Effect of light on ex situ production of symbiotic corals

The increasing interest in coral culture for biotechnological applications, to supply the marine aquarium trade, or for reef restoration programs, has prompted researchers to optimize coral culture protocols, with emphasis to ex situ production. When cultured ex situ, the growth performance of corals can be influenced by several physical, chemical and biological parameters. For corals harbouring zooxanthellae, light is one of such key factors, as it can influence the photosynthetic performance of these endosymbionts, as well as coral physiology, survival and growth. The economic feasibility of ex situ coral aquaculture is strongly dependent on production costs, namely those associated with the energetic needs directly resulting from the use of artificial lighting systems. In the present study we developed a versatile modular culture system for experimental coral production ex situ, assembled solely using materials and equipment readily available from suppliers all over the world; this approach allows researchers from different institutions to perform truly replicated experimental set-ups, with the possibility to directly compare experimental results. Afterwards, we aimed to evaluate the effect of contrasting Photosynthetically Active Radiation (PAR) levels, and light spectra emission on zooxanthellae photochemical performance, through the evaluation of the maximum quantum yield of PSII (Fv/Fm) (monitored non-invasively and non-destructively through Pulse Amplitude Modulation fluorometry, PAM), chlorophyll a content (also determined non-destructively by using the spectral reflectance index Normalized Difference Vegetation Index, NDVI), photosynthetic and accessory pigments, number of zooxanthellae, coral survival and growth. We studied two soft coral species, Sarcophyton cf. glaucum and Sinularia flexibilis, as they are good representatives of two of the most specious genera in family Alcyoniidae, which include several species with interest for biotechnological applications, as well as for the marine aquarium trade; we also studied two commercially important scleractinian corals: Acropora formosa and Stylophora pistillata. We used different light sources: hydrargyrum quartz iodide (HQI) lamps with different light color temperatures, T5 fluorescent lamps, Light Emitting Plasma (LEP) and Light Emitting Diode (LED). The results achieved revealed that keeping S. flexibilis fragments under the same light conditions as their mother colonies seems to be photobiologically acceptable for a short-term husbandry, notwithstanding the fact that they can be successfully stocked at lower PAR intensities. We also proved that low PAR intensities are suitable to support the ex situ culture S. cf. glaucum in captivity at lower production costs, since the survival recorded during the experiment was 100%, the physiological wellness of coral fragments was evidenced, and we did not detect significant differences in coral growth. Finally, we concluded that blue light sources, such as LED lighting, allow a higher growth for A. formosa and S. pistillata, and promote significant differences on microstructure organization and macrostructure morphometry in coral skeletons; these findings may have potential applications as bone graft substitutes for veterinary and/or other medical uses. Thus, LED technology seems to be a promising option for scleractinian corals aquaculture ex situ.

Avaliação da defesa química e da influência dos corais invasores Tubastraea coccinea e Tubastraea tagusensis na estruturação das comunidades bentônicas da Baía da Ilha Grande RJ

A introdução de espécies invasoras marinhas tem causado danos econômicos e ecológicos consideráveis em todo o mundo. Algumas destas espécies incluindo corais escleractíneos possuem adaptações, tais como metabólitos secundários utilizados para evitar a predação e competição por espaço por outros organismos. Este arsenal químico e as interações entre espécies invasoras e nativas podem causar alterações na distribuição das espécies e na estrutura das comunidades de costões rochosos tropicais. Os objetivos deste estudo foram (1) caracterizar os metabólitos secundários produzidos pelos corais invasores Tubastraea tagusensis e T. coccinea na Baía da Ilha Grande, Brasil, (2) detectar os compostos químicos liberados pelos tecidos de Tubastraea tagusensis in situ utilizando um aparelho submersível; (3) testar no campo os extratos metanólicos produzidos por ambas as espécies de Tubastraea contra a predação por peixes generalistas e assentamento de outros organismos, (4) testar no campo se os compostos químicos produzidos por ambos os corais invasores variaram na concentração ou tipo quando os corais foram colocados próximos de competidores nativos e (5) determinar como as comunidades de costões rochosos da Baía da Ilha Grande foram afetadas pela expansão de Tubastraea coccinea e T. tagusensis em 8 locais estudados durante 2 anos. As principais classes de substâncias encontradas nos extratos metanólicos de Tubastraea foram identificados como esteróis, ácidos graxos, hidrocarbonetos, alcalóides, ésteres e alcoóis, entretanto, o aparelho submersível identificou somente hidrocarbonetos liberados por Tubastraea na água do mar. O extrato metanólico de T. tagusensis reduziu a predação por peixes generalistas e já os extratos de ambas as espécies mostraram efeitos espécie-específicos sobre organismos incrustantes no campo. No experimento de interação competitiva foi detectada a presença de necrose nos tecidos do coral endêmico Mussismilia hispida e isso provocou variação nas concentrações de esteróis, alcalóides e ácidos graxos nos tecidos de Tubastraea. Em contraste, a esponja Desmapsamma anchorata cresceu sobre os tecidos das colônias de ambos os corais invasores. A presença de Tubastraea nas comunidades bentônicas causou uma dissimilaridade média de 4,8% nas comunidades invadidas. Uma forte relação positiva foi encontrada entre a cobertura de Tubastraea e a mudança na estrutura da comunidade da Baía da Ilha Grande. Portanto, os efeitos negativos de ambos os corais invasores são suficientes para acarretar mudanças na estrutura das comunidades bentônicas tropicais.

Vivendo com o inimigo: competição entre os corais invasores Tubastraea spp. e a esponja Desmapsamma anchorata na Baía de Ilha Grande, RJ

Espécies invasoras têm transformado muitos ecossistemas através de mudanças na estrutura das comunidades, cadeia trófica, ciclagem de nutrientes e sedimentação. A competição interespecífica ocorre frequentemente entre espécies nativas e introduzidas, e constitui um processo determinante na eficiência da invasão. Essa competição pode acarretar em alterações no papel das espécies dentro da comunidade e alterar os processos ecossistêmicos. Os corais Tubastraea coccinea e T. tagusensis invadiram o Brasil na década de 80, e são favorecidos pela carência de predadores na biota local, sendo a esponja Desmapsamma anchorata o único organismo identificado como inibidor do crescimento e desenvolvimento desses corais. O presente estudo tem como objetivo: 1) Quantificar e classificar em cinco categorias de interação: sobrecrescimento, contorno, contato periférico, encontro com até cinco cm de distância e encontro de cinco ate dez cm de distância entre as esponjas e Tubastraea spp. na Baía de Ilha Grande, temporalmente; 2) Descrever os mecanismos utilizados na competição entre a esponja D. anchorata e os corais Tubastraea (físicos ou químicos?); 3) Descrever a dinâmica do crescimento da esponja D. anchorata com relação a fatores abióticos. Foram encontradas 37 espécies de esponjas interagindo com Tubastraea spp, sendo que apenas 12 dessas espécies interagiram mais de 10 % no total de interações. O contato periférico e a interação de até 5 cm de distância foram os tipos de interação mais encontrados. D. anchorata foi a esponja que mais teve o contato de sobreposição. Não foi observado efeitos significativos dos extratos de Tubastraea spp. sobre D. anchorata e nem dos extratos de D. anchorata sobre o metabolismo dos corais. A sobreposição foi a principal ferramenta utilizada na defesa contra o competidor, enquanto que os corais Tubastraea spp. utilizaram defesa física e provavelmente química. D. anchorata não apresentou relação entre seu crescimento e os fatores abióticos medidos e mostrou crescimento em taxas diferentes durante os meses analisados, com um pico no mês de setembro diminuindo até a sua morte, no mês de dezembro. No caso da competição entre os invasores Tubastraea spp. e a esponja D. anchorata, a hipótese de controle biótico não pode ser levada em consideração, já que os corais Tubastraea spp. têm demonstrado capacidade de se expandir e colonizar novos locais muito rapidamente. Porém, como observado no presente estudo, e em outros trabalhos, pontualmente a esponja vence na competição com os corais invasores

Estudo da atividade anti-inflamatória e toxicológica em extratos de corais do gênero Tubastraea

O ambiente marinho é um dos ecossistemas mais diversos e complexos em termos de biodiversidade. As condições químicas, físicas e biológicas desse ambiente favorecem a produção de uma variedade de substâncias pela biota, transformando os produtos naturais marinhos em um dos recursos promissores na pesquisa por novos compostos bioativos. O gênero Tubastraea (Scleractinia, Dendrophylliidae) inclui corais ahermatípicos que produzem compostos secundários bioativos em situações de competição. No estado do Rio de Janeiro são encontradas duas espécies invasoras desse gênero, Tubastraea coccinea e Tubastraea tagusensis. A primeira é amplamente distribuída nas águas tropicais do Atlântico e do Pacífico, e a segunda é nativa do leste do pacífico, ambas invasoras no Atlântico Sul. Este trabalho objetiva avaliar as atividades anti-inflamatória, antioxidante e toxicológica de extratos metanólicos de T. coccinea e T. tagusensis. As colônias de Tubastraea foram coletadas na Baía de Ilha Grande, Rio de Janeiro - Brasil e extraídas com metanol. A caracterização química foi realizada através da espectroscopia ultravioleta, visível e de infravermelho. Ação anti-inflamatória foi avaliada pelo modelo in vivo de edema em pata de camundongo induzido por carragenina. Atividade sequestrante de radicais livres foi avaliada pelo método do DPPH. Na avaliação toxicológica utilizamos o ensaio Salmonella/microssoma, na presença e ausência de ativação metabólica exógena, o teste in vitro de micronúcleo com células de macrófagos de rato e o teste de mortalidade com o microcrustáceo Artemia salina. Foi possível a distinção dos grupos químicos presentes nos extratos, com os resultados encontrados sendo corroborados com os presentes na literatura. Os extratos de ambas as espécies apresentaram inibição significativa no edema da pata nas doses testadas, em relação ao veículo. Ambos os extratos demonstraram capacidade pela captura do radical DPPH. Atividades citotóxica e mutagênica na ausência de metabolização exógena não foram observadas para as linhagens TA97, TA98 e TA102 nas duas espécies; para a TA100 o extrato de T. coccinea induziu citotoxidade na concentração de 50 g/placa. Os dois extratos induziram citotoxicidade na presença de metabolização exógena para a cepa TA98, tendo sido detectada também indução de mutagenicidade nesta linhagem para T. coccinea. Os extratos não foram capazes de induzir a formação de micronúcleos e não foram tóxicos para o microcrustáceo A. salina. A resposta inibitória do edema após 2 h da indução indica que os compostos presentes nos extratos atuam na segunda fase da inflamação, possivelmente pela inibição da produção de prostaglandinas. Os resultados sugerem que os extratos das espécies T. coccinea e T. tagusensis apresentam substâncias com potencial uso farmacológico, como agente anti-inflamatório e antioxidante.

Interações competitivas entre Epizoanthus gabrieli Carlgreen, 1951 (Ordem Zoanthidea) e corais na Baía de Todos os Santos e suas implicações para a comunidade recifal.

Alguns recifes de coral da Baía de Todos os Santos passaram a ser dominado pelo zoantídeo Epizoanthus gabrieli em 2003. Fenômeno resultante da degradação dos recife de coral que atinge 20% desses ecossistemas e ameaça outros 35% no mundo. Apesar de sua importância, apenas a mudança na comunidade para o domínio de macroalgas foi suficientemente estudado. Assim, torna-se urgente estudos sobres alterações envolvendo a dominância de outros organismos. Estes fornecem subsídios para produção de modelos funcionais que podem ajudar na tomada de decisão para o manejo destes ecossistemas tanto na prevenção destas alterações quanto na recuperação de suas comunidades. Os objetivos deste trabalho são (i) verificar se este fenômeno constitui uma mudança de fase, a partir da redução da abundância de corais e persistência da alta cobertura de E. gabrieli por pelo menos cinco anos, (ii) avaliar os efeitos da competição entre este zoantídeo e corais adultos e recrutas com experimentos manipulativos e (iii) investigar os efeitos desta dominância na assembleia de peixes recifais. Os resultados confirmaram a existência de uma mudança de fase, sugerindo que a abundância de E. gabrieli aumentou em 2003 ou antes e que até 2007 houve uma redução da cobertura de coral, condição que se mantêm pelo menos até 2013. As três espécies de corais testadas mostram-se muito sensíveis ao contato com E. gabrieli, com necrose em 78% das colônias e ocupação do esqueleto dos corais em 35% dos casos em um período de 118 dias. Além disso, um modelo feito a partir dos dados de proporção de colônias de corais em contato com este zoantídeo e a cobertura de E. gabrieli sugere que quando o zoantídeo atinge 6% de cobertura, 50% das colônias de corais entram em contato com o mesmo. Estes dados são fortes evidências de que a redução da cobertura de coral observada entre 2003 e 2007 foi causada por competição entre estes organismos. Não foi observado efeito negativo no recrutamento do coral em substrato artificial livre em recifes dominados por E. gabrieli, nem nas proximidades das suas colônias. Isso sugere que uma suposta redução da cobertura deste zoantídeo deve ser acompanhada pelo aumento da taxa de recrutamento de corais e que a competição com a inibição do recrutamento não suporta um efeito de histerese. Foi constatado que esta mudança de fase reduz a riqueza de espécies de peixes recifais, apresentando dez espécies a menos que os recifes normais, e que favorecem os invertívoros moveis em detrimento dos carnívoros e invertívoros sésseis. Contudo não se observou diferença na abundância de peixes.

Microanálise e geoquímica em testemunhos de corais como elementos de interpretação dos impactos das forçantes naturais e antrópicas sobre a costa do Brasil

Corais pétreos são formadores de recifes. Por secretarem carbonato de cálcio pela base de seus pólipos, esses corais zooxantelados formam um exoesqueleto, composto geralmente por cristais de aragonita. Os padrões de crescimento coralinos variam desde a escala sazonal a centenária e podem ser caracterizados pela medida da taxa de crescimento, a variabilidade dos isótopos estáveis de oxigênio e carbono e pelas razões elementares Sr/Ca, Mg/Ca, U/Ca, Cd/Ca, Ra/Ca (entre outras) em seu esqueleto. Em um contexto global, os recifes cumprem importante papel como sumidouros de carbono atmosférico. Diante das evidências de um oceano mais quente na era moderna, a temperatura da superfície do mar (TSM) tem sido considerada um importante fator de controle da calcificação e crescimento coralino. Geralmente, a calcificação tende a aumentar com a elevação da TSM dentro de uma estreita faixa aceitável para o funcionamento pleno do metabolismo coralino. Neste trabalho, desenvolveu-se uma re-análise das taxas de crescimento de testemunhos de corais amostrados na costa brasileira (Salvador-Ba - Baía de Todos os Santos, Parque Nacional Marinho dos Abrolhos-Ba e Armação dos Búzios-RJ) empregando-se uma combinação de bandas de crescimento (alta e baixa densidades) auxiliado pelo método de luminescência e datação por radioisótopos de U e Th. As diferenças nas cronologias para os dois métodos variou de 1 ano para o caso de Abrolhos até 7,4 anos para Búzios (em seções específicas do testemunho). Foram analisadas variações de calcificação no esqueleto coralino e interpretadas à luz das razões Sr/Ca e U/Ca (ambos próxies da TSM), séries climáticas de AMO e PDO, e pH pelágico oceânico. Identificamos uma diminuição na taxa de calcificação do exoesqueleto no tempo estudado na amostra de Salvador de 0,4 g/cm2, e um aumento em Abrolhos de 0,4 g/cm2 e Búzios 0,3 g/cm2, exceto nos anos de 1950 ao final de 1980 e de 1910 ao final de 1930, respectivamente. Uma microtomografia de raio-X foi empregada para determinar micro-estruturas coralinas, sendo os parâmetros mais relevantes a microporosidade e a anisotropia. Para Abrolhos e Búzios, foi identificado um aumento na porosidade total do exoesqueleto, principalmente no começo de 1940 até o fim da década de 1980 e entre 1890 a 1930 respectivamente. Notou-se forte associação entre a redução do padrão de calcificação com o aumento da porosidade. Os testemunhos da espécie Siderastrea stellata coletados em Abrolhos e Búzios mostraram alta associação das razoes Sr/Ca e U/Ca com a taxa de calcificação, caracterizando uma resposta similar a de outros autores para a Grande Barreira na Austrália (DE'ATH et al., 2009) e para a região central do Mar Vermelho (CANTIN et al., 2010). Em relação as razões Ba/Ca, Salvador e Abrolhos evidenciaram variáveis que contribuíram para este aumento como a forçante de produção de petróleo e aumento populacional (economia), e TSM (oceano). Para Búzios, a TSM (oceano), produção de petróleo, aumento populacional e NDVI (economia). Após os anos de 1990, o impacto dos fatores econômicos, além das variáveis oceânicas respondem mais significativamente o aumento da razão Ba/Ca em todos os sítios quase que concomitantemente na costa brasileira.

Aquacultura de mexilhão marinho Perna-perna (L.)

The Mozambican experimental project on mussel culture began in 1977 to promote cheap food production with high protein value for domestic market. The species Perna perna (L.) has been selected due to its abundance, sustainable culture processes and better yields.

Contribuição parental do linguado do Senegal, Solea senegalensis (KAUP 1858), em aquacultura

Dissertação mest., Biologia Marinha, Universidade do Algarve, 2008

O microfitoplâncton e possível interferência no crescimento da dourada (Sparus aurata, Linnaeus, 1758) em tanques de aquacultura semi-intensiva

Dissertação de Mestrado, Biologia Marinha, Especialização em Aquacultura e Pescas, Faculdade de Ciências do Mar e do Ambiente, Universidade do Algarve, 2008

Perfil de ácidos gordos de larvas recém eclodidas produzidas em cativeiro de camarões marinhos ornamentais candidatos a aquacultura

Dissertação de Mestrado, Biologia Marinha, especialização em Pescas e Aquacultura, Faculdade de Ciências do Mar e do Ambiente, Universidade do Algarve, 2009

Otimização da fragmentação e dos processos de fixação na reprodução assexuada do coral mole Sarcophyton sp.

Dissertação de mestrado, Aquacultura e Pescas (Aquacultura), Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade do Algarve, 2015

Impacto fisiológico do parasita dinoflagelado Amyloodinium ocellatum (Brown, 1931) em corvina-legítima (Argyrosomus regius, Asso, 1801) produzida em aquacultura

Dissertação de mestrado, Biologia Marinha, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade do Algarve, 2015

Ciclo zooplanctónico em tanques de terra usados para aquacultura de peixes marinhos em sistema multitrófico integrado (IMTA)

Dissertação de Mestrado, Aquacultura e Pescas, Especialização em Aquacultura, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade do Algarve, 2015

Coros de empresa como desafio para a formação e a atuação de regentes corais : dois estudos de caso

Este estudo teve como objetivo geral investigar a formação e a atuação de regentes corais junto a coros de empresa na cidade de Porto Alegre – RS. A investigação procurou responder às seguintes questões: que concepções os regentes têm sobre a prática do canto coral na empresa? Como atuam nesses ambientes? Na opinião dos regentes, que formação e que competências são necessárias para atuarem nesses contextos? Foram realizados dois estudos de caso, tendo como participantes dois regentes de coros de empresa. As técnicas de pesquisa utilizadas foram a entrevista guiada ou focalizada e a observação participada. O referencial teórico fundamenta-se nos conceitos de formação profissional: Le Boterf (2003), Ramalho, Nuñez e Gauthier (2004) e de lazer: Parker (1978), Elias (1992), Dumazedier (1994;1999) e Marcellino (2003). O método de pesquisa empregado foi o estudo multicaso, com abordagem qualitativa. A compreensão dos contextos estudados e de como o ambiente da empresa traz implicações sobre o trabalho dos regentes evidencia a necessidade de se aprofundar as reflexões acerca da formação profissional inicial, levando-se em conta os diferentes campos de atuação.

Diversidade de macroalgas marinhas bentônicas dos recifes de Maracajaú, área de preservação ambiental dos recifes de corais, Rio Grande do Norte, Brasil

Despite the importance of coral reefs to humanity, these environments have been threatened throughout the world. Several factors contribute to the degradation of these ecosystems. The Maracajaú Reef Complex, in Rio Grande do Norte state is part of the Coral Reefs Environment Preservation Area in northeastern Brazil. This area has been receiving an increasing influx of tourism and the integrity of the local reefs is a matter of concern. In this study, the reef macroalgae communities were studied and compared within two areas distinguished by the presence or absence of tourism activities. Two sample sites were chosen: the first one, where diving activities are intense; and the other, where these practices do not occur. Samples were collected at both sites within a quadrate of 625 cm2 of area randomly thrown 5 times along a 10 meters transect line. Richness, Shannon-Hill diversity and Simpson dominance indices were determined based on biomass data. Similarity between sites was analyzed with Bray-Curtis similarity and distance index. Fifty-eight macroalgae species were observed, including 7 Chlorophyta, 13 Phaeophyta and 38 Rhodophyta. In the non-disturbed site, 49 species were found, while at the disturbed site, there were 42 species. Dictyotaceae and Corallinaceae were the most representative families at the non-disturbed site, and Rhodomelaceae and Dictyotaceae at the disturbed site. The non-disturbed site presented a higher biomass and the greatest richness and diversity indices. In the disturbed site the dominance index was greater and Caulerpa racemosa was the dominant species. The dendogram based on similarity index showed two major clusters, and an isolated element at the center that corresponds to a sample from the disturbed site. In the first cluster, samples from the non-impacted site were predominant and fleshy brown algae were more conspicuous. The second cluster was composed primarily of samples from the impacted site, where C. racemosa and red filamentous and erect calcareous algae associations (turf forming) were observed covering large extensions. These associations are represented by groups of algae adapted to environments where disturbances are frequent. They can grow rapidly on substrate where benthic community was removed and do not allow the establishment of other species. The results of the present study show that tourism activity is an impacting factor that has been causing shifts in macroalgae communities in the Maracajaú Reef Complex