Por Raíssa Leite
Didymosphenia geminata: Ação incrustante em usinas hidrelétricas de energia.
idymosphenia geminata, popularmente conhecida como didymo, é uma diatomácea característica de águas temperadas do hemisfério Norte (Cleve, 1894; Kociolek et al., 2004). Porém, nos últimos anos a espécie passou a expandir sua distribuição em ritmo acelerado (Spaulding e Elwell, 2007). De acordo com Kilroy (2004), a didymo foi reportada pela primeira vez na Nova Zelândia em 2004. Já na América do Sul, a espécie foi observada pela primeira vez nas águas chilenas da Patagônia em 2010 (Segura, 2011) e cinco meses depois na Argentina, no rio Futaleufú por Sastre et al. (2013). Essa espécie, assim como outras espécies de diatomaceas, utiliza uma estrutura peduncular para se fixar em equipamentos de pesca, de recreação e até em calçados (Kilroy, 2004; Bothwell et al., 2009) e em outros organismos, incluindo aves e peixes (Sastre et al., 2013), o que facilita a sua dispersão. Essas diatomáceas se reproduzem por divisão binária. As frústulas (parede celular externa) se dividem, originando assim as células filhas, facilitando a dispersão das espécies em ambientes aquáticos (Kawecka e Sanecki, 2003; Perkins et al., 2009).
As incrustações formadas por D. geminata ocorrem a partir da produção de mucilagem, uma substância polimérica extracelular (EPS) de coloração marrom (Thompson et al., 2008; Ravizza, 2015), que auxilia no crescimento e na sobrevivência das mesmas devido ao grande acumulo de matéria orgânica (Andrewartha et al., 2007) (Figura 1).
A estrutura peduncular, em conjunto com a mucilagem, possibilita a fixação dos organismos mesmo em substratos sujeitos à fluxos elevados de água (Callow, 1993; Wetherbee et al., 1998). Perkins et al. (2010) identificaram esses pedúnculos nas paredes de concreto do principal canal que transporta a água até a central geradora de energia da UHE de Tarraleah, Tasmânia. Segundo Kirkwood et al. (2007), os pedúnculos permanecem fixados ao substrato mesmo após a morte das células que os produzem. As bioincrustações ocasionadas pelas diatomáceas presentes nos 20 km dos hidrocanais chegaram, segundo estimativas dos autores, a 17,6 toneladas (peso seco) (Perkins et al., 2009), sendo capaz de causar redução na velocidade de fluxo de água (Andrewartha et al., 2010) e, consequentemente, afetando a geração de energia. Estudo realizado por Ravizza (2015), utilizando tubos de metais que simulavam os sistemas hidráulicos de uma UHE, constatou que, ainda que em menores quantidades que as observadas em canais abertos, as diatomáceas incrustantes são capazes de se desenvolver mesmo em locais onde não há incidência luminosa.
Em um experimento realizado por Larned et al. (2011) com D. geminata, os autores observaram que as espécies, em concentrações reduzidas de luz e oxigênio, adotaram um metabolismo heterotrófico. Qing et al. (2003) e Tuchman et al. (2006) relataram que sob condições de luz limitada, muitas diatomáceas poderiam entrar em um estado latente ou desencadear o desenvolvimento de um metabolismo heterotrófico. Essas espécies de água doce, segundo Tuchman et al. (2006), podem metabolizar eficientemente até mesmo na ausência de luz, mas só usam estes mecanismos em condições extremas.
Referência
ANDREWARTHA, J. et al. Drag force and surface roughness measurements on freshwater biofouled surfaces. Biofouling, v. 26, n. 4, p. 487-496, 2010. ISSN 0892-7014.
ANDREWARTHA, J.; SARGISON, J.; PERKINS, K. The effect of gomphonema and filamentous algae streamers on hydroelectric canal capacity and turbulent boundary layer structure. Australasian Fluid Mechanics Conference, 2007, Citeseer. p.241-246.
BOTHWELL, M. et al. Blooms of Didymosphenia geminata in rivers on Vancouver Island 1990 to present: a new invasive species. Journal of Phycology, 2009, WILEY-BLACKWELL PUBLISHING, INC COMMERCE PLACE, 350 MAIN ST, MALDEN 02148 …. p.33-33.
CALLOW, M. E. A review of fouling in freshwaters. Biofouling, v. 7, n. 4, p. 313-327, 1993. ISSN 0892-7014.
CLEVE, P. T. Synopsis of the naviculoid diatoms. PA Norstedt & söner, 1894.
KAWECKA, B.; SANECKI, J. Didymosphenia geminata in running waters of southern Poland–symptoms of change in water quality? Hydrobiologia, v. 495, n. 1-3, p. 193-201, 2003. ISSN 0018-8158.
KILROY, C. A new alien diatom, Didymosphenia geminata (Lyngbye) Schmidt: its biology, distribution, effects and potential risks for New Zealand fresh waters. NIWA, CHC2004-128, Christchurch, New Zealand, 2004.
KIRKWOOD, A. E. et al. Didymosphenia geminata in two Alberta headwater rivers: an emerging invasive species that challenges conventional views on algal bloom development. Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences, v. 64, n. 12, p. 1703-1709, 2007. ISSN 0706-652X.
KOCIOLEK, J. P. et al. New Gomphonema (Bacillariophyta) species from Tasmania. Phycologia, v. 43, n. 4, p. 427-444, 2004. ISSN 0031-8884.
LARNED, S. T. et al. Interactions between the mat‐forming alga Didymosphenia geminata and its hydrodynamic environment. Limnology and Oceanography: Fluids and Environments, v. 1, n. 1, p. 4-22, 2011. ISSN 2157-3689.
PERKINS, K.; SARGISON, J.; HALLEGRAEFF, G. DIATOM FOULING PROBLEMS IN A TASMANIAN HYDRO CANAL, INCLUDING THE DESCRIPTION OF GOMPHONEMA TARRALEAHAE SP. NOV. Diatom Research, v. 24, n. 2, p. 377-391, 2009. ISSN 0269-249X.
PERKINS, K. J. et al. Succession and physiological health of freshwater microalgal fouling in a Tasmanian hydropower canal. Biofouling, v. 26, n. 6, p. 637-644, 2010. ISSN 0892-7014.
QING, Z.; GRADINGER, R.; QINGSONG, Z. Competition within the marine microalgae over the polar dark period in the Greenland Sea of high Arctic. 海洋学报 (中文版), n. 2, p. 233-242, 2003.
RAVIZZA, M. Stalk forming fouling diatoms: a problem for the hydro-electricity industry. 2015. University of Tasmania
SASTRE, A. V. et al. First record of the invasive diatom Didymosphenia geminata (Lyngbye) Schmidt in a Patagonian Andean river of Argentina. 2013. ISSN 2242-1300.
SEGURA, P. A slimy invader blooms in the rivers of Patagonia: American Association for the Advancement of Science 2011.
SPAULDING, S.; ELWELL, L. Increase in nuisance blooms and geographic expansion of the freshwater diatom Didymosphenia geminata: recommendations for response. White Paper. USEPA Region, v. 8, 2007.
THOMPSON, S. E. et al. THE ROLE OF NITRIC OXIDE IN DIATOM ADHESION IN RELATION TO SUBSTRATUM PROPERTIES 1. Journal of phycology, v. 44, n. 4, p. 967-976, 2008. ISSN 0022-3646.
TUCHMAN, N. C. et al. Differential heterotrophic utilization of organic compounds by diatoms and bacteria under light and dark conditions. In: (Ed.). Advances in Algal Biology: A Commemoration of the Work of Rex Lowe: Springer, 2006. p.167-177.
WETHERBEE, R. et al. Minireview—the first kiss: establishment and control of initial adhesion by raphid diatoms. Journal of Phycology, v. 34, n. 1, p. 9-15, 1998. ISSN 0022-3646.