New Mediterranean Biodiversity Records (June 2012)

The present work reports on the extended distribution of nineteen species in the Mediterranean. These are: Upeneus pori (Fish:Turkey), Bursatella leachii (Mollusca, Opisthobranchia: eastern coast of Spain), Sparisoma cretense (Fish: Ionian coast of Greece), Pseudobryopsis myura (Chlorophyta:Turkey), Aplysia dactylomela (Mollusca, Opisthobranchia: Karpathos island, and Kyklades Archipelago, Greece), Asparagopsis armata and Botryocladia madagascariensis (Rhodophyta: South Peloponnesos, Greece), Oxynotus centrina (Fish: Greece), Caulerpa racemosa var. cylindracea (Chlorophyta ), Stypopodium schimperi (Phaeophyta ) Siganus luridus and Stephanolepis diaspros (Fish) Percnon gibbesi (Decapoda, Brachyura) (Kyklades Archipelago, Greece), Cerithium scabridum (Mollusca, Prosobranchia: Anavissos: Greece) and Cerithium renovatum (Mollusca, Prosobranchia: N. Κriti), Cassiopea andromeda (Scyphomedusa: Rhodos Island, Greece), Abra tenuis (Mollusca Bivalvia: Vouliagmeni Lake, Greece) Lagocephalus lagocephalus (Fish: Calabrian coast, Italy) and Plocamopherus ocellatus (Mollusca, Opisthobranchia: İskenderun Bay, Turkey).

Colour morphotypes of Elysia timida (Sacoglossa, Gastropoda) are determined by light acclimation in food algae

Elysia timida (Risso, 1818) colonizing the shallow waters of the Mar Menor Lagoon (Spain) exhibit a brown and a green morph. It was hypothesised that these morphs were the result of feeding preferentially on brown and green algae, respectively. E. timida and its potential food sources, Acetabularia acetabulum (Chlorophyta) and Halopteris filicina (Heterokontophyta) were collected by snorkelling during April 2010. Photosynthetic pigments were analysed by HPLC, photo-physiological parameters were estimated by PAM fluorometry and body colour was characterized by spectral reflectance. Digital photography was used to count the number and area of red spots (small red dots on the slug’s surface) on the parapodia of the 2 morphs. In the laboratory, green E. timida was fed with A. acetabulum cultured under 2 light treatments (high light, 600 µmol E m−2 s−1 and low light, 40 µmol E m−2 s−1), and digital photography was used to monitor colour alterations in E. timida. Spectral reflectance confirmed the colour differences, but both morphs showed a pigment composition similar to the green alga A. acetabulum and showed none of the pigments present in the brown alga H. filicina, neither immediately after collection of the slugs in situ, nor after the feeding experiment. A. acetabulum grown under high light intensity changed from green to brown colour and E. timida changed to brown colour when fed with high-light acclimated A. acetabulum. Thus, E. timida colour differences could not be attributed to feeding on different algae groups but was likely the result of feeding on A. acetabulum growing under different light intensities.

Adenylate concentration and energy charge in different thallus regions and after UV radiation in brown, red and green algae

A method was developed to extract adenine nucleotides AMP, ADP, and ATP from marine macroalgal tissue to gain information on the cellular energy charge. Quantification was carried out by high performance liquid chromatography (HPLC). Three species from the rocky shore of the island of Helgoland (German Bight) were examined: Laminaria saccharina (Phaeophyta), Chondrus crispus (Rhodophyta), and Ulva lactuca (Chlorophyta). In L. saccharina and C. crispus, the adenylate energy charge (AEC) was determined in different thallus regions. AEC varied in relation to tissue age and function. Higher AEC values typically occurred in thallus regions with meristematic activity. Furthermore, L. saccharina and U. lactuca were exposed to UV-A and elevated UV-B radiation. The AEC was calculated and the maximal quantum yield of photosystem II (Fv/Fm) was determined as indicators for UV stress. In both species, the AEC remained at high values (0.72 ± 0.04), while Fv/Fm dropped rapidly. The results show that the photosynthesis of the phaeophyte is more resistant to UV radiation than the chlorophyte.

Data compilation on the biological response to ocean acidification: environmental and experimental context of data sets and related literature

The exponential growth of studies on the biological response to ocean acidification over the last few decades has generated a large amount of data. To facilitate data comparison, a data compilation hosted at the data publisher PANGAEA was initiated in 2008 and is updated on a regular basis (doi:10.1594/PANGAEA.149999). By January 2015, a total of 581 data sets (over 4 000 000 data points) from 539 papers had been archived. Here we present the developments of this data compilation five years since its first description by Nisumaa et al. (2010). Most of study sites from which data archived are still in the Northern Hemisphere and the number of archived data from studies from the Southern Hemisphere and polar oceans are still relatively low. Data from 60 studies that investigated the response of a mix of organisms or natural communities were all added after 2010, indicating a welcomed shift from the study of individual organisms to communities and ecosystems. The initial imbalance of considerably more data archived on calcification and primary production than on other processes has improved. There is also a clear tendency towards more data archived from multifactorial studies after 2010. For easier and more effective access to ocean acidification data, the ocean acidification community is strongly encouraged to contribute to the data archiving effort, and help develop standard vocabularies describing the variables and define best practices for archiving ocean acidification data.

Fresh biomass of macroalgae collected at Hansneset, Kongsfjorden, Spitsbergen in 1996/1998

We surveyed macroalgae at Hansneset, Blomstrand in Kongsfjorden, Svalbard, down to 30 m depth between 1996 and 1998. In total, 62 species were identified: 16 Chlorophyta, 25 Phaeophyceae, and 21 Rhodophyta. The majority of species (53.5%) belonged to the Arctic cold-temperate group, followed in frequency by species distributed from the Arctic to the warm-temperate region (25.9%). Four endemic Arctic species (Laminaria solidungula, Acrosiphonia flagellata, A. incurva, and Urospora elongata) were found. Two species (Pogotrichum filiforme and Mikrosyphar polysiphoniae) were new to Svalbard. Chlorophyta, Phaeophyceae, and Rhodophyta extended from the eulittoral zone down to 11, 21, and >30 m depths with maximum biomasses at 1-5 m, 5-10 m, and 5-30 m depths, respectively. Annual and pseudoperennial species had highest biomasses in the upper 5 m, while perennials were distributed deeper. The highest biomass (8600 g/m**2 wet weight) at 5 m depth comprised mainly L. digitata, Saccorhiza dermatodea, Alaria esculenta, and Saccharina latissima. The biogeographic composition of macroalgae at Hansneset was rather similar to that of northeastern Greenland, but different from that of northern Norway, which has a higher proportion of temperate species. Climate warming and ship traffic may extend some of the distribution ranges of macroalgae from mainland Norway to Svalbard.

Coastal plankton communities under elevated CO2: community barcoding results, link to data files in FASTA format

The acidification of the oceans could potentially alter marine plankton communities with consequences for ecosystem functioning. While several studies have investigated effects of ocean acidifications on communities using traditional methods, few have used genetic analyses. Here, we use community barcoding to assess the impact of ocean acidification on the composition of a coastal plankton community in a large scale, in situ, long-term mesocosm experiment. High-throughput sequencing resulted in the identification of a wide range of planktonic taxa (Alveolata, Cryptophyta, Haptophyceae, Fungi, Metazoa, Hydrozoa, Rhizaria, Straminipila, Chlorophyta). Analyses based on predicted operational taxonomical units as well as taxonomical compositions revealed no differences between communities in high CO2 mesocosms (~760 µatm) and those exposed to present day CO2 conditions. Observed shifts in the planktonic community composition were mainly related to seasonal changes in temperature and nutrients.

Evaluation of photoperiod effect on the growth and protein content of microalgae

Os recursos renováveis têm recebido um especial interesse nos últimos anos e as microalgas são uma excelente fonte renovável e natural. Estes organismos são fonte de proteínas e lípidos e são aplicadas em aquacultura e na produção de biodiesel. Neste estudo, foi avaliado o efeito do fotoperíodo (Luz: Escuro) 12:12; 18:6; 24:0) e fase de crescimento (logarítmica e estacionária) no conteúdo de proteína em três sistemas modelo biológico: Arthrospira maxima (Cyanobacteria) foi selecionada como espécie de água doce a estudar e para explorar microalgas marinhas foram escolhidas Isochrysis galbana (Haptophyta) e Tetraselmis chuii (Chlorophyta) devido às suas aplicações em aquacultura marinha. Diferentes métodos de rutura celular foram também testados na extração de proteína em fase aquosa. Arthrospira maxima exibiu melhor produção de biomassa e conteúdo de proteína no fotoperíodo de 18L:6D. O mesmo fotoperíodo também atingiu melhor produção de biomassa e conteúdo de proteína em Isochrysis galbana quando comparado com os outros fotoperíodos em estudo. Tetraselmis chuii exibiu melhor produção de biomass no fotoperíodo de 24L:0D, enquanto que o fotoperíodo 18L:6D atingiu melhor conteúdo de proteína.

Floral and faunal characteristics and content of photosynthetic pigment in soils of northern Victoria Land, Antarctica

Although soil algae are among the main primary producers in most terrestrial ecosystems of continental Antarctica, there are very few quantitative studies on their relative proportion in the main algal groups and on how their distribution is affected by biotic and abiotic factors. Such knowledge is essential for understanding the functioning of Antarctic terrestrial ecosystems. We therefore analyzed biological soil crusts from northern Victoria Land to determine their pH, electrical conductivity (EC), water content (W), total and organic C (TC and TOC) and total N (TN) contents, and the presence and abundance of photosynthetic pigments. In particular, the latter were tested as proxies for biomass and coarse-resolution community structure. Soil samples were collected from five sites with known soil algal communities and the distribution of pigments was shown to reflect differences in the relative proportions of Chlorophyta, Cyanophyta and Bacillariophyta in these sites. Multivariate and univariate models strongly indicated that almost all soil variables (EC, W, TOC and TN) were important environmental correlates of pigment distribution. However, a significant amount of variation is independent of these soil variables and may be ascribed to local variability such as changes in microclimate at varying spatial and temporal scales. There are at least five possible sources of local variation: pigment preservation, temporal variations in water availability, temporal and spatial interactions among environmental and biological components, the local-scale patchiness of organism distribution, and biotic interactions.

Propriedades antioxidantes de constituintes fenólicos de macroalgas marinhas

Desde tempos remotos que as macroalgas marinhas são utilizadas por comunidades humanas, nomeadamente as orientais, como parte importante da sua dieta alimentar. A composição química das diferentes macroalgas marinhas (algas castanhas – Phaeophyta, algas vermelhas – Rhodophyta e algas verdes – Chlorophyta) confirma que além de terem um valor nutricional satisfatório podem ser uma fonte muito interessante de compostos bioativos como, por exemplo, os compostos fenólicos. Quimicamente os compostos fenólicos caracterizam-se por apresentarem um ou mais grupos hidroxilo ligados a um anel aromático. Estes compostos englobam desde moléculas simples até moléculas poliméricas de grandes dimensões. A maioria dos compostos fenólicos apresenta atividade antioxidante. O interesse pelo estudo de metabolitos secundários das macroalgas com propriedades antioxidantes surgiu, numa primeira fase, como uma tentativa de encontrar substitutos para os antioxidantes sintéticos usados como aditivos alimentares (nomeadamente o BHA e o BHT) que demonstravam possuir efeitos carcinogénicos. No entanto, rapidamente a comunidade científica reconheceu que a aplicação de novos compostos fenólicos naturais é muito mais vasta. Sabe-se hoje que é crucial para a promoção da saúde de um indivíduo que se verifique a manutenção do equilíbrio entre a produção de radicais livres e as respetivas defesas antioxidantes. Quando esse equilíbrio se altera e ocorre uma acumulação de radicais livres no organismo, este entra em stress oxidativo, situação que pode conduzir a danos dos lípidos celulares, proteínas e ácidos nucleicos, o que favorece o aparecimento de diversas doenças e acelera o envelhecimento celular. Assim, atualmente existe um crescente interesse por parte da indústria farmacêutica e da indústria da cosmética no estudo dos compostos fenólicos isolados de macroalgas. De entre estes, destacam-se os florotaninos, que para além das propriedades antioxidantes têm demonstrado possuir outras atividades farmacológicas importantes, tais como atividade antibacteriana, anti-viral, antineoplásica, anti-hipertensora e anti-diabética. Este trabalho consiste numa revisão bibliográfica sobre os diversos compostos fenólicos com atividade antioxidante isolados de macroalgas marinhas e que demonstraram vantagens na sua incorporação, quer em formulações cosméticas, quer em medicamentos, debatendo as suas ações farmacológicas, mecanismos de ação e possíveis aplicações futuras.

Étude de la plasticité génomique des algues vertes de l’ordre Chlamydomonadales

Les récents progrès en génomique ont conforté la complexité de l’origine des algues; d’un point de vue de la phylogénie des hôtes de l’endosymbiose, les algues forment un groupe évolutif polyphylétique. Les algues vertes forment deux embranchements majeurs : les Streptophyta et les Chlorophyta. Les chlorophytes comprennent la majorité des algues vertes connues et se regroupent en quatre classes. La première, les Prasinophyceae, occupe la position la plus basale, tandis que l’ordre d’embranchement des trois autres classes (Ulvophyceae, Trebouxiophyceae et Chlorophyceae) demeure encore incertain. Pour clarifier les relations évolutives chez les Clorophyceae, huit génomes chloroplastiques appartenant à la lignée des Chlamydomonadales, lignée majeure des Chlorophyceae, ont été séquencés et analysés. Des études phylogénétiques ont confirmé les classifications préétablies et de nouveaux clades se sont vus formés. Les génomes de ces algues chlorophycéennes ont révélé une architecture conservée avec un certain nombre de caractères spécifiques à la classe des Chlamydomonadales. L’analyse de leurs caractères moléculaires a révélé des génomes marqués par la réduction ou le réarrangement de leur répertoire génomique comparativement aux génomes chloroplastiques des algues vertes plus ancestrales.

Cultivo de microalgas utilizando pentoses como fonte de carbono

As microalgas podem ser consideradas como um dos mais eficientes sistemas biológicos de transformação de energia solar em compostos orgânicos. Quando cultivadas em meios adequados, certas espécies podem duplicar sua biomassa diariamente. Além disso, possuem inúmeras vantagens, como: elevada velocidade de crescimento; potencial para absorver CO2, reduzindo assim a quantidade de emissões deste gás na atmosfera e diminuindo o efeito estufa. O objetivo do trabalho foi estudar o efeito do uso de pentoses no cultivo de Chlorella minutissima, Chlorella vulgaris, Chlorella homosphaera, Dunaliella salina, Spirulina paracas e Synechococcus nidulans, avaliando o perfil cinético do crescimento e a capacidade de produção de carboidratos e proteínas. Para o cultivo das microalgas foram utilizados os meios: Zarrouk, Bristol`S Modificado e DUN. Em todos os meios o componente nitrogenado foi reduzido pela metade e utilizado 1%, 5%, 10%, 20% e 30% de pentoses, com concentrações de xilose e arabinose que representassem as mesmas presentes em caldo hidrolisado do bagaço de cana de açúcar pré-tratado. Os cultivos foram realizados em fotobiorreatores de 2 L, mantidos em estufa a 30 ºC, fotoperíodo de 12h claro/escuro e 2500 Lx, com agitação a uma vazão de 0,75 v.v.m. . O crescimento de biomassa foi monitorado diariamente pela densidade ótica das culturas em espectrofotômetro a 670nm. Foram avaliados parâmetros cinéticos como a concentração máxima de biomassa, produtividade máxima e velocidade específica máxima de crescimento. A determinação do consumo das pentoses foi realizada através da metodologia de Somogy e Nelson, para a determinação de carboidratos foi utilizada uma adaptação do método do ácido 3,5 dinitro salicílico, as proteínas foram quantificadas pelo método de micro-Kjeldahl. Todas as microalgas foram capazes de consumir em no máximo quatro dias as concentrações de pentoses, e logo após esta etapa mixotrófica manter-se em crescimento autotrófico, destacando-se as cepas de Dunaliella salina e Synechococcus nidulans que esgotaram as maiores concentrações utililizadas em dois dias de cultivo. Para as cianobactérias estudadas, Spirulina paracas cultivada com 10% de C5, foi a que obteve os melhores resultados de concentração celular, produtividade e velocidade específica de crescimento máxima, 1,364 g.L-1 , 0,128 g.L-1 .dia-1 e 0,240 dia-1 . Em relação ao efeito na composição da biomassa, Synechococcus nidulans produziu o maior teor de proteínas, 62,9%, nos ensaios com 10% de C5. Já as cepas de Chlorophytas os melhores resultados foram obtidos com o uso de 5% de C5, para os parâmetros cinéticos destacam-se os valores encontrados para Dunaliella salina, onde a maior concentração de biomassa, produtividade e velocidade específica de crescimento foram 1,246 g.L-1 , 0,091 g.L- 1 .dia-1 e 0,379 dia-1 , respectivamente. Chlorella minutissima e Dunaliella salina foram as melhores produtoras de carboidratos, alcançando 58,6%/0,3 g.L-1 e 23,07%/0,29 g.L-1 ,respecivamente. Logo, o uso de pentoses nas microalgas em substituição as fontes tradicionais de carbono, resultou no crescimento das mesmas, o que mostra que estas podem agir como intermediários para a absorção de açúcares de cinco carbonos.

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

Utilização da macroalga Ulva lactuca linnaeus na redução de nutrientes (NH4+,NO3- e PO4-2) provenientes da carcinicultura

Dentre as macroalgas capazes de absorver altas concentrações de N e P dissolvidos na água, destaca-se a Chlorophyta Ulva lactuca, bastante adaptável e resistente às adversidades ambientais, como grandes variações de temperatura, salinidade, matéria orgânica e metais pesados. Trata-se também de uma espécie bastante comum nas áreas intertidais do litoral norte-riograndense. Devido a suas características ecológicas, fisiológicas e nutricionais, foi avaliado nesse estudo, o seu potencial como biofiltro na redução de NH4+, NO3- e PO4-2, tanto em condições controladas como também em um viveiro de camarão. No experimento laboratorial, foram utilizados quatro aquários de vidro de 30 x 20 x 20cm com 10L de água, sendo três aquários experimentais contendo 20g de U. lactuca e um controle. O acréscimo de biomassa foi de 2,92g (22,92 ± 6,29g; p < 0,05) em relação ao inóculo inicial de 20g, sob temperatura (28,50 ± 0,58ºC), salinidade (35,00 ± 0,00 ), pH (8,26 ± 0,02) e luz constante (250 μmol.m2s-1). O crescimento positivo (1,78 ± 4,38%dia-1; p < 0,05), juntamente com a alta eficiência de absorção de amônio (83%; p < 0,001), nitrato (83%; p < 0,001) e ortofosfato (53%; p < 0,001), demonstrou que, nessas condições, a Ulva lactuca absorveu os nutrientes e aumentou sua biomassa. Já no experimento de campo, realizado na fazenda TECNARÃO, situada no município de Arez/RN (06° 11 40 Latitude Sul, e 35º 09 37 Longitude Oeste), foram utilizadas três gaiolas de PVC, posicionadas a 12cm da superfície da água, cada uma com dimensões de aproximadamente 59 x 59 x 15cm, onde foram colocadas 200g de U. lactuca. O ganho de biomassa de 3g (203,00 ± 41,02g; p < 0,001) foi muito semelhante às condições controladas, demonstrando a adaptabilidade da espécie em condições ambientais variáveis, onde, apesar da temperatura pouco variável (27,45 ± 0,64ºC), houve progressiva diminuição de salinidade (25 - 15 ), devido ao período de fortes chuvas (34,70 ± 23,78mm). Somado a isso, foram observados vários fatores biológicos interferindo no viveiro, como a presença de epífitas, organismos endofíticos, fouling e a herbivoria por parte dos próprios camarões. Houve aumento nas concentrações de NH4+ (4,36 ± 1,69 μmol.L-1), NO3- (0,17 ± 0,25μmol.L-1) e PO4-2 (0,41 ± 0,13μmol.L-1), coincidindo com o crescimento da espécie até a terceira semana. Todos os parâmetros ambientais analisados, assim como a biomassa e a Taxa de Crescimento Relativo (TCR), obtidos no campo, apresentaram variações altamente significativas (p < 0,001). As correlações observadas entre biomasa e NH4+ (r = 0,82; p < 0,001) e entre biomassa e PO4-2 (r = 0,87; p < 0,001), indicam que esta espécie é capaz de ter um crescimento satisfatório nas condições eutróficas de um viveiro de camarão, sendo possível seu uso como biofiltro.

The use of mechanical aeration and its effects on water mass

Devido ao crescente aumento do uso de aeradores artificiais em sistema de cultivo de peixes e à carência de estudos nesta área, este trabalho avaliou a influência de um aerador tipo propeller diffuser (AR 120) nas variáveis bióticas e abióticas em um viveiro de engorda de peixe. Foram demarcados três pontos de coleta localizados a 5, 10 e 23 m de distância do aerador, durante 15 dias consecutivos, sendo 5 dias antes do uso do aerador, 5 dias com o aerador ligado e 5 dias com o aerador desligado. As variáveis limnológicas estudadas não apresentaram diferenças significativas (P > 0,05) entre os três pontos de coleta, porém, em relação ao uso do aerador, variáveis como temperatura, transparência, pH, oxigênio dissolvido, bicarbonato, CO2 livre, fósforo total, ortofosfato, amônia, nitrato e nitrito diferiram significativamente (P < 0,05) com a agitação mecânica da água. Já a condutividade, alcalinidade, CO2 total e clorofila a não apresentaram diferenças significativas (P > 0,05) com o uso do aerador. A comunidade fitoplanctônica sofreu influência direta do aerador (P < 0,05), dominada pelas Chlorophyta, representando mais de 70% do total de organismos presentes, seguidas das Cyanophyta e Chrysophyta, porém estas últimas tenderam a aumentar após o uso do aerador, uma vez que estes grupos se adaptam rapidamente às mudanças do ambiente.