direita|thumb|250px|Eflorescências algais podem representar problemas para o ecossistema e para a sociedade humana. Eflorescência, florescência, floração algal ou bloom de algas é a proliferação, em um ambiente aquático, de organismos planctônicos, em geral microalgas e cianobactérias, isoladas ou conjuntamente com organismos zooplanctônicos. A proliferação, em geral sazonal, ou pelo menos de caráter transitório, conduz ao rápido crescimento da biomassa contida na coluna de água, levando, entre outros efeitos, a uma acentuada redução na transparência, à coloração e com frequência à presença de odor e sabor nas águas. O fenômeno é em geral consequência do enriquecimento em nutrientes do ambiente aquático.
Descrição Florações algais podem ocorrer tanto em ecossistemas dulcícolas como em ecossistemas marinhos. Apenas uma ou poucas espécies de fitoplâncton estão envolvidas em sua ocorrência. Tais organismos tendem a apresentar adaptações fisiológicas e/ou morfológicas que permitem resistir a condições estressantes.
Sob algumas circunstâncias, a alta concentração de células dotadas de pigmentos fotossintéticos causa alterações na coloração da água. Embora não seja encontrado na literatura um valor determinado que indique o início de processos de floração, estas podem ser encontradas em concentrações de mil até centenas de milhares de células por mililitro, dependendo das condições no meio.
Florações algais são normalmente reconhecidas por apresentarem colorações avermelhadas ou esverdeadas, mas também podem assumir tonalidades azuladas dependendo da espécie predominante. Por exemplo, florações com tonalidade de verde azulado são típicas de cianobactérias (microorganismos procariotos autotróficos). Florações de macroalgas também podem ocorrer e são reconhecíveis por grandes quantidades de algas que podem eventualmente encalhar na margem de um lago ou na linha de deixa da praia.
Destacam-se as florações de algas nocivas (FANs) que envolvem a proliferação de espécies potencialmente tóxicas, tais como dinoflagelados dos gêneros Alexandrium e Karenia. Essas florações geralmente apresentam um matiz vermelho ou marrom, sendo conhecidas coloquialmente como marés vermelhas.
O enriquecimento de nutrientes na água é o principal fator promotor dos fenômenos de floração. Entretanto, elas também dependem de fatores físico-químicos (com ênfase para temperatura e luminosidade) e fatores ecológicos (como predação e lise celular). Ainda que normalmente estejam associadas aos seus efeitos negativos, as florações algais podem atuar de forma benéfica para os ecossistemas aquáticos. Em áreas oceânicas polares, por exemplo, ocorrem de forma natural e estão associadas a dinâmica local.
Florações em ecossistemas dulcícolas Florações algais em água doce são resultado de um excesso de nutrientes, particularmente fósforo.DIERSING, N. Phytoplankton Blooms: The Bascis. PDF. NOAA. Consultado em 24 de agosto de 2009. Esse excesso de nutrientes pode se originar de fertilizantes aplicados ao solo para propósitos agrícolas ou recreativos. Eventualmente, esses nutrientes entram nos corpos aquáticos das bacias hidrográficas através do escoamento superficial.LATHROP, R.C.; CARPENTER, S.R.; PANUSKA, J.C.; SORANNO, P.A.; STOW, C.A. Phosphorus loaging reductions needed to control bluen-green algal blooms in Lake Mendota. Toronto, ontario, Canada: National Reseach Council of Canada. Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences. 55 (5): 1169-1178. doi:10.1139/cjfas-55-5-1169. Excesso de carbono e nitrogênio também têm sido alvo de suspeitas como potencial causa de florações em ambientes de água doce. miniaturadaimagem|Floração algal marinha vista através de imagens de satélite (Sentinel-2A) na porção central do mar báltico, em 7 de agosto de 2015.
Florações em ecossistemas marinhos Aspectos gerais O fitoplâncton marinho exerce papel importante nos ciclos tróficos, biogeoquímicos e climáticos do oceano e do planeta como um todo.Armbrust, E.V. The genome of the diatom Thalassiosira pseudonana: ecology, evolution, and metabolism. Science, 306, pp. 79-86, 2004. O crescimento algal é baseado em quatro fatores principais: (1) disponibilidade de nutrientes,Sverdrup, H.U.; Johnson, M.W. ; Fleming, R.H. Phytoplankton in relation to physical-chemical properties of the environment. In: The Oceans their Physics, Chemistry and General Biology. New York: Pratice-Hall, 1942, p. 762-798. intensidade luminosa,Raymont, J.;.G. Plankton and productivity in the oceans. Oxford: Pergarmon Press, 1976. 660 p. predação zooplanctônicaYoder, J. A.; McClain, C.R.; Feldman, G.C. ; Esaias, W. E. Annual cycles of phytoplankton chlorophyll concentration in the global ocean: A satellite view. Global Biogeochemical Cycles, v. 7, n. 1, p. 181-193, 1993. e estratificação da coluna de água.Kennish, M.J. Practical handbook of marine science. Florida: CRC Press, 1990. 710 p.
Distribuição geográfica Baixas latitudes Essas regiões possuem excessiva quantidade de energia luminosa que aquece a coluna de água e forma uma termoclina, separando as água superficiais (pobres em nutrientes) e subsuperficiais (ricas em nutrientes). Assim, a oligotrofia das águas superficiais é o principal fator limitante ao crescimento algal em regiões de baixa latitude. No entanto, florações identificadas no Atlântico tropical sugerem fontes de enriquecimento de nutrientes. Hipóteses científicas para explicação desses fenômenos incluem:Menezes, V.V., 2001. Relação entre processos físicos e a cor do oceano Atlântico tropical. INPE, São Jose dos Campos, São Paulo, p. 177. (1) a mistura das massas de água ocasionada pelo encontro das correntes sul equatorial superficial e subsuperficial;Herbland, A.; Voituriez, B. Hydrological structure analysis for estimating the primary production in the tropical Atlantic ocean. Journal of Marine Research, v. 37, n. 1, p. 87-101, 1979. (2) o processo de ressurgência ocasionado pela divergência equatorial;Minas, M.; Herbland, A.; Ramade, A. La production primaire dans le structures hydrologiques de la divergence équatoriale en saison d’upwelling (campagne CIPREA I). Océanographye Tropicale, v. 18, n. 2, p. 319-329, 1983. (3) a dinâmica da termoclina e os padrões locais de circulação atmosférica;Longhurst, A. Seasonal cooling and blooming in the tropical oceans. Deep-sea Research I, v. 40, n. 11/12, p. 2145-2165, 1993. e (4) a dinâmica interativa entre a nitraclina, a corrente sul equatorial subsuperficial e a propagação de ondas equatoriais.Monger, B.; McClain, C. ; Murtugudde, R. Seasonal phytoplankton dynamics in the estern tropical Atlantic. Journal of Geophysical Research, v. 102, n. C6, p. 12389-1241, 1997.
Altas latitudes Regiões polares possuem restrição de luminosidade durante o inverno, tornando esse fator limitante ao desenvolvimento fitoplanctônico ao longo do ano. Em função dos fortes ventos e das baixas temperaturas na água, as regiões polares não apresentam estratificação na coluna de água, apresentando grande disponibilidade de nutrientes na zona fótica, onde encontra-se o fitoplâncton.Castro, P., Huber, M.E. 2012. Biologia Marinha. McGraw-Hill. 480p. Assim, as florações algais nessas regiões são restritas ao verão quando a intensidade luminosa atinge seu máximo.
Fatores bióticos e abióticos Os principais parâmetros necessários ao desenvolvimento das florações algais estão relacionados na tabela abaixo, na qual simula-se uma situação de condições ótimas para a sua ocorrência. Fatores abióticosFatores bióticosElevação da temperaturaBaixa predaçãoVariação da salinidadeTORGAN, L.C. & GARCIA, M. Ocorrência de Skeletonema subsalsum (A.Cleve)Bethge (Bacillariophyceae) no sul do Brasil e suas implicações taxonômicas e ecológicas. Acta Limnológica Brasiliensis. São Paulo, 3:439-457, il.Baixa competiçãoAlta luminosidadeBaixo parasitismoAlta concentração de nutrientesBaixa lise celular
Fatores abióticos associados a florações algais Temperatura O metabolismo de organismos fitoplanctônicos é diretamente afetado pela temperatura ambiente. No entanto, além do fator taxonômico (diferentes espécies apresentam respostas diversas à variação de temperatura), outras condições limitantes (por exemplo, nutrientes e luminosidade) também interferem no crescimento algal.
Para crescimentos limitados pela luminosidade, temperaturas subótimas apresentam respostas fenotípicas mais brandas do que a quantidade de luz. Já para condições limitadas por nutrientes, o efeito da temperatura é pouco pronunciado.Raven, J.A., Geider, R.J., 1988. Temperature and algal growth. New Phytol. 110, 441–461. Em ambientes hipertróficos, a temperatura e a síntese proteica da alga apresentam crescimento linear positivo, visto que esses organismos requerem menor densidade ribossomal para a produção da mesma quantidade de moléculas.Toseland, A., Daines, S. J., Clark, J. R., Kirkham, Amy, Strauss, J., Uhlig, C., Lenton, T. M., Valentin, K., Pearson, G. A., Moulton, V. and Mock, T. (2013) The impact of temperature on marine phytoplankton resource allocation and metabolism. Nature Climate Change, 3 (11). pp. 979-984. ISSN 1758-678X
Para exemplificar a predominância de certos grupos taxonômicos em detrimento de outros, elevações térmicas acima de 20 ºC produzem estabilização ou redução da taxa de crescimento algal em corpos aquáticos dulcícolas, enquanto cianobactérias apresentam taxas de crescimento maiores. Altas temperaturas promovem alteração na viscosidade da água, tornando-a menos viscosa. Nesse caso, espécies fitoplanctônicas maiores e sem motilidade tendem a afundar, mas cianobactérias conseguem controlar a sua flutuabilidade, o que as confere outra vantagem adaptativa.O’Neil JM, Davis TW, Burford MA, Gobler CJ (2012) The rise of harmful cyanobacteria blooms: the potential roles of eutrophication and climate change. Harmful Algae.14: 313–334.
Salinidade Em ambientes dulcícolas, a salinização da água atua como um dos principais fatores que impulsionam a ocorrência de florações de algumas espécies, como Skeletonema subsalum (Bacillariophyceae) no sul do Brasil. Esse parâmetro tem importante efeito na estruturação de comunidades fitoplanctônicas, uma vez que atua selecionando espécies que possuem adaptações ao estresse causado pela elevada concentração de sais na água, como o dinoflagelado Procentrum minimum.BERLAND, B., GRZEBYK, D., 1991. Prorocentrum minimum. In: Sournia, A., Berlin, C., Berland, B. (Eds.), Programme National Effloresences Algales Marines. CNRS-IFREMER, pp. 101–113
No ambiente marinho a salinidade pode assumir papel duplo, atuando positivamente no sentido de inibir o efeito de biotoxinas derivadas de florações tóxicas e reduzindo produtos benéficos desses fenômenos.WELLS ML, TRAINER VL, SMAYDA TJ, KARLSON BSO, TRICK CW, KUDELA RM, ISHIKAWA A, BERNARD S, WULFF A, ANDERSON DM, COCHLAN WP. Harmful algal blooms and climate change: Learning from the past and present to forecast the future. Harmful Algae. 2015;49:68–93
Luminosidade Microalgas são organismos fototróficos. Desta forma, a luminosidade é um dos fatores cruciais em seus processos metabólicos. Em regiões tropicais, a luminosidade é alta e constante durante todo o ano. No entanto, as águas são pobres em nutrientes, sendo este o principal fator limitante ao desenvolvimento de florações. Em regiões temperadas e polares, a concentração de nutrientes na água é relativamente alta, mas não há luminosidade constante ao longo do ano. Nessas regiões, a luz é considerada o principal fator limitante para o desenvolvimento de florações.
Nutrientes