Identificação molecular de candidatos a biomarcadores/bioindicadores de impactos antrópicos através de micro-organismos aquáticos em região estuarina da Baixada Santista
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Data
2019-05-10
Autores
Garcia, Heitor [UNIFESP]
Orientadores
Gregoracci, Gustavo Bueno [UNIFESP]
Tipo
Dissertação de mestrado
Título da Revista
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Resumo
The estuarine region of Santos and Sao Vicente is amongst the most impacted areas of Brazil. In this context, it is possible to include ahigh number of ships bound to the greatest port in Latin America, an industrial district located in Cubatão near the estuary, and lack of sanitation. Despite its great importance, surface water quality is impacted by inefficient sewage collection and treatment and by industrial effluents released in the river path. To evaluate the antropic impacts we employed a culture independent methodology (shotgun metagenomics) to seek potential biomarker and/or bioindicator microorganisms which could determine environmental contamination of the water column. The methodology employed here optimized the analysed information by using incremented good quality data, which was added to the files and annotated in MG-Rast. We analysed physical-chemical parameters along the relative picoplankton abundances to correlate organisms and environment. Santos presented the smaller species richness and biodiversity, when confronted with Sao Vicente and control site Cananeia, probably due to larger income of chemical contamination, which likely was limiting factor to many micro-organisms. All sampling sites in this work have shown impacts related to sewage release in the marine environment or lack of treatment, including control site of Cananeia, which did not differ significatively from Sao Vicente, near palafitas. The current beach water balneability index seems ineffective, given the presence of many pathogenic microorganisms which impact human health and are not detected by this approach. Co-occurrence correlation networks are compromised for several physical-chemical parameters, and several pathogenic species are present. This problematic may be connected to the presence of metals and organic contaminants, and the proliferation of key microorganisms identified here may be necessary to make bioremediation possible and to lessen environmental impact. Marinomonas sp. MWYL1 and Marinobacter hydrocarbonoclasticus species could be sentinel organisms for HPA contamination and maybe biorremediation. Enterococcus faecalis and Staphylococcus aureus species seem to tolerate elevated NO2levels. Thalassiossira pseudonana maybe an import species to represent environmental water quality. Species from the Pseudomonas genus may be used as biomarkers of nitrogen contamination or bioremediation, being able to transform those compounds. This work makes it possible to observe the relation between microbial species and several physical-chemical parameters and identify targets which could enable healthier and more complete correlation networks, and maybe provide tools for future bioremediation of this environment.
A região estuarina de Santos e São Vicente está entre as áreas mais impactadas do Brasil. Nesse contexto, incluem-se um grande fluxo de navios em direção ao maior porto da América Latina, um pólo industrial localizado em Cubatão próximo ao estuário e falta de saneamento. Apesar de sua grande importância, a qualidade de suas águas superficiais apresenta-se afetada principalmente pela ineficiência da coleta e tratamento de esgotos domésticos e pelos efluentes industriais lançados ao longo do trajeto do rio. Para avaliar estes impactos antrópicos utilizou-se metodologia independente de cultivo (metagenômica) para buscar potenciais micro-organismos bioindicadores e/ou biomarcadores de contaminação ambiental na coluna d’água. A metodologia empregada neste trabalho otimizou a quantidade de informação analisada através da utilização de dados de boa qualidade incrementados nos arquivos e anotados no MG-RAST. Foram analisados os parâmetros físico-químicos do ambiente juntamente com as abundâncias relativas do picoplâncton para uma melhor relação entre os organismos e o ambiente. Santos possui a menor riqueza e biodiversidade de espécies quando confrontado com São Vicente e com o ponto controle Cananéia, provavelmente devido à um aporte maior de contaminação de origem química que possivelmente foi um fator limitante para muitos micro-organismos. Todos os pontos amostrados neste trabalho sofrem impactos relacionados a falta de tratamento e/ou lançamento de esgoto no ambiente marinho, inclusive o ponto de controle Cananéia que não se diferiu significativamente do ponto São Vicente, próximo às palafitas. O índice de balneabilidade das praias é ineficaz, havendo muitos outros organismos patogênicos que causam problemas a saúde humana e não se fazem presentes nessa análise. As redes de correlações no ponto de Santos estão comprometidas para diversos parâmetros físico-químicos, havendo várias espécies patogênicas para o ser humano. Essa problemática pode estar ligada à presença de contaminantes orgânicos e metais na região, sendo necessário desenvolver a proliferação de micro-organismos chave identificados para possibilitar a biorremediação e tornar o ambiente menos impactado. As espécies Marinomonas sp. MWYL1 e Marinobacter hydrocarbonoclasticus podem ser organismos sentinelas para contaminação por HPAs e talvez biorremediação do mesmo. As espécies Enterococcus faecalis e Staphylococcus aureus são espécies que suportam níveis de NO2 elevados. A espécie Thalassiossira pseudonana pode ser uma espécie muito importante para representar a qualidade do ambiente. Espécies do Gênero Pseudomonas podem ser utilizadas como possíveis biomarcadores e/ou biorremediadores de contaminações provenientes do nitrogênio, sendo capazes de transformar tais compostos. Este trabalho possibilita aobservação das relações entre as espécies microbianas e diversos parâmetros físico-químicos e elenca alvos que podem possibilitar a criação de redes de correlações mais saudáveis e completas, podendo ser também uma ferramenta para a biorremediação futura desses compostos no meio ambiente.
A região estuarina de Santos e São Vicente está entre as áreas mais impactadas do Brasil. Nesse contexto, incluem-se um grande fluxo de navios em direção ao maior porto da América Latina, um pólo industrial localizado em Cubatão próximo ao estuário e falta de saneamento. Apesar de sua grande importância, a qualidade de suas águas superficiais apresenta-se afetada principalmente pela ineficiência da coleta e tratamento de esgotos domésticos e pelos efluentes industriais lançados ao longo do trajeto do rio. Para avaliar estes impactos antrópicos utilizou-se metodologia independente de cultivo (metagenômica) para buscar potenciais micro-organismos bioindicadores e/ou biomarcadores de contaminação ambiental na coluna d’água. A metodologia empregada neste trabalho otimizou a quantidade de informação analisada através da utilização de dados de boa qualidade incrementados nos arquivos e anotados no MG-RAST. Foram analisados os parâmetros físico-químicos do ambiente juntamente com as abundâncias relativas do picoplâncton para uma melhor relação entre os organismos e o ambiente. Santos possui a menor riqueza e biodiversidade de espécies quando confrontado com São Vicente e com o ponto controle Cananéia, provavelmente devido à um aporte maior de contaminação de origem química que possivelmente foi um fator limitante para muitos micro-organismos. Todos os pontos amostrados neste trabalho sofrem impactos relacionados a falta de tratamento e/ou lançamento de esgoto no ambiente marinho, inclusive o ponto de controle Cananéia que não se diferiu significativamente do ponto São Vicente, próximo às palafitas. O índice de balneabilidade das praias é ineficaz, havendo muitos outros organismos patogênicos que causam problemas a saúde humana e não se fazem presentes nessa análise. As redes de correlações no ponto de Santos estão comprometidas para diversos parâmetros físico-químicos, havendo várias espécies patogênicas para o ser humano. Essa problemática pode estar ligada à presença de contaminantes orgânicos e metais na região, sendo necessário desenvolver a proliferação de micro-organismos chave identificados para possibilitar a biorremediação e tornar o ambiente menos impactado. As espécies Marinomonas sp. MWYL1 e Marinobacter hydrocarbonoclasticus podem ser organismos sentinelas para contaminação por HPAs e talvez biorremediação do mesmo. As espécies Enterococcus faecalis e Staphylococcus aureus são espécies que suportam níveis de NO2 elevados. A espécie Thalassiossira pseudonana pode ser uma espécie muito importante para representar a qualidade do ambiente. Espécies do Gênero Pseudomonas podem ser utilizadas como possíveis biomarcadores e/ou biorremediadores de contaminações provenientes do nitrogênio, sendo capazes de transformar tais compostos. Este trabalho possibilita aobservação das relações entre as espécies microbianas e diversos parâmetros físico-químicos e elenca alvos que podem possibilitar a criação de redes de correlações mais saudáveis e completas, podendo ser também uma ferramenta para a biorremediação futura desses compostos no meio ambiente.