Comparação da estrutura microbiana em sistemas de aquicultura monotrófica e multitrófica sob a perspectiva da teoria ecológica r/K: uma revisão bibliográfica - Valente, Julia Panula [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp))
A expansão da aquicultura global tem levantado preocupações quanto aos impactos ambientais gerados pelos sistemas tradicionais de monocultivo, caracterizados pela elevada descarga de efluentes ricos em matéria orgânica e nutrientes. Esses sistemas frequentemente resultam em eutrofização, proliferação de bactérias oportunistas e patogênicas, e desequilíbrios microbianos, demandando intervenções tecnológicas dispendiosas para manter a qualidade da água. Como alternativa, a Aquicultura Multitrófica Integrada (IMTA) surge como uma abordagem sustentável, baseada no cultivo simultâneo de organismos de diferentes níveis tróficos, que atuam de forma sinérgica na reciclagem de nutrientes e na mitigação de impactos ambientais. Este trabalho teve como objetivo realizar uma revisão bibliográfica comparativa entre sistemas de monocultivo e Aquicultura Multitrófica Integrada, com foco na estrutura das comunidades bacterianas associadas, analisando-as sob a perspectiva da teoria ecológica r/K. Para isso, foram selecionados e avaliados quatro artigos científicos publicados entre 2022 e 2024, obtidos em bases de dados como Web of Science, ScienceDirect e Google Scholar, utilizando descritores relacionados à aquicultura, comunidades microbianas e estratégias tróficas bacterianas. Os resultados demonstram que os sistemas de monocultivo tendem a favorecer ambientes copiotróficos, com predominância de bactérias r-estrategistas (ex.: Flavobacteriales, Bacteroidales), adaptadas a condições de alta disponibilidade de nutrientes e associadas a instabilidade ecológica e surtos de doenças. Em contrapartida, os sistemas Aquicultura Multitrófica Integrada promovem condições oligotróficas, com maior abundância de bactérias K-estrategistas (ex.: Planctomycetes, Acidobacteria), indicativas de ambientes mais estáveis e eficiência no uso de recursos. Além disso, observou-se maior diversidade microbiana e redução significativa de patógenos como o gênero Vibrio nos sistemas integrados. A análise dos estudos revelou que a composição e a densidade das espécies cultivadas são determinantes para o perfil trófico do sistema, uma vez que organismos com funções complementares (ex.: filtradores, consumidores de detritos) facilitam a ciclagem de nutrientes e reduzem o acúmulo de matéria orgânica. Conclui-se que a Aquicultura Multitrófica Integrada não apenas melhora a diversidade e o equilíbrio das comunidades bacterianas, mas também confere maior resiliência ecológica ao sistema, corroborando a hipótese central deste estudo. Esses resultados reforçam a importância do planejamento adequado de arranjos multitróficos para uma aquicultura mais sustentável e menos impactante.

The global expansion of aquaculture has raised concerns about the environmental impacts generated by traditional monoculture systems, characterized by high discharges of organic matter and nutrient-rich effluents. These systems often lead to eutrophication, proliferation of opportunistic and pathogenic bacteria, and microbial imbalances, requiring costly technological interventions to maintain water quality. As an alternative, Integrated Multi-Trophic Aquaculture (IMTA) emerges as a sustainable approach, based on the simultaneous cultivation of organisms from different trophic levels, which act synergistically in nutrient recycling and environmental impact mitigation. This study aimed to conduct a comparative literature review between monoculture and Integrated Multi-Trophic Aquaculture systems, focusing on the structure of associated bacterial communities, analyzed from the perspective of the r/K ecological theory. For this purpose, four scientific articles published between 2022 and 2024 were selected and evaluated, obtained from databases such as Web of Science, ScienceDirect, and Google Scholar, using descriptors related to aquaculture, microbial communities, and bacterial trophic strategies. The results demonstrate that monoculture systems tend to favor copiotrophic environments, with a predominance of r-strategist bacteria (e.g., Flavobacteriales, Bacteroidales), adapted to conditions of high nutrient availability and associated with ecological instability and disease outbreaks. In contrast, Integrated Multi-Trophic Aquaculture systems promoted oligotrophic conditions, with a greater abundance of K-strategist bacteria (e.g., Planctomycetes, Acidobacteria), indicative of more stable environments and efficient resource use. Additionally, greater microbial diversity was observed (e.g., alpha diversity of 13.8 in Integrated Multi-Trophic Aquaculture vs. 2.4 in monoculture in oysters) and a significant reduction in pathogens such as Vibrio spp. in integrated systems. The analysis of the studies revealed that the composition and density of cultivated species are determining factors for the trophic profile of the system, as organisms with complementary functions (e.g., filter feeders, detritus consumers) facilitate nutrient cycling and reduce the accumulation of organic matter. It is concluded that Integrated Multi-Trophic Aquaculture not only improves the diversity and balance of bacterial communities but also confers greater ecological resilience to the system, corroborating the central hypothesis of this study. These results reinforce the importance of proper planning of multi-trophic arrangements for more sustainable and less impactful aquaculture.
Comparison of Microbial Structure in Monoculture and Multitrophic Aquaculture Systems from the Perspective of the r/K Ecological Theory: A Bibliographic Review
Keywords: Aquicultura; Ecologia; Microbiologia; Revisão