Effects of ocean acidification on growth and physiology of Ulva lactuca (Chlorophyta) in a rockpool-scenario, link to supplementary data

Rising atmospheric CO2-concentrations will have severe consequences for a variety of biological processes. We investigated the responses of the green alga Ulva lactuca (Linnaeus) to rising CO2-concentrations in a rockpool scenario. U. lactuca was cultured under aeraton with air containing either preindustrial pCO2 (280µatm) or for the end of the 21st century predicted (700µatm) pCO2 for 31 days. We addressed the following question: Will elevated CO2-concentrations affect photosynthesis (net photosynthesis, rETR(max), Fv/Fm, pigment composition) and growth of U. lactuca in rockpools with limited water exchange? Two phases of the experiment were distinguished: In the initial phase (day 1-4) the Seawater Carbonate System (SWCS) of the culture medium could be adjusted to the selected atmospheric pCO2 condition by continuous aeration with target pCO2 values. In the second phase (day 4-31) the SWCS was largely determined by the metabolism of the growing U. lactuca biomass. In the initial phase, Fv/Fm and rETR(max) were only slightly elevated at high CO2-concentrations whereas growth was significantly enhanced. After 31 days the Chl a content of the thalli was significantly lower under future conditions and the photosynthesis of thalli grown under preindustrial conditions was not dependent on external carbonic anhydrase. Biomass increased significantly at high CO2-concentrations. At low CO2-concentrations most adult thalli disintegrated between day 14 and 21, whereas at high CO2-concentrations most thalli remained integer until day 31. Thallus disintegration at low CO2-concentrations was mirrored in a drastic decline in seawater DIC and HCO3-. Accordingly, the SWCS differed significantly between the treatments. Our results indicated a slight enhancement of photosynthetic performance and significantly elevated growth of U. lactuca at future CO2-concentrations. The accelerated thallus disintegration at high CO2-concentrations under conditions of limited water exchange indicates additional CO2 effects on the life cycle of U. lactuca when living in rockpools.

Ulva atroviridis; Ulvaceae

Enteromorpha atroviridis (Levring) M.J.Wynne

Drifting blooms of the endemic filamentous brown alga Hincksia sordida at Noosa on the subtropical east Australian coast

Since 2002, the usually uncommon endemic filamentous brown alga Hincksia sordida (Harvey) Silva (Ectocarpales, Phaeophyta) has formed nuisance blooms annually during spring/early summer at Main Beach, Noosa on the subtropical east Australian coast. The Hincksia bloom coincides with the normally intensive recreational use of the popular bathing beach by the local population and tourists. The alga forms dense accumulations in the surf zone at Main Beach, giving the seawater a distinct brown coloration and deterring swimmers from entering the water. Decomposing algae stranded by receding tides emit a nauseating sulphurous stench which hangs over the beach. The stranded algal biomass is removed from the beach by bulldozers. During blooms, the usually crowded Main Beach is deserted, bathers preferring to use the many unaffected beaches on the Sunshine Coast to the south of Main Beach. The bloom worsens with north-easterly winds and is cleared from Noosa by south easterly winds, observations which have prompted the untenable proposal by local authorities that the bloom is forming offshore of Fraser Island in the South Pacific Ocean. The Noosa River estuarine system/Laguna Bay is the more probable source of the bloom and the nutrient inputs into this system must be substantial to generate the high bloom biomass. Current mitigation procedures of removing the blooming alga off the beach with bulldozers treat the symptom, not the cause and are proving ineffective. Environmental management must be based on science and the Noosa bloom would benefit greatly from the accurate ecological data on which to base management options. (c) 2006 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Extração, caracterização e prospecção de atividades farmacológicas de polissacarídeos sulfatados da macroalga verde Caulerpa prolifera

This study aimed to extract, characterize and conduct a prospective analysis of pharmacological activities of sulfated polysaccharides from green seaweed Caulerpa prolifera. Seven fractions (CP-0.3/CP-0.5/CP-0.7/CP-0.9/CP-1.1/CP-1.5/CP-2.0) were obtained from C. prolifera by alkaline proteolysis followed by sequential precipitation in acetone. The physicochemical analyzes indicated that C. prolifera synthesizes a homogalactan (CP-0.9) and different populations of sulfated heteropolysaccharides. In the analysis of anticoagulant activity, all fractions except CP-0.3, influenced the intrinsic coagulation pathway. All fractions showed antioxidant activity in six different assays being more pronounced in hydrogen peroxide scavenging assay, especially CP-0.3, CP-0.7 and CP-0.9 (which obtained 61% of hydrogen peroxide scavenging), in ferric chelation assay (especially CP-0.9 with 56% chelation) and cupric chelation assay (especially CP-2.0 with 78% chelation). With respect to immunomodulatory activity, the presence of CP-0.3, CP-0.7 and CP-0.9 showed an immunogenic potential, increasing the production of nitric oxide (NO) by 48, 142 and 163 times, respectively. Conversely, the NO synthesis fell 73% after the activation of macrophages by LPS, incubated concurrently with CP-2.0. The anti-adipogenic activity of the fractions was also evaluated and CP-1.5 was able to reduce the differentiation of pre-adipocytes (3T3-L1) into adipocytes by 60%, without affecting the cell viability. The fractions CP-0.3, CP-0.5 and CP-0.9 reduced the viability of the HeLa cells (human cervical adenocarcinoma) by 55% and CP-1.5 reduced the viability of the 786-0 cells (human renal adenocarcinoma) by 75%. Leishmanicidal activity and microbicide effect against Carbapenem-resistant Klebsiella pneumoniae (KPC) have not been identified. However, the viability of Staphylococcus epidermidis was reduced by 23.8% in the presence of CP -1.5. All fractions were able to change the formation of calcium oxalate crystals. CP-0.3, CP-0.5 and CP-1.1 only promoted the formation of COD type crystals with a very small size (1 μm). Confocal microscopy and zeta potential data of crystals formed in the presence of the samples showed that the polysaccharides present in the fractions must interact with calcium ions present throughout the crystal lattice, affecting the growth and morphology of crystals The results described herein indicate that the fractions rich in polysaccharides obtained from the green seaweed C. prolifera present a multi therapeutic potential, and subsequent purification steps, as well as research on the mechanisms of action by which these polymers act should be investigated.

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.

Chemical composition of cultivated seaweed ulva clathrata (Roth) C. Agardh

Samples of cultivated Ulva clathrata were collected from a medium scale system (MSS, 1.5 1.5 m tank), or from a large scale system (LSS, 0.8 ha earthen pond). MSS samples were dried directly while the LSS sample was washed in freshwater and pressed before drying. Crude protein content ranged 20–26%, essential amino acids accounting for 32–36% of crude protein. The main analysed monosaccharides were rhamnose (36–40%), uronic acids (27–29%), xylose (10–13%) and glucose (10–16%). Some notable variations between MSS and LSS samples were observed for total dietary fibre (26% vs 41%), saturated fatty acids (31% vs 51%), PUFAS (33% vs 13%), carotenoids (358 vs 169 mg kg1 dw) and for Ca (9 vs 19 g kg1 ), Fe (0.6 vs 4.2 g kg1 ), Cu (44 vs 14 mg kg1 ), Zn (93 vs 17 mg kg1 ) and As (2 vs 9 mg kg1 ). The chemical composition of U. clathrata indicates that it has a good potential for its use in human and animal food.

Sulphated polysaccharides from Ulva clathrata and Cladosiphon okamuranus seaweeds both inhibit viral attachment/entry and cell-cell fusion, in NDV infection

Sulphated polysaccharides (SP) extracted from seaweeds have antiviral properties and are much less cytotoxic than conventional drugs, but little is known about their mode of action. Combination antiviral chemotherapy may offer advantages over single agent therapy, increasing efficiency, potency and delaying the emergence of resistant virus. The paramyxoviridae family includes pathogens causing morbidity and mortality worldwide in humans and animals, such as the Newcastle Disease Virus (NDV) in poultry. This study aims at determining the antiviral activity and mechanism of action in vitro of an ulvan (SP from the green seaweed Ulva clathrata), and of its mixture with a fucoidan (SP from Cladosiphon okamuranus), against La Sota NDV strain. The ulvan antiviral activity was tested using syncytia formation, exhibiting an IC50 of 0.1 μg/mL; ulvan had a better anti cell-cell spread effect than that previously shown for fucoidan, and inhibited cell-cell fusion via a direct effect on the F0 protein, but did not show any virucidal effect. The mixture of ulvan and fucoidan showed a greater anti-spread effect than SPs alone, but ulvan antagonizes the effect of fucoidan on the viral attachment/entry. Both SPs may be promising antivirals against paramyxovirus infection but their mixture has no clear synergistic advantage

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.

Agglutinins from marine macroalgae of the southeastern United States

Protein extracts from 22 species of marine macroalgae from Florida and North Carolina were compared for their abilities to agglutinate sheep and rabbit erythrocytes. Protein extracts from 21 algal species agglutinated rabbit erythrocytes compared to 19 for sheep erythrocytes. However, agglutination by brown algal extracts was variable. The agglutination produced by protein extracts from Dictyota dichotoma could be blocked by addition of polyvinylpyrrolidone. Protein extracts from North Carolina macroalgae were also tested against five bacterial species. Three of these agglutinated bacterial cells. Ulva curvata and Bryopsis plumosa agglutinated all five species. Protein extracts from five species of Florida algae were tested for their effects on mitogenesis in mouse splenocytes and human lymphocytes. Gracilaria tikvahiae HBOI Strain G-5, Ulva rigida and Gracilaria verrucosa HBOI Strain G-16S stimulated mitogenesis in mouse splenocytes, while Gracilaria tikvahiae HBOI Strain G-16stimulated mitogenesis in human lymphocytes.

The host range of four new biotypes of Dactylopius tomentosus (Hemiptera: Dactylopiidae) from southern USA and their potential as biological control agents of Cylindropuntiaspp.(Cactaceae) in Australia: Part II.

Eight Cylindropuntia species have naturalised in Australia and pose serious economic, environmental and social impacts. Two biotypes of Dactylopius tomentosus have been used as bio-control agents to control different Cylindropuntia species. The host range of four additional biotypes of Dactylopius tomentosus from southern USA was investigated. Feeding and development were restricted to the genus Cylindropuntia. However, they showed differences in specificity within this genus and some biotypes discriminated between the provenances of C. rosea and C. tunicata. Efficacy trials were conducted to determine whether populations of each biotype could be sustained on the naturalised Cylindropuntia species and if these populations could retard the growth or kill these plants. The acanthocarpa biotype offers potential control of C. rosea (Lorne Station), while the cylindropuntia sp. biotype shows great potential to control C. rosea (Grawin). The cylindropuntia sp. biotype also had a high impact on C. kleiniae and C. imbricata, and a moderate impact on C. leptocaulis and C. prolifera. The acanthocarpa X echinocarpa biotype had its greatest impact on C. tunicata (Grawin), killing this plant in 18 weeks. A fourth biotype, leptocaulis, was damaging to some species, but was less effective than the other biotypes. Cylindropuntia spinosior is the only naturalised species in Australia where no effective biocontrol agent has been found.

Petrarca y los De viris illustribus

Anejos de Veleia, Series Minor, 26. Editado por Vitalino Valcárcel.

Impacto de las aguas residuales urbanas sobre las comunidades de macroalgas intermareales: caso practico en la Reserva de la Biosfera de Urdaibai

[ES] Las aguas residuales domésticas asociadas a los núcleos urbanos se encuentran entre los principales impactos antrópicos que amenazan la biodiversidad de los ecosistemas costeros. El presente trabajo tiene como objetivo evaluar el impacto de aguas residuales provenientes de la población de Bermeo sobre las comunidades intermareales de la parte mas externa de la Reserva de la Biosfera de Urdaibai. Para ello se ha contrastado la estructura de la vegetación bajo la influencia del emisario con la existente en cuatro localidades control en los años 2013 y 2014. Los resultados reflejan diferencias en la composición de la flora intermareal entre la localidad impactada y las localidades no afectadas por la contaminación. La localidad impactada queda caracterizada por la proliferación de algas filamentosas (Bachelotia antillarum) y clorófitos (Ulva intestinalis), así como de rodofíceas cespitosas con corticación simple (Gellidium pusillum, Gellidium pulchellum y Caulacanthus ustulatus). Por el contrario, en las localidades control son abundantes las especies perennes de gran porte y morfología compleja (Bifurcaria bifurcata, Cystoseira tamariscifolia, Halopteris spp. y Gelidium corneum). La calcárea Coralina elongata, estaba presente tanto en las localidades control como en la localidad impactada. Por otra parte, los análisis de la varianza realizados detectaron una elevada variabilidad espacio-temporal en la composición multivariable de la vegetación intermareal de las estaciones control, lo cual restó poder estadístico para detectar las diferencias entre la localidad impactada y los controles. Este resultado pone de manifiesto la dificultad e importancia de elegir controles apropiados para detectar impactos ambientales. Este estudio ha proporcionado la información necesaria sobre el estado ecológico de las comunidades en la situación pre-operacional de la EDAR de Lamiaran (Bermeo), lo cual permitirá evaluar en un futuro la eficacia del tratamiento de las aguas en términos de recuperación biológica.

Shrimp disease management using bioactive marine secondary metabolites: an eco-friendly approach

Vibriosis caused by opportunistic and secondary bacterial pathogens is still a serious disease problem in aquaculture of the black tiger shrimp Penaeus monodon. Attempts were made for controlling shrimp bacterial disease using Marine Secondary Metabolites (MSMs). Findings indicated that the MSMs of seaweed Ulva fasciata and Dendrilla nigra are effective for controlling shrimp bacterial pathogens.

Alterações da expressão da proteína PHEX na Hanseníase

A hanseníase é uma doença infecciosa causada pelo Mycobacteruim leprae, um bacilo intracelular obrigatório, que prolifera principalmente na pele e nos nervos periféricos no interior de células como macrófagos e células de Schwann. A transmissão ocorre por meio das mucosas das vias respiratórias, provavelmente por aerossóis expelidos por indivíduos infectados. O homem é o seu hospedeiro natural sendo a multiplicação do bacilo muito lenta, com um período de geração estimado de 14 dias. Apesar da mínima variação no genoma do M. leprae, a doença é caracterizada por um espectro de formas clínicas bem definido, decorrente da capacidade de resposta imune do hospedeiro. Em pacientes classificados como multibacilares (MB) a doença é disseminada, com inúmeras lesões de pele e proliferação bacilar considerável. Nesses indivíduos ocorre hiporresponsividade celular ao M. leprae. Nas formas paucibacilares (PB), os pacientes apresentam uma ou poucas lesões, a carga bacilar é pequena e, às vezes não observada por meio da baciloscopia tradicional e ocorre resposta imune patógeno-específica. As incapacidades físicas nos pacientes decorrem da neuropatia e osteopatia e podem ser irreversíveis. Essas deformidades podem avançar mesmo após a diminuição da carga bacilar com o final do tratamento poliquimioterápico. A presente tese teve por objetivo estudar as implicações da proteína PHEX nas alterações fisiopatológicas da hanseníase, em especial as alterações ósseas. A proteína PHEX (Phosphate-regulating gene with Homologies to Endopeptidase on the X chromosome) é expressa em várias células humanas e, no primeiro artigo que compõe essa tese, demonstramos que o M.leprae leva à diminuição da expressão de PHEX em linhagens de células de Schwann e osteoblastos humanos. Este efeito foi igualmente causado por outras espécies de micobactérias. No segundo manuscrito ora submetido, observamos que em leucócitos sanguíneos de pacientes hansenianos também ocorreu modulação negativa de PHEX. Este efeito não se relacionou com a capacidade de produção de citocinas inflamatórias frente ao M. leprae in vitro ou com alterações bioquímicas. O efeito inibidor da mineralização ocasionado pela modulação negativa de PHEX talvez contribua para a doença óssea da hanseníase, auxiliando a explicar a capacidade do M. leprae de penetrar e sobreviver no osso.

First record of Holothuria (Platyperona) difficilis Semper, 1868 (Echinodermata:Holothuroidea) from the northern Arabian Sea (Pakistan)

During the 1994 winter collections, a small holothurian was collected from the rocky shore of Buleji (24°50'N, 66°53'E). It was attached to the green seaweed, Ulva fasciata and was not immediately noticed due to the same basic colour of the body as that of the seaweed. For identification a microscope slide of the spicules was prepared by placing a small piece of skin on a slide and treating it with (3.5%) sodium hypo-chloride (common household bleach). The specimen was identified as Holothuria (Platyperona) difficilis Semper, 1868.