Ecofisiologia e resiliência do coral recifal zooxantelado siderastrea stellata verril 1868 em face às diferentes pressões ambientais

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Tunala, Layla Poubel
Data de Publicação: 2024
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)
Texto Completo: https://app.uff.br/riuff/handle/1/34208
Resumo: Os ambientes coralíneos são comunidades biológicas diversificadas e produtivas que prosperam em ambientes marinhos tropicais rasos e costeiros em todo o mundo. Esses ambientes dependem, em última análise, da irradiância solar para sua sobrevivência e crescimento. No entanto, as atividades humanas resultaram em ecossistemas degradados e funcionalmente alterados em todo o mundo, potencializando os efeitos das mudanças do clima e acelerados pelas catástrofes naturais. A cobertura de corais em recifes tropicais diminuiu substancialmente nos últimos 40 anos. No Brasil, a espécie Siderastrea stellata tem um papel de protagonismo no que se diz respeito a sua distribuição ao longo da costa em função de sua plasticidade. Assim, esta tese tem por objetivo principal trazer uma chance de dialogar entre os conhecimentos ecológicos que envolvem a potencial resiliência da espécie de coral em face à múltiplos estressores, à luz da fotobiologia – i.e. por meio de medidas da emissão da fluorescência da clorofila a do fotossistema II das zooxantelas hospedadas nestes organismos. Aspectos relacionados distribuição da espécie ao longo da costa brasileira, sua representatividade desde estudos prévios aos mais recentes, os impactos negativos promovidos pela falta de políticas públicas ambientais na regulação de bioinvasores, suas respostas diante de cenários de estresse fotoinibitório em diferentes temperaturas em Arraial do Cabo – um oásis coralíneo no Atlântico –, bem como a abordagem de aspectos de sua pigmentação em um ambiente significativamente distinto da área de ressurgência, em que o organismo se desenvolve em poças de maré e resiste à temperaturas extremas quando comparadas às temperaturas da região do Cabo Frio foram centrais nesta discussão. Nesta tese, além de uma revisão e atualização do status de S. stellata ao longo da costa brasileira, com enfoque na região do oasis coralíneo, nós detectamos a interação de uma ascidia (Didemnum sp “yellowish”) potencialente invasora com três espécies de corais nativas (Siderastrea stellata, Millepora alcicornis e Mussismilia hispida) e com uma Espécie Marinha Não Indígena (NIMS) (Tubastraea spp.). Nossas observações mostraram que essas interações podem ter impacto negativo na resiliência de espécies endêmicas e nativas. Após a detecção, nós também diagnosticamos o efeito desta interação da ascidia com S. stellata. Nossos resultados demonstraram que, com a remoção da ascidia e em condições favoráveis para recuperação, após 48h houve ganho altamente significativo (p<0,0001) na eficiência fotossintética das colônias resilientes (Fv/Fm = 0,627 ± 0,073). Essa diferença se estabilizou ao longo do tempo e permaneceu constante até o final de 10 dias, com aumentos graduais. Para os resultados apontados no Capítulo 3, nós destacamos que, sob temperaturas mais elevadas, as colônias tiveram melhor desempenho com recuperação total em 6 dias, quando expostas à duas temperaturas após um estresse de luz. Nós propomos uma forte influência do Ciclo da Xantofila, principalmente sob baixas temperaturas, devido à alta irradiância que pode causar fotoinibição levando à desepoxidação da produção de Violaxantina e Zeaxantina, o que diminuiu os valores de Fv/Fm. No entanto, mais estudos são necessários para entender melhor a quantidade exata de tempo entre os eventos de estresse necessários para a resiliência de S. stellata, principalmente pelo fato de Arraial do Cabo estar localizado em uma região de ressurgência da Costa do Atlântico Sul. Por fim, quando observamos S. stellata em Fernando de Noronha, nossos resultados mostraram que colônias com pigmentação rosada podem estar associadas a temperaturas mais elevadas, indicando um ponto de saturação (Ek) elevado e consequente maior eficiência na dissipação da energia radiante. Nossa análise genética também demonstrou uma alta fidelidade em associação com Symbiodinium clado C predominantemente. Apesar disso, levantamos a hipótese de que essa associação pode ser resultado de mudanças nas populações do clado B devido a eventos estressantes. Desta maneira, a partir das discussões realizadas neste trabalho, busca-se uma integração do conhecimento para que possamos avançar nas questões que, quando isoladas, pouco nos dizem sobre essa esfera tão dinâmica que trata os processos ecológicos marinhos. Assim, espera-se trazer contribuições relevantes para o estado da arte desta matéria, além de provocar reflexões que nos incitem a olhar além das estreitas traves especificistas, mas que possam realçar o olhar através de uma ecologia multidisciplinar.
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No Brasil, a espécie Siderastrea stellata tem um papel de protagonismo no que se diz respeito a sua distribuição ao longo da costa em função de sua plasticidade. Assim, esta tese tem por objetivo principal trazer uma chance de dialogar entre os conhecimentos ecológicos que envolvem a potencial resiliência da espécie de coral em face à múltiplos estressores, à luz da fotobiologia – i.e. por meio de medidas da emissão da fluorescência da clorofila a do fotossistema II das zooxantelas hospedadas nestes organismos. Aspectos relacionados distribuição da espécie ao longo da costa brasileira, sua representatividade desde estudos prévios aos mais recentes, os impactos negativos promovidos pela falta de políticas públicas ambientais na regulação de bioinvasores, suas respostas diante de cenários de estresse fotoinibitório em diferentes temperaturas em Arraial do Cabo – um oásis coralíneo no Atlântico –, bem como a abordagem de aspectos de sua pigmentação em um ambiente significativamente distinto da área de ressurgência, em que o organismo se desenvolve em poças de maré e resiste à temperaturas extremas quando comparadas às temperaturas da região do Cabo Frio foram centrais nesta discussão. Nesta tese, além de uma revisão e atualização do status de S. stellata ao longo da costa brasileira, com enfoque na região do oasis coralíneo, nós detectamos a interação de uma ascidia (Didemnum sp “yellowish”) potencialente invasora com três espécies de corais nativas (Siderastrea stellata, Millepora alcicornis e Mussismilia hispida) e com uma Espécie Marinha Não Indígena (NIMS) (Tubastraea spp.). Nossas observações mostraram que essas interações podem ter impacto negativo na resiliência de espécies endêmicas e nativas. Após a detecção, nós também diagnosticamos o efeito desta interação da ascidia com S. stellata. Nossos resultados demonstraram que, com a remoção da ascidia e em condições favoráveis para recuperação, após 48h houve ganho altamente significativo (p<0,0001) na eficiência fotossintética das colônias resilientes (Fv/Fm = 0,627 ± 0,073). Essa diferença se estabilizou ao longo do tempo e permaneceu constante até o final de 10 dias, com aumentos graduais. Para os resultados apontados no Capítulo 3, nós destacamos que, sob temperaturas mais elevadas, as colônias tiveram melhor desempenho com recuperação total em 6 dias, quando expostas à duas temperaturas após um estresse de luz. Nós propomos uma forte influência do Ciclo da Xantofila, principalmente sob baixas temperaturas, devido à alta irradiância que pode causar fotoinibição levando à desepoxidação da produção de Violaxantina e Zeaxantina, o que diminuiu os valores de Fv/Fm. No entanto, mais estudos são necessários para entender melhor a quantidade exata de tempo entre os eventos de estresse necessários para a resiliência de S. stellata, principalmente pelo fato de Arraial do Cabo estar localizado em uma região de ressurgência da Costa do Atlântico Sul. Por fim, quando observamos S. stellata em Fernando de Noronha, nossos resultados mostraram que colônias com pigmentação rosada podem estar associadas a temperaturas mais elevadas, indicando um ponto de saturação (Ek) elevado e consequente maior eficiência na dissipação da energia radiante. Nossa análise genética também demonstrou uma alta fidelidade em associação com Symbiodinium clado C predominantemente. Apesar disso, levantamos a hipótese de que essa associação pode ser resultado de mudanças nas populações do clado B devido a eventos estressantes. Desta maneira, a partir das discussões realizadas neste trabalho, busca-se uma integração do conhecimento para que possamos avançar nas questões que, quando isoladas, pouco nos dizem sobre essa esfera tão dinâmica que trata os processos ecológicos marinhos. Assim, espera-se trazer contribuições relevantes para o estado da arte desta matéria, além de provocar reflexões que nos incitem a olhar além das estreitas traves especificistas, mas que possam realçar o olhar através de uma ecologia multidisciplinar.CAPESCoral environments are diverse and productive biological communities that thrive in shallow tropical marine and coastal environments throughout the world. These environments ultimately depend on solar irradiance for their survival and growth. However, human activities have resulted in degraded and functionally altered ecosystems around the world, enhancing the effects of climate change and accelerated by natural disasters. Coral cover on tropical reefs has declined substantially over the past 40 years. In Brazil, Siderastrea stellata plays a leading role in terms of its distribution along the coast due to its plasticity. Thus, this thesis has as main objective to bring a chance to dialogue between the ecological knowledge that involves the coral species potential resilience in face of multiple stressors, through photobiology - i.e. through measurements of chlorophyll a fluorescence emission from photosystem II of zooxanthellae hosted in these organisms. Aspects related to the distribution of the species along the Brazilian coast, its representativeness from previous studies to the most recent ones, the negative impacts promoted by the lack of environmental public policies in bioinvaders regulation, its responses to photoinhibitory stress scenarios at different temperatures in Arraial do Cabo – a coralline oasis in the Atlantic – as well as addressing aspects of its pigmentation in an environment significantly different from the upwelling area, in which the organism thrives in tidal pools and resists extreme temperatures when compared to the temperatures of Cabo Frio region were central to this discussion. In this thesis, in addition to reviewing and updating the status of S. stellata along the Brazilian coast, focusing on the coral oasis region, we detected an interaction of a potentially invasive ascidian (Didemnum sp “yellowish”) with three coral native species (S. stellata, Millepora alcicornis and Mussismilia hispida) and with a Non-Indigenous Marine Species (NIMS) (Tubastraea spp.). Our observations have shown that these interactions can have a negative impact on the resilience of endemic and native species. After detection, we also diagnosed the effect of this interaction of ascidian with S. stellata. Our results showed that with the removal of ascidian and under favorable conditions for recovery, after 48h there was a highly significant gain (p<0.0001) in the photosynthetic efficiency of the resilient colonies (Fv/Fm = 0.627 ± 0.073). This difference stabilized over time and remained constant until the end of 10 days, with gradual increases. For results pointed out in Chapter 3, we highlighted that under higher temperatures, colonies performed better with full recovery in 6 days, when exposed to two temperatures after a light stress. We propose a strong influence of the Xanthophyll Cycle, mainly at low temperatures, due to the high irradiance that can cause photoinhibition leading to the deepoxidation of Violaxanthin and Zeaxanthin production, which decreased the Fv/Fm values. However, further studies are needed to better understand the exact amount of time between stress events required for the resilience of S. stellata, mainly because Arraial do Cabo is located in an upwelling region of South Atlantic Coast. Finally, when we observed S. stellata in Fernando de Noronha, our results showed that colonies with pinkish pigmentation may be associated with higher temperatures, indicating a high saturation point (Ek) and consequent greater efficiency in radiant energy dissipation. Our genetic analysis also demonstrated a high fidelity in association with predominantly Symbiodinium clade C. Despite this, we hypothesized that this association may be the result of changes in clade B populations due to stressful events. In this way, based on the discussions carried out in this work, an integration of knowledge is sought so that we can advance on issues that, when isolated, tell us little about this very dynamic sphere that deals with marine ecological processes. Thus, it is expected to bring relevant contributions to art state of this matter, in addition to provoking reflections that incite us to look beyond the narrow specificist beams, but that can enhance the look through a multidisciplinary ecology.145 p.Coutinho, RicardoDuarte, Heitor MonteiroFerreira, Carlo Eduardo LeiteSassi, Cristiane Francisca da CostaTâmega, Frederico Tapajós de SouzaGama, Bernardo Antonio Perez daTâmega , Frederico Tapajós de SouzaTunala, Layla Poubel2024-08-15T20:37:13Z2024-08-15T20:37:13Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfTUNALA, Layla Poubel. Ecofisiologia e resiliência do coral recifal zooxantelado siderastrea stellata verril 1868 em face às diferentes pressões ambientais. 2022. 145 f. Tese (Doutorado em Dinâmica dos Oceanos e da Terra) - Programa de Pós-Graduação em Dinâmica dos Oceanos e da Terra, Instituto de Geociências, Universidade Federal Fluminense, Niterói, 2022.https://app.uff.br/riuff/handle/1/34208CC-BY-SAinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)instname:Universidade Federal Fluminense (UFF)instacron:UFF2024-08-15T20:37:17Zoai:app.uff.br:1/34208Repositório InstitucionalPUBhttps://app.uff.br/oai/requestriuff@id.uff.bropendoar:21202024-08-15T20:37:17Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF) - Universidade Federal Fluminense (UFF)false
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