ResumoOs cladóceros são microcrustáceos integrantes do zooplâncton em um vasto espectro de ambientes aquáticos. Estes organismos, em especial o gênero Daphnia, têm sido organismos modelo muito utilizados em estudos abrangendo das ciências biomédicas à Ecologia. No presente trabalho, fazemos uma revisão da contribuição de estudos com cladóceros para o conhecimento sobre as consequências, em diferentes níveis de organização biológica, do estresse induzido por fatores ambientais. Discutimos de que forma características peculiares dos cladóceros (e.g., pequeno tamanho corporal, ciclo de vida curto, partenogênese cíclica) fazem deles modelos bastante convenientes para tais estudos, com uma comparação particular com outros grandes grupos zooplanctônicos. Em seguida, ilustramos a contribuição dos cladóceros para as pesquisas sobre estresse com exemplos englobando respostas ao estresse do nível molecular ao populacional. São ressaltados de forma especial estudos recentes que apresentam evidências de consequências benéficas do estresse brando causado por estressores naturais (tolerância cruzada), as quais podem ser transmitidas entre gerações, favorecendo a sobrevivência e a persistência de espécies em ambientes muito variáveis. Isto seria particularmente relevante para ambientes sujeitos a frequentes variações naturais intensas, tais como lagoas costeiras e outros ecossistemas aquáticos rasos. Com base nos estudos revisados, construímos um modelo conceitual resumindo os potenciais efeitos de um primeiro estressor na resistência dos organismos a um estressor subsequente. Concluímos chamando a atenção para algumas lacunas nas pesquisas sobre o estresse em contexto ambiental, as quais poderiam ser preenchidas por estudos futuros utilizando cladóceros como modelos.

Cladocerans are microcrustaceans component of the zooplankton in a wide array of aquatic ecosystems. These organisms, in particular the genus Daphnia, have been widely used model organisms in studies ranging from biomedical sciences to ecology. Here, we present an overview of the contribution of studies with cladocerans to understanding the consequences at different levels of biological organization of stress induced by environmental factors. We discuss how some characteristics of cladocerans (e.g., small body size, short life cycles, cyclic parthenogenesis) make them convenient models for such studies, with a particular comparison with other major zooplanktonic taxa. Then we illustrate the contribution of cladocerans to stress research with examples encompassing stress responses spanning from the molecular to the populational level. Most worth of note are recent studies that presented evidence of beneficial consequences of mild stress caused by natural stressors (cross-tolerance), which may be passed along across generations, favoring individual survival and species persistence in fluctuating environments. This would be particularly relevant for environments prone to frequent natural environmental fluctuations, such as coastal lagoons and other shallow aquatic ecosystems. Based on reviewed studies, a conceptual model is presented summarizing the potential effects of a first stressor on the organism's resistance to a second one. We finish by highlighting some gaps on environmental stress research that could benefit from further studies using cladocerans as model organisms.

OBJETIVOS: Estudos sobre os padrões e mecanismos de coerência temporal de variáveis ecológicas entre lagos têm se tornado um tema importante na limnologia. Até o momento, nenhum estudo testou se e como a oferta de recursos e a configuração da teia trófica afetam os padrões e mecanismos da coerência temporal de variáveis limnológicas. Nós conduzimos um experimento de mesocosmos em campo durante 11 semanas para testar as seguintes hipóteses: (i) a adição de nutrientes reduz a coerência temporal de variáveis ecossistêmicas; (ii) a predação por peixes potencializa a coerência temporal de variáveis ecossistêmicas e (iii) a coerência temporal é mais forte para variáveis físicas (transparência da água), intermediária para variáveis químicas (concentração de oxigênio dissolvido [OD]) e fraca para variáveis biológicas (biomassa zooplanctônica total). MÉTODOS: Nós manipulamos a presença de peixe e a adição de nutrientes inorgânicos (N e P) em um desenho fatorial 2 × 2 em dezesseis mesocosmos instalados em uma lagoa costeira tropical. A coerência foi estimada por correlações de Pearson par-a-par das trajetórias temporais de cada variável resposta entre os mesocosmos de um mesmo tratamento. RESULTADOS: A presença de peixes aumentou significativamente apenas a coerência temporal da biomassa zooplanctônica, e, contrário às nossas expectativas, a adição de nutrientes aumentou a coerência temporal da [OD]. A intensidade dos efeitos da presença de peixe e da adição de nutrientes sobre a coerência temporal foi afetada pela identidade da variável monitorada, mas não em um padrão consistente. No entanto, a interação da presença de peixe e adição de nutrientes não afetaram a coerência temporal de nenhuma variável monitorada. CONCLUSÕES: Nossos resultados indicam que a predação de peixes e a disponibilidade de recursos podem afetar significativamente padrões de coerência temporal, mas tais efeitos dependerão mais de efeitos diretos do fator local sobre a variável do que da identidade da própria variável. Concluímos que a eutrofização e a sobrepesca podem interferir no acoplamento da dinâmica espaço-temporal de algumas variáveis limnológicas.

AIM: The study of the patterns and mechanisms of temporal coherence of ecological variables among lakes has become an important area of limnology. However, no study to date has experimentally tested whether and how resource subsidies and food web configuration affect the patterns and mechanisms of temporal coherence of limnological variables. We conducted a field mesocosm experiment to test the following hypotheses: (i) nutrient enrichment would reduce the temporal coherence of system variables; (ii) fish predation would enhance the temporal coherence of system variables; and (iii) the strength of temporal coherence decreases from physical (water transparency), to chemical (dissolved oxygen concentration [DO]) to biological variables (total zooplankton biomass). METHODS: For 11 weeks, we manipulated fish presence and nutrient (N and P) concentration in a 2 × 2 factorial design in sixteen within-lake enclosures installed in a tropical coastal lagoon. Coherence was estimated by pair-to-pair Pearson's moment correlations of the temporal trajectories of each response variable among enclosures of the same treatment. RESULTS: Fish presence only enhanced the temporal coherence of zooplankton biomass, whereas contrary to our expectations, nutrient addition enhanced the temporal coherence of [DO]. The strength of the individual effects of fish and nutrients on temporal coherence was affected by variable identity, but this variation did not occur in a consistent pattern across variables. However, the interactive effects of fish and nutrients on the temporal coherence of the three variables monitored were not statistically significant. CONCLUSIONS: Our results indicate that local factors, such as fish presence and nutrient availability, may affect the temporal coherence of several system variables, but these effects are better predicted by the strength of direct interactions between the local factor and the variable than by the identity of the variable itself. We conclude that eutrophication and overfishing may alter the coupling of spatial and temporal dynamics of some ecosystem variables.

OBJETIVO: Aberturas artificiais da barra de areia são práticas de manejo comuns em lagoas costeiras, mas podem ser uma ameaça se provocarem efeitos negativos à qualidade de água e para a biota aquática. Nesse estudo foram comparados os efeitos de aberturas de barra em duas lagoas costeiras próximas, que diferem no estado trófico e no histórico de aberturas de barra. MÉTODOS: Variáveis limnológicas e a comunidade zooplanctônica foram analisadas mensalmente durante um ano antes e um ano depois de aberturas de barra ocorridas no mesmo mês para ambas as lagoas, totalizando 24 amostras. Foram comparados os efeitos da abertura de barra nas variáveis-resposta em função dos dois tipos de sistema. RESULTADOS: As aberturas de barra determinaram alterações em algumas variáveis limnológicas (profundidade e salinidade), mas estes efeitos ocorreram de forma diferenciada nos dois tipos de sistema. A estrutura da comunidade zooplanctônica mudou mais fortemente na lagoa eutrófica e mais comumente conectada ao mar. A ocorrência e abundância de algumas espécies foram fortemente ligadas às mudanças nas variáveis limnológicas. CONCLUSÕES: Os dados indicam que as comunidades zooplanctônicas são mais resistentes às aberturas de barra em lagoas costeiras historicamente menos impactadas. A direção e a intensidade das mudanças provocadas pelas aberturas de barra podem ser específicas para cada lagoa, devido a diferenças no histórico de impactos que, em longo prazo, modificam a qualidade da água e a estrutura da comunidade zooplanctônica nestes sistemas e, consequentemente, sua resistência e resiliência.

AIM: Artificial sandbar openings are a common management practice in coastal lagoons but they can be a threat when negative effects to the quality of water and to the aquatic biota are observed. The current study compared sandbar opening effects in two coastal lagoons located close to each other, but differing on trophic status and on sandbar openings' background. METHODS:Limnological variables and zooplankton community were recorded monthly during one year before and one year after sandbar openings that occurred in the same month for both lagoons, giving 24 samples. We compared the effects of sandbar opening on response variables, according to the two types of system. RESULTS: The sandbar openings determined changes in some limnological features - depth and salinity - but such effects were different in the two types of system. The zooplankton structure displayed dramatic changes in the eutrophic and commonly opened lagoon. The occurrence and abundance of some species were closely related to changes in limnological variables. CONCLUSIONS: Our data indicated that zooplankton communities are more resistant to sandbar openings in coastal lagoons historically less disturbed. The direction and magnitude of changes promoted by sandbar openings might be specific to each lagoon, due to different backgrounds of disturbances that, in the long term, modify the water quality and the structure of zooplankton communities, and consequently, their resistance and resilience.

OBJETIVO: Neste estudo avaliamos o banco de ovos de resistência e a comunidade ativa zooplanctônica de cinco lagoas costeiras permanentes e cinco poças temporárias com o intuito de comparar a comunidade ativa e dormente destes ambientes. Nós também supomos que, por diferirem no hidroperíodo, bancos de ovos de resistência de poças são mais ricos em espécies do que os de lagoas. MÉTODOS: A comunidade zooplanctônica foi amostrada em duas ocasiões em 2006 nas lagoas e em 2010 nas poças e o banco de ovos de resistência foi amostrado em dezembro de 2007 nas lagoas e em maio de 2010 nas poças. RESULTADOS: Ao contrário de nossas expectativas, a riqueza do banco de ovos das poças não foi diferente das lagoas. Além disso, nenhuma diferença estatística na composição de espécies foi encontrada entre as comunidades ativa e dormente de um mesmo corpo d'água, tanto para ambientes permanentes quanto para temporários. Contudo, houve uma maior similaridade entre as comunidades ativas e dormentes dos ambientes permanentes do que dos temporários. CONCLUSÕES: Nossos resultados permitem concluir que ambientes temporários e permanentes não diferem quanto à composição e riqueza de espécies de suas comunidades ativas e dormentes. Aparentemente, as estratégias de diapausa observadas em zooplâncton tropical não podem ser preditas apenas pelo tipo de ambiente (permanentes ou temporários), já que os fatores indutores de diapausa podem ser espécie-específicos.

AIM: We evaluated zooplankton resting egg banks and active communities in five coastal lagoons and in five temporary pools, aiming to compare the active and the dormant communities in such environments. As they differ in hydroperiod, we expected that pools present richer resting egg banks in comparison to those found in lagoons. METHODS: Zooplankton community was sampled twice in 2006 (lagoons) and in 2010 (pools) and resting egg banks were sampled once in December 2007 (lagoons) and in May 2010 (pools). Resting eggs were isolated from the sediment by applying the sugar flotation method. RESULTS: In opposition to our expectation, species richness in the resting egg banks of pools did not differ from those of lagoons. Additionally, no difference was found between the active and the dormant zooplankton communities in each water body for both temporary and permanent environments. However, similarity between active and dormant communities was greater in permanent environments than it was in temporary environments. CONCLUSIONS: It seems that the diapause strategy observed in certain tropical zooplankton populations cannot be predicted based on the awareness of the environment type (permanent or temporary), since hatching cues may be species-specific.

OBJETIVO: Nesse estudo foram testados os efeitos da secagem ou resfriamento (4 °C) dos ovos de resistência de cladóceros de um sistema aquático tropical sobre as taxas de eclosão e o tempo para eclosão, com o objetivo de determinar quais procedimentos devem ou não ser aplicados para quebrar a dormência de cladóceros oriundos de regiões tropicais; MÉTODOS: Os ovos de resistência de duas espécies de cladóceros foram isolados do sedimento de uma lagoa costeira e secados sob temperatura ambiente ou expostos à baixas temperaturas por quatro meses antes da incubação nas condições de controle; RESULTADOS: Para Moina micrura, tanto a secagem quanto o resfriamento reduziram a proporção de ovos eclodidos, mas a pré-exposição à baixa temperatura também reduziu o tempo para a eclosão. Para Diaphanosoma birgei, o resfriamento não teve efeitos na taxa e no tempo para eclosão. Nenhum dos ovos de D. birgei secos eclodiu após a reidratação; CONCLUSÕES: Os resultados indicam que a pré-exposição de ovos de resistência de cladóceros tropicais a baixas temperaturas não deve ser necessária para quebrar a dormência. Além disso, o resfriamento pode até mesmo reduzir a taxa de eclosão de algumas espécies. Sugere-se que os ovos de resistência de cladóceros tropicais podem ser incubados logo após a amostragem do sedimento ou, se um período para quebrar a dormência for necessário, os ovos devem ser mantidos preferencialmente no escuro e em temperatura ambiente.

AIM: In this study we tested the effects of drying or refrigerating (4 °C) cladoceran resting eggs from a tropical aquatic system on the hatching rates and time to hatching, in order to determine what conditions should or should not be applied to break dormancy in tropical cladocerans; METHODS: Resting eggs from two cladoceran species were isolated from the sediment of a coastal lagoon and exposed to drying conditions or low temperatures for four months before incubation under control conditions; RESULTS: For Moina micrura, drying as well as refrigerating eggs reduced the proportion of eggs hatched, but refrigeration also reduced the time to hatching. For Diaphanosoma birgei, refrigeration had no effects either in the proportion of eggs hatched or in time to hatching. Drying resting eggs of D. birgei resulted in no hatchlings after re-hydration; CONCLUSIONS: Our results indicate that the pre-exposure of tropical cladoceran resting eggs to low temperatures might not be necessary to break dormancy. Additionally, cooling might even reduce the hatching rates of some species. We suggest that tropical cladoceran resting eggs might be incubated soon after sampling the sediment or, if a period for breaking dormancy is required, they should be better kept under dark and at room temperature conditions.