxon apresenta bandas fechadas, surgindo assim a necessidade de investigar a real identidade desta espécie, uma vez que esta seria uma das característica descritas na diagnose do gênero Ulnaria.