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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.21.2017.tde-21022017-152905
Document
Author
Full name
Arthur de Albuquerque Tenorio
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2016
Supervisor
Committee
Sumida, Paulo Yukio Gomes (President)
Coutinho, Ricardo
Ramos, Bárbara Segal
Title in Portuguese
Mudanças entre autotrofia e heterotrofia em corais construtores de recifes Mussismilia hispida: abordagem utilizando ácidos graxos marcadores tróficos
Keywords in Portuguese
Symbiodinium
Autotrofia
Branqueamento
Coral
FATM
Heterotrofia
Mixotrofia
Abstract in Portuguese
Os recifes de coral estão entre os ambientes marinhos mais produtivos e ricos em biodiversidade. Esta biodiversidade está em parte associada a complexas estruturas formadas por corais escleractíneos. Apesar da importância ecológica, social e econômica dos recifes de corais, eles são expostos a várias ameaças relacionadas às atividades humanas. Dentre os impactos antrópicos em recifes, o branqueamento, ou perda de zooxantelas, é o mais notável e é diretamente relacionado à mortalidade dos corais. Por possuírem uma associação simbiótica com essas zooxantelas, alguns corais escleractíneos são considerados mixotróficos, caracterizados por modos de alimentação autotrófico (através de simbiose com o dinoflagelado Symbiodinium) e heterotrófico (predação sobre zooplâncton). Alguns estudos comprovam que corais com maior capacidade de alimentação heterotrófica são mais resistentes ao branqueamento e, consequentemente, às alterações climáticas. A fim de analisar se o coral escleractíneo Mussismilia hispida, é capaz de alternar seu modo nutricional entre predominante autotrófico e predominante heterotróficos, dezoito colônias foram amostradas ao longo de um ano. Marcadores Tróficos de Ácidos Graxos (FATM, na sigla em inglês) foram utilizados para determinar a fonte nutricional de carbono em tecido de corais. A concentração de células de Symbiodinium e a temperatura local também foram avaliadas. Branqueamento foi observado nos meses mais quentes do ano, quando a concentração de Symbiodinium diminuiu, voltando a aumentar nos meses mais frios. O marcador para dieta heterotrófica CGA (C20: 1ω9) foi encontrado em amostras de zooplâncton de toda a área de estudo. Em laboratório, colônias sem acesso a zooplâncton apresentaram perda significativa deste marcador após 10 dias. Amostras de colônias naturalmente branqueadas não apresentaram nenhum vestígio dos marcadores de autotrofia SDA (18: 4ω3) e DPA (22: 5ω3), mas continham tanto CGA e DHA (22: 6ω3). Isso confirmou que SDA e DPA são marcadores autotróficos viáveis e CGA é um marcador de heterotrofia. FATM relacionados com autotrofia apresentaram padrão semelhante ao observado para as concentrações de Symbiodinium e foram positivamente correlacionados com a densidade numérica de simbiontes e negativamente com a temperatura. Para explorar os dados de concentração dos FATM, o Índice Trófico de Corais foi desenvolvido para exibir as alternâncias entre modos nutricionais. Mussismilia hispida de fato alterna entre predominância de modo nutritivo ao longo do ano, sendo mais heterotrófica em períodos mais quentes e em condições climáticas adversas, porem na maior parte do ano é predominantemente autotrófica. A validação dos ácidos graxos marcadores tróficos específicos como referência para autotrofia e heterotrofia em corais abre perspectivas para novos estudos em ecologia trófica bêntica em recifes de coral. Este trabalho também inclui o primeiro monitoramento de um ano do comportamento alimentar em um coral hermatípico no Atlântico Sul e o acompanhamento de um evento de branqueamento.
Title in English
Shifts between autotrophy and heterotrophy in the reef-building coral Mussismilia hispida: an approach using fatty acid trophic markers
Keywords in English
Symbiodinium
Autotrophy
Bleaching
Coral
FATM
Heterotrophy
Mixotrophy
Abstract in English
Coral reefs are among the most productive and biodiverse marine environments. This remarkable biodiversity is partly associated to the complex structures formed by scleractinian corals. Despite the ecological, social and economic importance of coral reefs, they are constantly exposed to several threats mainly related to human activities. Climate changes are one of the most notable impacts of human activity related to coral mortality, mainly due to coral bleaching. Some scleractinian corals are proved to be mixotrophs, displaying both autotrophic (through Symbiodinium) and heterotrophic (predation on zooplankton) nutrition modes. Many studies emphasize that corals with greater capability of heterotrophic feeding are more resilient to bleaching and consequently to climate change. In order to analyze whether the endemic scleractinian coral Mussismilia hispida is capable of shifting from predominant autotrophic and predominant heterotrophic in Ubatuba-SP, 18 colonies were sampled monthly for 12 months. The Fatty Acid Trophic Markers (FATM) approach was used to determine the source of carbon on coral tissues. Symbiodinium cell density and local seawater temperature were also assessed. A mild bleaching was observed showing a decrease in Symbiodinium numerical density during warmer months, but increasing in colder months. Reference samples validated the relation between all selected FATM and its corresponding nutritional mode. The heterotrophic feeding marker CGA (C20:1ω9) was found in zooplankton samples collected throughout the study area. Laboratory starved colonies (no access to zooplankton) lost any trace of this marker after 10. Samples from naturally bleached colonies presented no traces of the autotrophic feeding markers SDA (18:4ω3) and DPA (22:5ω3), but contained both CGA (C20:1ω9) and DHA (22:6ω3). These results confirmed that the FATM analyzed where reliable trophic markers. Autotrophic FATM presented a pattern similar to that observed for Symbiodinium concentration in M. hispida tissues and were positively correlated with the symbiont and negatively with temperature. The Coral Trophic Index showed that M. hispida undergoes shifts in nutritional modes along the year, being more heterotrophic in adverse conditions. The validation of specific FATM as proxies for autotrophic and heterotrophic feeding in corals opens new perspectives for further studies in benthic trophic ecology in coral reefs. This work also presents the first yearlong monitoring of the feeding behavior in a hermatypic coral in the South Atlantic and the monitoring of a mild bleaching event.
 
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Release Date
2019-02-21
Publishing Date
2017-02-22
 
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