1,721,103 research outputs found
Ecologia reprodutiva do Sargassum muticum (Yendo) Fensholt em Viana do Castelo (Norte de Portugal)
No full textO sucesso das espécies invasoras depende das suas características intrínsecas e das do ecossistema. Estudar estratégias reprodutivas nos estados iniciais de vida é importante na compreensão das adaptações das espécies invasoras. Esta tese pretende descrever e comparar a ecologia reprodutiva da alga Sargassum muticum em dois habitats: poças na zona intermareal média e canal na zona intermareal inferior. O primeiro Capítulo estuda quando ocorre expulsão de gâmetas e assentamento de embriões, revelando que ambos apresentam uma periodicidade semilunar durante as marés vivas. Variações temporais no momento de expulsão dos ovos entre habitats sugerem que a amplitude de maré apresenta um papel importante neste processo. O segundo Capítulo foca diferenças entre habitats no sucesso de recrutamento e de sobrevivência dos micro-recrutas. O recrutamento e a sobrevivência dos micro-recrutas foram superiores nas poças do que no canal e demonstrou-se que a meso-herbivoria é importante na sobrevivência do micro-recrutas, especialmente nas poças. /ABSTRACT - The success of invasive species is dependent on intrinsic characteristics of the species and on ecosystem characteristics. Studies of reproductive strategies in early life history are important to understand adaptations of invasive species. The aim of this thesis is to describe and compare reproductive ecology of the invasive seaweed, Sargassum muticum in two different habitats: mid-intertidal pools and a low-intertidal channel. Chapter one focuses on the timing of egg expulsion and embryo settlement and reveals that both processes had a semilunar periodicity, during spring tides. Temporal variation in the timing of egg expulsion between habitats suggests that tidal amplitude cues play an important role in this process. Chapter two focuses on habitat related differences in recruitment success and micro-recruit survival. Recruitment and micro-recruit survival were higher in the pools than in the channel and showed that meso-herbivory plays an important role on micro-recruit survival, especially in the pools
Macroalgal microbiomes unveil a valuable genetic resource for halogen metabolism
Full text linkBackground: Macroalgae, especially reds (Rhodophyta Division) and browns (Phaeophyta Division), are known for producing various halogenated compounds. Yet, the reasons underlying their production and the fate of these metabolites remain largely unknown. Some theories suggest their potential antimicrobial activity and involvement in interactions between macroalgae and prokaryotes. However, detailed investigations are currently missing on how the genetic information of prokaryotic communities associated with macroalgae may influence the fate of organohalogenated molecules. Results: To address this challenge, we created a specialized dataset containing 161 enzymes, each with a complete enzyme commission number, known to be involved in halogen metabolism. This dataset served as a reference to annotate the corresponding genes encoded in both the metagenomic contigs and 98 metagenome-assembled genomes (MAGs) obtained from the microbiome of 2 red (Sphaerococcus coronopifolius and Asparagopsis taxiformis) and 1 brown (Halopteris scoparia) macroalgae. We detected many dehalogenation-related genes, particularly those with hydrolytic functions, suggesting their potential involvement in the degradation of a wide spectrum of halocarbons and haloaromatic molecules, including anthropogenic compounds. We uncovered an array of degradative gene functions within MAGs, spanning various bacterial orders such as Rhodobacterales, Rhizobiales, Caulobacterales, Geminicoccales, Sphingomonadales, Granulosicoccales, Microtrichales, and Pseudomonadales. Less abundant than degradative functions, we also uncovered genes associated with the biosynthesis of halogenated antimicrobial compounds and metabolites. Conclusion: The functional data provided here contribute to understanding the still largely unexplored role of unknown prokaryotes. These findings support the hypothesis that macroalgae function as holobionts, where the metabolism of halogenated compounds might play a role in symbiogenesis and act as a possible defense mechanism against environmental chemical stressors. Furthermore, bacterial groups, previously never connected with organohalogen metabolism, e.g., Caulobacterales, Geminicoccales, Granulosicoccales, and Microtrichales, functionally characterized through MAGs reconstruction, revealed a biotechnologically relevant gene content, useful in synthetic biology, and bioprospecting applications. Video Abstract
The potential of Ulva diversity in southern Portugal for a sustainable food and feed Industry
Full text linkThe food and feed industry surpass their sustainable boundaries and global food security is one of society's biggest challenges today. Macroalgae of the genus Ulva have been identified as a suitable candidate for cultivation, with various applications within the food and feed industry. This work discusses the sustainability performance of Ulva cultivation and identifies the potential of Ulva species in southern Portugal for their use in the food and feed industry. It was tested, which species are available in different coastal and lagoon habitats and whether species identity or environmental conditions have a stronger effect on the seaweed’s protein content and fatty acid profile, to find out, whether the selection of one Ulva species is favorable over another for cultivation. Ulva species were collected at coastal and lagoon locations in southern Portugal and genetically identified, using the tufA gene sequences. Ulva rigida, Ulva flexuosa, Ulva fasciata, Ulva australis and Ulva compressa were identified as potential cultivation candidates. U. australis has not previously been reported in southern Portugal. Protein content in U. rigida sampled in coastal locations was higher (p < 0.01) compared to lagoon locations, but not different among species within the Ria Formosa (p = 0.363). Fatty acid profiles were not different across locations (p = 0.739). However, U. compressa had a higher PUFA content than U. rigida and U. fasciata within the Ria Formosa (p = 0.0245). Results suggest that U. compressa might be more a more suitable Ulva candidate for PUFA production and that protein content in seaweeds may be more susceptible to environmental conditions. In southern Portugal, Ulva is still an underexploited resource but has the potential to be part of the solution to overcome food security challenges in the future.A indústria de alimentos e rações supera os seus limites sustentáveis e, a segurança alimentar global, é um dos maiores desafios da sociedade hoje. Os sistemas de produção alimentar necessitam de novas soluções e de uma abordagem mais orientada para a sustentabilidade, garantindo produção de alimentos suficiente para as gerações futuras. Neste trabalho, o cultivo de algas é discutido como uma solução para os desafios enfrentados pelo atual sistema de produção alimentar e deverá ser inserido no contexto da sustentabilidade e no debate sobre as mudanças climáticas.
O primeiro capítulo introdutório fornecerá uma visão geral da composição bioquímica de algas marinhas e do uso de biomassa das mesmas na indústria de alimentos para animais, com foco no mercado europeu e no género Ulva. Ulva contém vários compostos benéficos, como aminoácidos essenciais (EAA), fibras alimentares, ácidos gordos polinsaturados (PUFAs), minerais e vitaminas. As altas taxas de crescimento das algas, a distribuição omnipresente, a sua alta capacidade de absorção de nutrientes, a composição da dieta e a tolerância a diferentes condições ambientais tornam estas algas em potenciais candidatas ao cultivo, atraente para a indústria de alimentos e rações. Atualmente, a produção de algas marinhas ocorre principalmente em países asiáticos e na Europa. Portugal não está listado entre os principais países produtores de algas, com pouca tradição de consumo de algas comestíveis (EUMOFA 2017; Soares et al. 2017). Em Portugal continental, a indústria da aquicultura costeira baseia-se principalmente no centro e na costa sul do país e é dominada pela produção de moluscos (50%), dourada, robalo e pregado (Ramalho & Dinis 2011). Diferentes parâmetros de cultivo afetam a taxa de crescimento e a composição química bruta de Ulva, portanto a seleção do ambiente de cultivo afeta o rendimento dos compostos-alvo. A literatura sugere que a composição bioquímica das algas marinhas não depende apenas do ambiente de cultivo, mas que as espécies podem mostrar alguma estabilidade no seu perfil nutricional, mesmo entre ambientes (Angell et al. 2015; Gosh et al. 2012).
O segundo capítulo revelou que o cultivo de algas marinhas se destaca das técnicas atuais de produção de alimentos em termos de desempenho e sustentabilidade. O facto de não haver necessidade de terra arável ou utilização de água doce para produção torna-se cada vez mais relevante, considerando a expectável escassez de água terrestre devido à sobrepopulação e ao aquecimento global. Os benefícios ecológicos do cultivo de algas marinhas são maiores em sistemas de cultivo aberto ou quando combinados com a produção de outras espécies em uma cultura multi-trófica integrada (IMTA), onde as preocupações ambientais associadas à aquacultura podem ser reduzidas. Considerando que, a pesca global está no seu limite sustentável e a produção de alimentos para animais é discutida de forma controversa, Ulva pode então ser considerada uma valiosa fonte de proteínas e PUFAs tonando-se um substituto sustentável da produção agrícola atual.
As condições de cultivo para Ulva podem ser otimizadas para obter rendimentos máximos de compostos-alvo para várias aplicações na indústria alimentar e de rações. O objetivo deste trabalho foca-se na identificação do potencial das espécies de Ulva no sul de Portugal, quer no seu uso na indústria alimentar, quer como um recurso mais sustentável em comparação com a produção alimentar existente atualmente. Para isso, testou-se se diferentes espécies ou condições ambientais têm um efeito mais pronunciado no conteúdo de proteínas e perfil de ácidos gordos nas algas marinhas, para descobrir se a seleção de uma espécie de Ulva é favorável em relação à outra para fins alimentares ou para produção de rações.
Diferentes espécies de Ulva foram recolhidas em locais costeiros e lagunares no sul de Portugal e identificadas geneticamente, usando o gene tufA. Ulva rigida, Ulva flexuosa, Ulva fasciata, Ulva australis e Ulva compressa foram as cinco espécies de Ulva identificadas. U. australis não foi relatada anteriormente na costa sul portuguesa.
As amostras foram analisadas quanto ao seu teor total de proteínas por combustão térmica. A quantidade de proteína total entre as espécies variou de 2.2% a 9.46% do peso seco (DW), com uma média de 4.35% para todas as espécies nos locais de amostragem costeiros e lagunares. Os números estão dentro, mas na extremidade inferior, do que foi relatado para as espécies de Ulva. Observou-se uma quantidade significativamente maior de proteína total em U. rigida amostrada em locais costeiros (p < 0,01) comparativamente aos locais de amostragem em lagoas, embora não existam diferenças significativas de proteína total entre as diferentes espécies da Ria Formosa (p = 0.336), suportando a hipótese de que o ambiente de cultivo tenha um efeito mais forte no perfil nutricional das algas do que na própria espécie.
Os perfis de ácidos gordos foram analisados por cromatografia gasosa - espectrometria de massa. O ácido palmítico (C16:0) foi o ácido gordo mais abundante em todas as espécies de Ulva, variando de 36.8% a 85.29% do total de ácidos gordos. Os ácidos gordos polinsaturados (PUFAs) mais abundantes foram o ácido linoleico (C18: 2n-6) e o ácido α-linoleico (C18:3n-3). Os ácidos gordos saturados (AGS) compuseram a maior proporção de ácidos gordos, seguidos por PUFA e MUFA. No entanto, ao comparar a quantidade de PUFA dentro de U. rigida nos locais de amostragem costeira e de lagoa, a diferença não foi significativa (p = 0.739), enquanto U. compressa apresentou um conteúdo de PUFA significativamente maior que U. rigida e U. fasciata na Ria Formosa (p = 0.0245). Não foram encontradas diferenças significativas entre os perfis de ácidos gordos entre os locais da U. rigida (p = 0.6713) nem entre as espécies da Ria Formosa (p = 0.1064). Os resultados sugerem que U. compressa pode ser a espécie mais adequada para produção de PUFA e que o teor de proteínas nas algas pode ser maioritariamente suscetível às condições ambientais, comparativamente à composição de ácidos gordos.
Neste trabalho, as espécies Ulva U. rigida, U. compressa, U.fasciata e U. flexuosa foram todas identificadas como um recurso promissor para o cultivo, diversificando e suplementando a atual produção alimentar de forma sustentável no sul de Portugal. Principalmente tendo em conta o cultivo em sistemas de aquacultura multi-trófica integrada (IMTA), uma abordagem de cultivo através da qual a produção de algas marinhas se torna mais económica, podendo acrescentar benefícios ambientais à indústria aquícola nesta região de Portugal. Os serviços de ecossistemas fornecidos através do cultivo em sistema aberto podem ajudar a manter ecossistemas saudáveis no sul de Portugal
Exploration of Ulva-holobiont diversity in Portugal: any lesson to learn for cultivation and use?
Full text linkNesta era do Antropoceno, entre desafios relacionados com a sobrepopulação e
alterações climáticas, a necessidade de substituir os métodos tradicionais de exploração
de recursos do nosso planeta por alternativas sustentáveis é cada vez mais urgente. Uma
alternativa promissora para contrapor os efeitos adversos de práticas convencionais de
agricultura é a aquacultura de macroalgas. Além do seu papel crucial como produtoras
primárias, criadoras de habitat e biorremediadoras, as macroalgas podem ajudar com a
sequestração de carbono. Estas representam também uma fonte sustentável e valiosa do
ponto de vista comercial enquanto alimento para humanos ou para animais, e podem ser
aplicadas a outras áreas como higiene pessoal, medicação, e produção de biocombustíveis.
Até ao momento têm sido sobretudo países asiáticos a utilizar uma grande variedade
de macroalgas, enquanto que na Europa a potencial diversidade que pode ser utilizada
para cultivo ainda não foi devidamente explorada.
O género de algas verdes Ulva é particularmente interessante para a indústria alimentar
devido ao seu elevado valor nutricional. Adicionalmente, tem sido alvo de uma crescente
atenção científica devido à sua recente aplicação enquanto modelo para o estudo de
interações entre macroalgas e bactérias. Comunidades bacterianas associadas a macroalgas
(microbiomas) têm sido reconhecidas por influenciar processos metabólicos essenciais
entre o sistema alga-bactéria (holobionte). Certos tipos de bactérias providenciam
ao hospedeiro vitaminas e fito-hormonas para crescimento e morfogénese, enquanto outros
aparentam facilitar a adaptação a stressores ambientais. Contudo, a questão de como
é determinada a composição do microbioma continua a ser um debate controverso e existem
diferentes teorias para explicar este fenómeno. A teoria da lotaria baseia a composição
do microbioma em processos estocásticos, a especificidade ao hospedeiro propõe
que a espécie hospedeira determina que bactérias são “recrutadas”, enquanto a especificidade
funcional ao hospedeiro indica que as bactérias se juntam de acordo com as suas
funções e não à sua taxonomia. Finalmente, fatores ambientais também mostraram ser
importantes na composição do microbioma. Embora todos os fatores indicados
mostrarem ter importância, pouco se sabe sobre o fator principal que determina a composição
de microbioma no género Ulva.
Assim, neste estudo, diferentes espécies de Ulva foram recolhidas ao longo da costa
sul e sudoeste de Portugal em diferentes ambientes e identificadas através do gene de
alongamento do cloroplasto (tufA), e os seus microbiomas associados foram analisados
através da determinação do perfil do gene de ARNr 16S. Numa etapa mais avançada, os dados filogenéticos foram combinados com os dados metagenómicos para avaliar o nível
de especificidade ao hospedeiro e/ou região. Foi dada atenção especial a abundâncias de
grupos particulares de bactérias: taxa produtores de vitamina B12 (benéficos) e “ambivalentes”
(potencialmente prejudiciais). Em conclusão, estes aspectos foram analisados de
forma a perceber que lições podem ser tiradas para o cultivo futuro e uso de diferentes
holobiontes Ulva.
Seis espécies diferentes do género Ulva foram identificadas com sucesso com o
uso do gene marcador tufA: U. rigida, U. compressa, U. californica/flexuosa, U. australis,
Ulva sp.1, Ulva sp.2. A espécie não-indígena U. australis foi registada pela primeira
vez em Portugal, assim como duas novas entidades. A suposição que U. californica e U.
flexuosa formam um complexo (i.e. U. californica/flexuosa) foi verificada, e a distinção
genética da U. rigida relativamente às suas parentes U. laetevirens e U. lacutca foi desenvolvida.
Os microbiomas examinados neste estudo diferenciaram-se na sua composição
e diversidade entre espécies Ulva e foram dominados maioritariamente pelas ordens Flavobactérias,
Rhodobactérias, Caulobactérias, e Pirellulales. A última destas, já identificada
como detentora de um conjunto de genes relacionados com resposta a stresses ambientais
(i.e. Rhodopirellula), foi especialmente característica da U. compressa. Foi identificada
especificidade ao hospedeiro clara e notável para U. rigida e U. compressa, respectivamente,
com sinais de especificidade secundária à região a um nível intrahospedeiro,
predominantemente para U. compressa. A possibilidade de determinar a
composição do microbioma com base unicamente em processos estocásticos (lotaria) ou
apenas em fatores ambientais pôde ser descartada. A única excepção foi o microbioma de
U. californica/flexuosa de uma bacia artificial onde as condições ambientais distintivas
aparentam ter tido um elevado impacto na composição e levaram a uma elevada abundância
de bactérias benéficas (Flavobacteriales).
Seguindo o raciocínio acima utilizado, as espécies U. compressa, U. rigida e U.
californica/flexuosa foram propostas para ser de interesse especial para uso comercial.
Com base numa elevada quantidade de Rhodopirellula e uma boa representação de Dinoroseobacter,
U. compressa é assim recomendada para ser cultivada para consumo humano,
conforme sugerido por estudos prévios. Devido à sua especificidade ao hospedeiro,
a U. rigida poderá ser uma candidata apropriada para usos industriais para fornecer uma
quantidade estável de compostos provenientes de bactérias específicas. A U. californica/
flexuosa poderá ser uma candidata adequada para a produção de vitamina B12 devido
à possibilidade da sua capacidade de elevar a quantidade de Flavobactérias sob certas condições ambientais. No seu todo, estas descobertas têm importantes implicações pois a
especificidade ao hospedeiro permite o uso de microbiomas como uma ferramenta de
delimitação de espécies, traceamento de espécies não-indígenas (e. g. U. australis) e usos industriais para obter compostos específicos derivados de bactérias em Ulva cultivada.In the context of the ever-growing interest in seaweed aquaculture as sustainable
alternative to traditional farming practices, here, the potential of the green seaweed genus
Ulva for cultivation and use was assessed. Ulva is particularly interesting for science and
industry owing to its high nutritional value, variety of applications, and use as model
organism to study seaweed-bacterial interactions. Seaweed associated bacterial communities
(microbiomes) have been recognized to influence essential metabolic processes
within the alga-bacteria system (holobiont). How the microbiome composition is determined
remains a controversial debate and different theories exist to explain the process
(i.e. lottery, host-specificity, "functional host-specificity", and environmental factors).
Hence, this study aimed to assess the importance of the host and/or region for the determination
of the microbiome by means of combining phylogenetic data based on DNA
barcoding of the chloroplast elongation factor (tufA) gene of various species of Ulva from
Portugal with metagenomic data of their respective microbiomes, analysed via 16S rRNA
gene profiling. Special attention was paid to particular bacterial groups, vitamin B12 producers
(beneficial) and "the ambivalent" (potentially harmful). The different aspects were
viewed under the collective question of what lessons could be learned for future cultivation
and use of these holobionts. Six different Ulva species (U. rigida, U. compressa, U.
californica/flexuosa, U. australis, Ulva sp.1, Ulva sp.2) were identified, among them the
non-indigenous species (NIS) U. australis, recorded for the first time in Portugal, and two
potentially new entities. Host-specificity emerged as primary factor in at least two species
with signs of secondary region-specificity on a within-host level, whereas a determination
purely based on lottery or environmental factors could be ruled out. Additionally, microbiomes
were unobtrusive in the abundance of the ambivalent bacteria and diverse in common
vitamin B12 producers, suggesting Ulva once more suitable for consumption. Altogether,
these findings have important implications for using the microbiome as additional
species-delimitation tool, tracing of NIS and industrial strategies to increase specific bacterial-derived target compounds in farmed Ulva
Coral reef monitoring : Using structure from motion photogrammetry to evaluate reef complexity, coral cover and coral diversity at D'Arros Island and Saint Joseph atoll in Seychelles
No full textApesar de ocuparem menos de 0,2% da superfície oceânica mundial, os recifes de coral são o lar de mais de 25% das espécies marinhas. Representam um ecossistema crucial, servindo como habitat, refúgio e fonte de alimento para uma vasta gama de organismos marinhos. Contudo, os recifes de coral estão sob ameaça crescente a uma escala global, agravada pelo branqueamento dos corais, frequentemente associado às atividades humanas. Esta situação é alarmante, dada a importância dos corais na defesa contra a erosão costeira, na sustentabilidade económica de milhões de pessoas, onde se inclui o turismo e a pesca e na contribuição para os ciclos globais de carbono e azoto. Nos últimos 30 anos, as ameaças resultaram numa diminuição notável na cobertura de coral, na diversidade de espécies e na complexidade estrutural dos recifes. Embora não tenha sido claramente estabelecida uma relação direta entre estes três parâmetros, são necessários mais estudos de investigação. A monitorização contínua e aprofundada dos corais é, portanto, essencial para desenvolver conhecimento e identificar soluções eficazes para a sua conservação.
O campo da monitorização de recifes de coral tem avançado de forma significativa. Desde técnicas tradicionais como o transecto de interceção de linha ou a técnica de quadratura, para métodos mais inovadores como a fotogrametria Structure from Motion (SfM). A fotogrametria Sfm envolve a modelação 3D dos recifes de coral, permitindo a análise de muitos parâmetros à distância. Esta técnica, que surgiu há cerca de dez anos, ainda se encontra num processo evolutivo e parece promissora. A SfM desempenha assim, um papel importante nos programas de monitorização, uma vez que o método pode ser repetido em qualquer intervalo de tempo para monitorizar as alterações ambientais.
Este estudo tem como objetivo avaliar a complexidade dos recifes, a cobertura de corais, a diversidade e a forma como interagem, utilizando a fotogrametria Sfm na Ilha D'Arros e no Atol de Saint Joseph nas Seychelles.
Explora-se a hipótese de que existem variações na cobertura bentónica, na diversidade de corais e na complexidade estrutural dos recifes, influenciadas pela diversidade dos parâmetros ambientais. A cobertura de corais e a diversidade de corais estão correlacionadas com a complexidade do recife. A técnica de fotogrametria Sfm fornece dados eficientes e precisos.
Utilizam-se amostras recolhidas aleatoriamente em locais de pesquisa pré-determinados, selecionados com base no tipo de habitat e orientação geográfica.
O protocolo de investigação abrange seis zonas distintas à volta das ilhas, três à volta de D'Arros e três à volta de São José, cada uma caracterizada por parâmetros ambientais variáveis. As zonas C e D estão viradas para sul, com condições de ondulação e correntes sólidas, tal como a zona E. As zonas A, F e B estão viradas para norte com mares mais calmos. A zona F é mais profunda do que as outras zonas. Estabeleceram-se cinco transectos de 100 m² (10x10 metros quadrados) dentro destas zonas, para a monotorização em profundidades pouco profundas com variações entre 5 e 12 metros, através de mergulho. A aquisição de dados, envolveu a utilização de uma configuração de câmara dupla, com o objetivo de atingir a melhor sobreposição possível e alargar o campo de visão com fotografias diferentes da mesma área. Foram tiradas fotografias automaticamente a cada segundo, para obter uma sobreposição substancial entre as imagens, tanto para a frente (>80%) como para o lado (>60%). Foram produzidas entre 400 e 800 fotografias durante o decorrer dos protocolos, dependendo do transecto. Foram utilizados vários programas: O Agisoft Metashape, para construir o modelo 3D, o Coral Point Count com extensões Excel para avaliar a cobertura e a diversidade dos corais, e o Gwyddion para analisar a complexidade dos recifes. O Primer e o Excel foram utilizados para as estatísticas.
Através de um teste de pares, executou-se PERMANOVAs no Primer 7 para cada variável, a fim de determinar diferenças significativas entre zonas e transectos.
Para complementar às PERMANOVAs, efectuou-se PERMDISPs deviation from centroid para comparação de pares para entender-se as diferenças de dispersão entre zonas e um teste de Kruskall Wallis com Mann Whitney de pares para a complexidade do recife.
Os resultados obtidos revelam diferenças significativas entre as zonas e dentro dos transectos de cada zona para as três variáveis. De forma notável, as diferenças inter-zonas foram mais pronunciadas do que as variações intra-zonas, particularmente em algumas zonas que variam entre as variáveis. Curiosamente, não foi identificada qualquer correlação significativa entre a cobertura de corais, a diversidade e a complexidade dos recifes, com coeficientes de correlação próximos de zero. 0,07 entre a cobertura de corais e a diversidade, -0,03 entre a cobertura de corais e a complexidade dos recifes e 0,05 entre a complexidade dos recifes e a diversidade.
As diferenças observadas na complexidade dos recifes são complexas e parecem resultar de uma vasta gama de parâmetros abióticos e biológicos. Os resultados adquiridos ressaltam a necessidade de estudos anuais contínuos para acompanhar a evolução e dinâmicas dos recifes. Além disso, a aplicação de soluções de software alternativas, como o Taglab apoiados pela Inteligência Artificial, podem oferecer insights mais profundos para a construção de soluções e avaliar a complexidade do recife.Despite covering less than 0.2% of the world's oceans, coral reefs harbour over 25% of marine species. They are vital in offering countless marine organisms habitats, nursery grounds, and sustenance. Unfortunately, coral reefs worldwide face escalating threats, with coral bleaching linked to human activities. These threats have resulted in the loss of coral cover, species diversity, and reef complexity, although no direct link has been clearly established between these 3 parameters. Thus, continuous coral monitoring is imperative, offering insights and solutions for conservation.
The field of coral reef monitoring has evolved significantly, leveraging advanced technologies like Structure from Motion (SfM) photogrammetry. This study aims to assess reef complexity, coral cover, and diversity and how they interact using the SfM photogrammetry at D'Arros Island and Saint Joseph Atoll in Seychelles.
The research protocol encompasses six distinct zones around the islands, three around D'Arros and three around Saint Joseph, each characterized by varying environmental parameters. We established five 100 m² transects within these zones, monitoring shallow depths ranging from 5 to 12 meters through scuba diving. Our data acquisition involved using a dual-camera setup, with subsequent data processing employing multiple software tools. Agisoft Metashape was employed to construct 3D models, for coral cover and diversity assessments, and Gwyddion for analyzing reef complexity.
Our findings reveal significant differences among the zones and within transects of each zone for all three variables. Notably, inter-zone differences were more pronounced than intra-zone variations, particularly in some zones. Intriguingly, our analysis did not identify any significant correlation between coral cover, diversity, and reef complexity, with correlation coefficients near zero.
This research underscores the importance of annual studies to track reef evolution. Additionally, exploring alternative software solutions, such as the AI-powered Taglab, may offer enhanced capabilities for assessing reef complexity
Thermotolerance experiments and transplantation procedures of four gorgonian species from the south coast of Portugal, Algarve
Full text linkGorgónias são organismos coloniais da classe Anthozoa, subclasse Octocorallia
e ordem Alcyonacea, caracterizados pelo seu lento crescimento, pela sua longevidade e
por possuírem um esqueleto interno como suporte. Os seus pólipos são geralmente
pequenos, uniformes e simples, e conhecidos por possuírem oito tentáculos
monomórficos que é um aspeto característico destes organismos. Estes encontram-se
unidos por um tecido designado de cenênquima, que consiste numa camada de
mesogeleia constituída por cálices e espículas. A sua distribuição pode ser aleatória,
uniforme ou bilateral que varia consoante a espécie. As gorgónias são um grupo de
organismos cnidários bênticos, mundialmente conhecidos pela sua importância para os
fundos marinhos e para as comunidades bênticas. A sua estrutura tridimensional possui
a capacidade de alterar o habitat físico que as rodeia, interferindo com a velocidade das
correntes e processos de sedimentação. Deste modo, são frequentemente abundantes em
locais de baixo relevo e de substrato compacto (duro) com fluxo de água relativamente
abundante. Estas podem ser simbióticas, ou seja, apresentam simbiose com
zooxanthellae (dinoflagelados do género Symbiodiunium) ou no caso contrário,
assimbióticas, sendo que a maioria das espécies do Mediterrâneo é assimbiótica. Em
Portugal continental, existem oito espécies conhecidas pertencentes a quatro géneros,
nomeadamente (Eunicella (4 espécies), Ellisella (1 espécie), Leptogorgia (2 espécies),
Paramuricea (1 espécie), encontradas a profundidades entre cinco e mais de cem
metros.
Comparando com as espécies do Mediterrâneo, as espécies de gorgónias da
costa Sul de Portugal, ainda estão pouco estudadas. Atualmente, as comunidades de
gorgónias encontram-se vulneráveis a impactos naturais e de índole humana e
encontram-se pouco protegidas. O aquecimento global, a acidificação dos oceanos e o
aumento da temperatura dos oceanos são dos principais impactos naturais que afetam as
comunidades de gorgónias a nível mundial. Por outro lado, relativamente aos impactos
antropogénicos, estes podem ter origem na poluição, pesca excessiva ou pesca de
arrasto e mergulho recreativo, por exemplo. Como consequência, verifica-se um
declínio de comunidades de corais a nível mundial, culminando com perda de
biodiversidade, perda de estrutura dos recifes, função e crescimento. Durante as últimas
duas décadas, têm-se verificado danos nas populações costeiras de gorgónias ao largo
da costa de Portugal continental. Consequentemente este estudo aborda experiências de termotolerância face aos impactos naturais acima referidos bem como medidas de
restauração das comunidades de gorgónias da costa Sul de Portugal continental,
nomeadamente através da transplantação de gorgónias para efeitos de repopulação.
Deste modo, foi efetuado um estudo de longa exposição com quatro espécies de
gorgónias (Eunicella verrucosa, Eunicella labiata, Leptogorgia sarmentosa and
Paramuricea clavata) capturadas a baixas profundidades (12-16 m) no Porto da
Baleeira em Sagres, Sul de Portugal, com o objetivo de compreender a resposta
fisiológica das gorgónias ao aumento da temperatura dos oceanos. Foram realizadas
experiências de termotolerância em aquários, onde as amostras foram sujeitas a quatro
regimes de temperatura, nomeadamente, 18ºC (controlo), 22ºC, 24ºC e temperatura
ambiente da Ria Formosa ao longo de 134 dias. Foram quantificadas três variáveis:
atividade dos pólipos, necrose dos tecidos e crescimento dos fragmentos. Com base em
estudos anteriores e semelhantes com espécies de gorgónias temperadas, estabelecemos
as seguintes hipóteses: (1) Como a temperatura e o metabolismo estão relacionados,
previmos que elevadas temperaturas terão um impacto negativo, resultando no
decréscimo da atividade dos pólipos e um aumento de necrose dos tecidos a elevadas
temperaturas; (2) As taxas de crescimento serão mais elevadas nos tratamentos de mais
baixas temperaturas (18ºC) e menos elevadas nos tratamentos de temperaturas mais
elevadas, e (3) as respostas à temperatura diferem entre espécies. Tentámos ainda
responder a outras questões relacionadas com a resposta fisiológica dos fragmentos em
estudo ao aumento da temperatura. Os resultados demonstraram que a atividade dos
pólipos era dependente da temperatura e diferia consoante a espécie, demonstrando
maior atividade ao tratamento de temperatura ambiente da Ria Formosa para a espécie
Paramuricea clavata. Também se verificaram diferenças interespecíficas com o
aumento da temperatura. Relativamente ao grau de necrose, a espécie mais afetada foi a
Leptogorgia sarmentosa com cerca de 21% de necrose. Considerando o crescimento
dos fragmentos, este não foi afetado pela temperatura e não diferiu entre espécies.
Como consequência, verificou-se que amostras provenientes de baixas profundidades
apresentam maior termotolerância a elevadas temperaturas e menor grau de stress. Este
trabalho teve ainda como objetivo testar métodos de restauração de gorgónias, pois
devido à sua relativamente recente aplicação, as práticas de restauração ainda
necessitam de ser melhoradas de modo a obter resultados eficientes e positivos. Apesar
das ameaças conhecidas, praticamente ainda não tinham sido aplicadas medidas de
restauração às populações de gorgónias em Portugal. Deste modo, foram testados procedimentos de transplantação de gorgónias no Parque Marinho Professor Luiz
Saldanha, no Parque Natural da Arrábida, Setúbal. Os fragmentos utilizados foram os
mesmos utilizados nas experiências de termotolerância, acima referidos. O objetivo
global da transplantação consiste na repopulação de zonas degradadas do Parque
Marinho Professor Luiz Saldanha mas neste trabalho apenas se pretendeu testar a
técnica de transplantação denominada “Raw technique”, que consiste em colar o
fragmento diretamente ao substrato. Deste modo, sessenta e sete fragmentos saudáveis
de gorgónias foram transplantados (14 Paramuricea clavata, 13 Leptogorgia
sarmentosa, 21 Eunicella verrucosa and 19 Eunicella labiata) numa nova localização
no Parque Marinho Professor Luis Saldanha. Com base em estudos anteriores e
semelhantes formulámos a seguinte hipótese: com a técnica de transplante escolhida,
espera-se observar sobrevivência e crescimento dos fragmentos nas novas condições do
local de transplante. Os resultados demonstraram o sucesso do método de transplante,
pois as colónias que permaneceram agarradas ao substrato sobreviveram saudáveis por
4 meses. Houve o desaparecimento de algumas colónias devido a eventos naturais, que
não refletem falha de sobrevivência ou de condição fisiológica mas apenas
descolamento do substrato. Não foi possível quantificar crescimento dos fragmentos
devido a este ser lento para registar nos primeiros meses e devido a eventos naturais
que resultaram no desaparecimento total dos fragmentos no ano seguinte por
competição com macroalgas que recrutaram massivamente na zona de estudo.Currently, coral communities are exposed to both environmental and human pressures
and are poorly protected. The major natural events responsible for negatively impact the
coral assemblages are global climate change, ocean acidification and rising sea surface
temperatures. Gorgonians are colonial organisms which have slow growth, long life
span, and the structural support of a skeleton. This group of benthic cnidarians is
recognized worldwide by its ecological role for marine rocky bottoms and benthic
assemblages. During the last two decades, there has been an increased awareness of
damages induced on coastal gorgonian populations along the Portuguese continental
coastline. To understand the physiological response to increasing seawater temperature,
a long-time exposure study was conducted with four gorgonian species (Eunicella
verrucosa, Eunicella labiata, Leptogorgia sarmentosa and Paramuricea clavata)
collected from shallow depths (12-16 m) at Sagres on the South Coast of Portugal.
Thermotolerance experiments were carried out in aquaria where samples were subjected
to four temperature regimes for a duration of 134 days. The results showed that polyp
activity was temperature dependent and differed among species, with higher activity at
ambient seawater temperatures for P. clavata. Interspecific differences in polyp activity
increased with increasing temperature. L. sarmentosa was the species with higher
percentage (21%) of necrosis. Fragment growth was not affected by temperature and did
not differ among species. The response variable results indicate that samples from
shallow depths had greater thermotolerance of elevated seawater temperatures and less
stress. After the thermotolerance experiments, transplantation procedures were carried
out in Marine Park Luiz Saldanha (MPLS) with the aim to repopulate the area and to
test the “Raw technique” of transplantation from Linares et al., (2008). Sixty-seven
healthy fragments of gorgonians were transplanted on a new location site in MPLS. The
results showed high success of transplantation in the initial four months, although some
colonies got dislodged. However, after one year no colonies were left on the site due to
a novel recruitment of a canopy of seaweeds that outcompeted the slow growing
gorgonians
Canopy - forming macroalgae distribution, ecological status and threats in the iberian Peninsula and Islands
No full textCoastal marine ecosystems are crucial habitats worldwide, rivalling terrestrial forests in providing diverse organisms and essential ecosystem services. These underwater marine forests face a critical threat from human activities and climate change, leading to their decline. Canopy-forming macroalgae, particularly prevalent on temperate rocky coasts, function as ecological engineers, sustaining a plethora of organisms and contributing to CO2 sequestration, nutrient cycling, and coastal protection. This study focuses on the Iberian Peninsula, strategically located amidst the Atlantic Ocean, Mediterranean Sea, and Cantabrian Sea, creating a biodiversity hotspot with unique oceanographic conditions influencing brown canopy-forming algae distributions.
The aim is to capitalize on available published information and provide an overarching perspective on the ecological status and stress factors affecting canopy-forming macroalgae of the Fucales, Laminariales, and Tilopteridales orders along the coasts of the Iberian Peninsula, encompassing the Balearic and Canary Islands. Additionally, we have provided an updated and quantitative map of canopy-forming macroalgae distribution to assess their ecological status, analyse and identify potential threats and their consequences. This is in pursuit of promoting further research, advocating for environmental protection, and prioritising local conservation efforts.
Our meticulous analysis of the most recent data reveals preliminary results about trends and disparities in research endeavors. While the Mediterranean and Atlantic coasts receive considerable attention, other areas remain inadequately studied. Ecological state records, primarily categorized as positive, display a nuanced trend, with a notable inclination towards a moderate to poor rating and a paucity of data, emphasizing the urgent need for comprehensive ecosystem health improvement. The primary stress factors contributing to population decline differ by geographic region. Water quality issues are confined to specific regions like the Mediterranean and Balearic Islands, whereas habitat destruction and global warming extend along the coasts of the Iberian Peninsula. Herbivory prevails along both the Atlantic and Mediterranean coast. This suggest a regionalization of the impacts or a limited bias in the investigation. This compilation of information highlights the critical importance of preserving canopy-forming species and the ecosystems they create. To ensure the effective management of kelp and fucoid forests, it is imperative to undertake targeted actions tailored to the unique characteristics of each region and the specific threats they face. Additionally, addressing knowledge gaps and rectifying research imbalances is crucial in order to prevent the decline of biodiversity and the depletion of essential ecosystem services. The spatial distribution of the data obtained is invaluable in helping stakeholders and managers make informed decisions.Os ecossistemas costeiros marinhos são habitats excecionais que sustentam uma diversidade de organismos em todo o mundo, oferecendo uma variedade de bens e serviços ecossistêmicos. semelhantes aos fornecidos pelas florestas terrestres e mantendo simultaneamente a biodiversidade e a produtividade. No entanto, os efeitos combinados das atividades humanas e das alterações climáticas têm tido um impacto negativo nas florestas marinhas subaquáticas, levando à sua diminuição e perda, com provável impacto na diversidade de fauna associada e nas interações tróficas.
As macroalgas formadoras de dosséis, particularmente dominantes nas costas rochosas temperadas, desempenham papéis cruciais como engenheiras ecossistêmicas., oferecendo alimentos, abrigo e zonas de reprodução a várias espécies, ao mesmo tempo que contribuem para a sequestração de CO2, ciclo de nutrientes e proteção costeira. Estas algas também atuam como indicadores sensíveis da saúde dos ecossistemas costeiros.
Este estudo concentra-se na Península Ibérica, localizada estrategicamente entre o Oceano Atlântico, o Mar Mediterrâneo e o Mar Cantábrico e o Mar de Alborão, criando um ponto quente de biodiversidade. As condições oceanográficas, como temperatura, influxo de nutrientes e salinidade, afetam substancialmente a distribuição de macroalgas formadoras de dossel, como Laminariales, Tilopteridales e Fucales. O estudo faz distinção entre kelps e fucoides, destacando suas diferenças biológicas, especialmente em relação ao potencial de dispersão, o que afeta significativamente a dinâmica de recuperação das populações.
Apesar da sua importância ecológica, as algas de dosséis enfrentaram graves declínios e desaparecimentos devido a fatores de stress antropogénicos, como urbanização, poluição, fragmentação de habitats e aumento da temperatura do mar. Mudanças nas espécies em resposta ao aquecimento têm perturbado os equilíbrios ecológicos ao longo da costa atlântica da Península Ibérica e em águas do Mediterrâneo. Consequentemente, a perda de algas fucoódeas formadoras de dosséis tem permitido a invasão de habitats menos complexos por espécies não nativas, com implicações ecológicas, sociais e económicas de longo alcance. Preservar espécies formadoras de habitats é crucial, exigindo estratégias eficazes de gestão ambiental que considerem fatores ambientais e interações intraespecíficas. A primeira etapa na preservação ecológica envolve a utilização de informações para orientar a tomada de decisões, incluindo a compreensão da distribuição temporal das espécies, a avaliação da saúde das populações e a identificação de fatores de stress.
Uma revisão sistemática da literatura foi realizada, coletando dados de 67 artigos e extraindo 1166 pontos de dados. Foram obtidas informações sobre o título, o autor, as coordenadas dos pontos de amostragem, as espécies, o estado ecológico e as ameaças. Ao examinar a cronologia de publicação dos artigos analisados, observou-se um aumento gradual, sendo ligeiramente superior nos anos mais recentes. A identificação de espécies de macroalgas formadoras de dossel não se distribuiu uniformemente nos artigos analisados, revelando uma notável disparidade em sua presença e frequência.
Nos artigos revisados, foram identificadas 18 espécies pertencentes ao grupo Cystoseira sensu lato, representando aproximadamente 50% dos dados. Entre elas, Cystoseira compressa, Ericaria selaginoides e Gongolaria baccata se destacaram como as espécies mais frequentemente identificadas. No entanto, Laminaria ochroleuca, pertencente à ordem Laminariales, resultou ser a espécie mais frequentemente identificada em várias publicações, seguida de Sacchorhiza polyschides, que foi identificada em 14 e 12 publicações, respetivamente. Relativamente à dinâmica da abundância das populações de algas formadoras de copas, observam-se tendências contrastantes em diferentes regiões.
No norte da Península Ibérica, abrangendo o Mar Cantábrico, foi documentado um declínio significativo das populações de macroalgas formadoras de dossel. Por outro lado, quando nos voltamos para as regiões costeiras do Mediterrâneo, surge um padrão diferente. Aqui, as populações de macroalgas formadoras de dossel parecem mostrar uma relativa estabilidade ao longo do tempo.
Nos registros de estado ecológico, os pontos foram classificados como "bom", "moderado" ou "pobre", e muitas regiões mostraram uma predominância de dados insuficientes, mais concretamente, o norte da Península Ibérica é o Mar de Alborão. Os resultados na maioria das regiões, embora predominantemente categorizados como positivos, mostram uma tendência matizada, com uma notável inclinação para uma classificação de moderada a pobre, e há poucos dados disponíveis, o que destaca a urgente necessidade de melhorar a saúde dos ecossistemas.
Os principais fatores de estresse que provocam o declínio das populações variam de acordo com a região geográfica. Os problemas de qualidade da água estão circunscritos a regiões específicas, como o Mar Mediterrâneo e as Ilhas Baleares, enquanto a destruição do habitat se estende ao longo das costas da Península Ibérica. O aquecimento global mostra impactos variados, com uma tendência de temperaturas marinhas mais altas ao longo de toda a península, mas com especial atenção no noroeste peninsular. A herbivoria, impulsionada principalmente por ouriços-do-mar, espáridos e peixes herbívoros, prevalece ao longo das costas atlânticas e mediterrâneas. No que respeita às causas naturais, elas não apresentaram uma zonagem evidente, distribuindo-se ao longo da costa noroeste atlântica e sobrepõem-se frequentemente aos pontos críticos do aquecimento global, em especial na região noroeste de Espanha. Finalmente, observou-se uma aparente zonagem para as populações que não sofriam nenhuma ameaça, limitando-se à região das Ilhas Baleares.
Este estudo tem como objetivo fornecer um mapa quantitativo atualizado e abrangente da distribuição das macroalgas formadoras de dossel, avaliar o estado ecológico, analisar e identificar as possíveis causas da situação observada e suas consequências em escala ibérica. O principal objetivo deste estudo é capitalizar as informações publicadas disponíveis sobre o estado ecológico e os fatores de estresse que afetam as macroalgas formadoras de dossel das ordens Fucales, Laminariales e Tilopteridales ao longo das costas da Península Ibérica, incluindo as Ilhas Baleares e Canárias, a fim de oferecer uma visão geral das regiões que sofrem maiores impactos e quais carecem de informações relevantes. Isso visa promover novas pesquisas, instigar a proteção do meio ambiente e priorizar os esforços de conservação.
Esta compilação de informações destaca a importância crítica de preservar espécies formadoras de dossel e os ecossistemas que elas criam. Para garantir a gestão eficaz das florestas de algas castanhas e fucoides, é imperativo empreender ações direcionadas adaptadas às características únicas de cada região e às ameaças específicas que enfrentam. Além disso, abordar lacunas de conhecimento e corrigir desequilíbrios na pesquisa é crucial para evitar a redução da biodiversidade e o esgotamento dos serviços ecossistêmicos essenciais. A distribuição espacial dos dados obtidos é inestimável para ajudar partes interessadas e gestores a tomar decisões informadas.I would also like to extend my thanks to the entire Marine Forest group, who have tirelessly contributed to make this study possible
Habitat continuity and stepping-stone oceanographic distances explain population genetic connectivity of the brown alga Cystoseira amentacea
Full text linkEffective predictive and management approaches for species occurring in a metapopulation structure require good understanding of interpopulation connectivity. In this study, we ask whether population genetic structure of marine species with fragmented distributions can be predicted by stepping-stone oceanographic transport and habitat continuity, using as model an ecosystem-structuring brown alga, Cystoseira amentacea var. stricta. To answer this question, we analysed the genetic structure and estimated the connectivity of populations along discontinuous rocky habitat patches in southern Italy, using microsatellite markers at multiple scales. In addition, we modelled the effect of rocky habitat continuity and ocean circulation on gene flow by simulating Lagrangian particle dispersal based on ocean surface currents allowing multigenerational stepping-stone dynamics. Populations were highly differentiated, at scales from few metres up to thousands of kilometres. The best possible model fit to explain the genetic results combined current direction, rocky habitat extension and distance along the coast among rocky sites. We conclude that a combination of variable suitable habitat and oceanographic transport is a useful predictor of genetic structure. This relationship provides insight into the mechanisms of dispersal and the role of life-history traits. Our results highlight the importance of spatially explicit modelling of stepping-stone dynamics and oceanographic directional transport coupled with habitat suitability, to better describe and predict marine population structure and differentiation. This study also suggests the appropriate spatial scales for the conservation, restoration and management of species that are increasingly affected by habitat modifications.MARES Grant (Doctoral Programme in Marine Ecosystem Health and Conservation) [EU-512002-1-2010-1-BE-EMJD]; Ghent University [FPA 2011-0016]; FCT (Portugal); project TETRIS; [SFRH/BPD/63703/2009]; [SFRH/BPD/107878/2015]; [SFRH/BPD/111003/2015]info:eu-repo/semantics/publishedVersio
Predicted extinction of unique genetic diversity in marine forests of Cystoseira spp
No full textClimate change is inducing shifts in species ranges across the globe. These can affect the genetic pools of species, including loss of genetic variability and evolutionary potential. In particular, geographically enclosed ecosystems, like the Mediterranean Sea, have a higher risk of suffering species loss and genetic erosion due to barriers to further range shifts and to dispersal. In this study, we address these questions for three habitat-forming seaweed species, Cystoseira tamariscifolia, C. amentacea and C. compressa, throughout their entire ranges in the Atlantic and Mediterranean regions. We aim to 1) describe their population genetic structure and diversity, 2) model the present and predict the future distribution and 3) assess the consequences of predicted future range shifts for their population genetic structure, according to two contrasting future climate change scenarios. A net loss of suitable areas was predicted in both climatic scenarios across the range of distribution of the three species. This loss was particularly severe for C. amentacea in the Mediterranean Sea (less 90% in the most extreme climatic scenario), suggesting that the species could become potentially at extinction risk. For all species, genetic data showed very differentiated populations, indicating low inter-population connectivity, and high and distinct genetic diversity in areas that were predicted to become lost, causing erosion of unique evolutionary lineages. Our results indicated that the Mediterranean Sea is the most threatened region, where future suitable Cystoseira habitats will become more limited. This is likely to have wider ecosystem impacts as there is a lack of species with the same ecological niche and functional role in the Mediterranean. The projected accelerated loss of already fragmented and disturbed populations and the long-term genetic effects highlight the urge for local scale management strategies that sustain the capacity of these habitat-forming species to persist despite climatic impacts while waiting for global emission reductions
Towards controlling the reproductive cycle of azooxanthellate gorgonians in cultivation: diet and environmental drivers
No full textThe present study compared the feeding preferences and reproduction of two species of gorgonian corals, Paramuricea grayi (Johnson, 1861) and Eunicella verrucosa (Pallas, 1766). The research objectives were to assess different feeding responses these two species, had when given different types of food, and when the feed was given additional treatments (adding yeast, blending, or both). Daily observations of the proportion of open polyps and mucus production were conducted, before, during, and after the feeding periods. Additionally, each feeding period was recorded, to analyse polyp behaviour. The second objective was to differentiate the reproductive strategies of the two species (spawning periods and gonad development), and better understand their reproductive cycle. This was done by regularly sampling fragments and analysing the gonads of different colonies. Results showed that feeding was better with live food. Additionally, frozen red plankton was the least ingested type of food used. When comparing the two species they showed overall similar feeding rates, except when live food was used, in which case, E. verrucosa showed a higher feeding rate. The different treatments showed little positive effects on the feeding rate of P. grayi. However, the same was not observed for E. verrucosa, with improved feeding rates when yeast was added to rotifers and cyclops, and slightly with copepods. Furthermore, both species developed mature gonads throughout this study. Interspecific differentiation was detected in spawning periods, while P. grayi possibly spawned at the beginning of August, E. verrucosa predicted spawning was at the end of August, and at the beginning of September. In conclusion, this study provides valuable insights into the feeding preferences and reproductive strategies of two coral species of gorgonians, kept at Oceanário de Lisboa. The results highlight the importance of considering species-specific differences in coral biology and ecology when maintaining these species in aquariums.O presente estudo comparou as preferências alimentares e reprodução de duas espécies de corais gorgónias, Paramuricea grayi (Johnson, 1861) e Eunicella verrucosa (Pallas, 1766). Os objetivos desta tese foram obter uma melhor compreensão dos diferentes comportamentos alimentares destas espécies quando submetidas a diferentes tipos de alimentos e quando os alimentos sofrem diferentes tratamentos (como adição de levedura, a trituração do alimento, , ou ambos). O segundo objetivo foi estudar as estratégias reprodutivas, incluindo períodos de libertação de gâmetas e o desenvolvimento de gónadas ao longo do tempo, para obter uma melhor compreensão do ciclo reprodutivo de ambas as espécies.
Para a realização de ambos os objetivos, colónias das duas espécies de gorgónias foram recolhidas de Sagres, em conjunto com um grupo de pescadores locais que realizam pescas profundas e recolhem colónias provenientes de capturas acessórias. Este grupo de pescadores tem uma parceria com O CCMAR disponibilizando colónias apanhadas durante as suas pescas para projectos de investigação. Estas gorgónias foram recolhidas e levadas para as instalações do Oceanário de Lisboa para este projecto.
Em 2022 foram recolhidas 12 colónias de cada espécie para um sistema de aquários com sistemas de filtragem (mecânica, biológica e UV) e bombas submersas de circulação, de forma a simular correntes. Assim, 6 colónias de cada espécie foram colocadas em cada sistema. Estas gorgónias foram utilizadas para a realização das experiências da alimentação. Em 2021 foram recolhidas 31 colónias (17 P. grayi, 14 E. verrucosa), estas colónias foram distribuídas por espécie em dois aquários. Estes corais foram utilizados para as experiências de reprodução. Desta forma, este sistema tinha adicionalmente ao equipamento anteriormente descrito, também um sistema de iluminação para simular influência da lua, de acordo com a intensidade e horário da luz lunar diário em Sagres.
Em ambos os sistemas os corais foram alimentados 3 vezes por dia (9:30, 12:30 e 15:30). No sistema para as experiências da alimentação apenas um alimento era utilizado por cada período de alimentação, enquanto no outro sistemas uma combinação de alimentos era utilizada, que variava diariamente para fornecer uma maior variedade de alimentos. A experiência da alimentação foi dividida em duas partes. Na primeira parte estudou-se a resposta a diferentes alimentos: copépodes, ciclopes, plâncton vermelho, rotíferos, e, Artemia náuplio com 24 horas de crescimento, (alimento congelado exceto o último referido). Na segunda parte, foi estudado o efeito, nos 5 alimentos anteriormente descritos, de 3 tratamentos: trituração (com uma varinha magica) adição de levedura (Saccharomyces cerevisiae) e a combinação dos dois. Para tal, a cada período de alimentação, duas colónias foram filmadas (no sistema para as experiências da alimentação) para uma análise detalhada da alimentação para cada alimento fornecido e tratamento utilizado. Foi também elaborada uma análise da proporção de pólipos abertos, e produção de mucos, em cada colonia antes durante e depois de cada alimentação para o mesmo sistema. Para tal, foram criados índices de proporção de pólipos abertos, e produção de mucos. O índice de proporção de pólipos abertos, variava entre 0 e 3, em que 0 seria quando a colónia não apresentava nenhum pólipo aberto, 1 quando eram observados até 1/3 dos pólipos abertos, 2 quando mais de 1/3 dos pólipos estavam abertos, mas sem apresentar todos abertos, e 3 quando todos os pólipos se encontravam abertos. O índice de produção de mucos variava entre 0 e 3, em que 0 quando não apresentava mucos na superfície da colónia, 1 se a colónia tinha mucos em reduzida quantidade e em apenas regiões dispersa da colónia, 2 quando eram observados fios de mucos pequenos (<1cm) e/ou mucus na colónia toda, e por fim 3 quando existiam fios longos de mucos.
No sistema utilizado para as experiências de reprodução, 6 colónias com maior biomassa foram escolhidas para recolha de fragmentos a cada duas semanas para a análise do desenvolvimento das gonadas. As restantes colónias foram analisadas apenas mensalmente. Durante os períodos de libertação das gónadas, as analises foram feitas com maior regularidade (a cada 4 ou 5 dias) para as 6 colónias escolhidas.
Os resultados mostraram que quando foi fornecido alimento vivo, ambas as espécies se alimentaram mais. Ao contrário, o plâncton vermelho foi, entre todos os alimentos utilizados, o menos ingerido. Ao comparar as duas espécies, ambas apresentaram taxas de alimentação semelhantes em geral, exceto quando alimento vivo foi usado, nesse caso E. verrucosa apresentou uma taxa de alimentação superior. Os diferentes tratamentos mostraram ter pouco efeito positivo na taxa de alimentação de P. grayi. No entanto, o mesmo não foi observado para E. verrucosa, que mostrou ser benéfico com alguns tipos de alimentos adicionar levedura para melhorar as taxas de alimentação. De notar, que se apenas utilizados alimentos congelados, um período de alimentação com a circulação fechada durante mais de 30 minutos seria desnecessário, pois o alimento congelado tende a afundar ou flutuar a longo prazo. Comparando o comportamento das duas espécies, E. verrucosa aparenta ser uma espécie mais sensível a eventos de stress, fechando na totalidade os pólipos, e demorando um longo período até reabrir os pólipos na totalidade. Outro comportamento interessante que diferiu entre as duas espécies foi a diferença de pólipos abertos antes do primeiro período de alimentação. As colónias de P. grayi durante esse período apresentaram sempre maior índice de proporção de pólipos abertos do que E. verrucosa. Em geral, antes de qualquer alimentação as colónias de P. grayi apresentaram maioritariamente um índice de pólipos abertos nível 3, enquanto as colonias de E. verrucosa, raramente apresentavam esse nível. Tendo sido observado maioritariamente entre o nível 0 e 1, durante a primeira parte, ou 0 e 2, durante a segunda parte.
Ambas as espécies desenvolveram gónadas maduras ao longo deste estudo. Os períodos de libertação de gâmetas dessas espécies variaram, as colónias de P. grayi no início de agosto, e as colónias de E. verrucosa no final de agosto e início de setembro. O desenvolvimento das gónadas foi acompanhado ao detalhe, recolhendo dados quanto ao tamanho e coloração ao longo do tempo. Foi adicionalmente realizada a histologia de certas amostras para a confirmação do sexo das colónias e o estado de maturação das gónadas. Os espermários de ambas espécies apresentam uma coloração transparente e branca com tamanhos que variam entre 0.2mm e 0.4mm, em estado maturado. Enquantoos oócitos maturos na P. grayi apresentam uma cor laranja ou creme com tamanho que varia entre 0.3 e 0.4. Os oócitos maturos de E. verrucosa, têm uma cor creme, laranja ou roxa, e o tamanho varia entre 0.3 e 0.5mm, com alguns a chegar a 0.6mm.
Em conclusão, este estudo fornece informações valiosas sobre as preferências alimentares e estratégias reprodutivas de duas espécies de gorgónias mantidas em condições artificiais, no Oceanário de Lisboa. Os resultados destacam a importância de considerar as diferenças específicas das espécies na biologia e ecologia dos corais ao mantê-los em aquários. Com as necessidades crescentes de restauração e proteção destes corais, ter uma melhor compreensão das preferências alimentares de cada espécie permite criar condições mais favoráveis para manter gorgónias em sistemas artificiais, que promovam o bem-estar dos corais. Além disso, perceber como manter estas espécies de corais em condições artificiais, permite um maior acesso para estudar e perceber a biologia, fisiologia e ecologia destes corais, que não são de fácil acesso no meio natural
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