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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.59.2011.tde-17012012-103408
Document
Author
Full name
Paula Kasten
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Ribeirão Preto, 2011
Supervisor
Committee
Flores, Augusto Alberto Valero (President)
Barreto, Luiz Silveira Menna
Lopes, Rubens Mendes
Title in Portuguese
Ritmicidade da emissão de propágulos em Chthamalus bisinuatus (Pilsbry, 1916): componentes endógenas e exógenas
Keywords in Portuguese
Chthamalus bisinuatus
emissão larval
muda
ritmos de emissão
ritmos endógenos
Abstract in Portuguese
A sincronização reprodutiva em invertebrados marinhos é comum, e organismos do entremarés se valem de pistas exógenas, como os ciclos ambientais gerados pelos movimentos da Terra e da Lua, na sincronização de uma componente endógena que colocará em fase pelo menos uma etapa do ciclo reprodutivo. Em estudos anteriores com cracas, notou-se uma clara relação entre emissão larval e elevada produção fitoplanctônica, enquanto outros apontam uma estrita relação com os regimes de maré e fases da lua. Neste projeto pretendeu-se detectar as variáveis ambientais associadas à ritmicidade da emissão naupliar na craca Chthamalus bisinuatus em condições constantes de laboratório, permitindo, então, a detecção de uma componente endógena associada a tal atividade e acompanhar a mesma atividade em campo, podendo associar quais condições ambientais em tempo real influenciam essa etapa do ciclo reprodutivo. Para esses objetivos, populações foram submetidas a testes em condições constantes de laboratório, sendo as variáveis temperatura, fotoperíodo e tempo de imersão testados isoladamente e conjugados dois a dois. Em campo, populações do cirripédio tiveram monitoradas por um período de 32 dias, durante o qual a atividade de emissão larval, e as variáveis temperatura, fluxo de água e concentração de clorofila-a foram medidas a fim de se estabelecer uma relação entre as emissões e tais variáveis. Os resultados indicam a existência de uma componente endógena marcando o ritmo de emissão larval e da atividade de muda sincronizada com o ciclo de amplitude de maré (14.4 dias), bem como um papel relevante da ação sinérgica da oscilação ultradiana da altura da maré e da temperatura como modulador da sincronização de tais atividades. Em campo, os eventos extremos de temperatura, a concentração de clorofila-a (um indicador da disponibilidade de alimentos para os adultos) e o fluxo de água atuaram como indutores da emissão larval em um intervalo antecedente de 1 e 6 dias para as duas primeiras variáveis, e um intervalo de 1 a 3 dias posteriores para a última variável, provando, então, serem importantes na determinação do momento da emissão larval. Portanto, se conclui que ritmos endógenos associados à amplitude de maré podem explicar parcialmente o padrão circa semilunar centrado nos períodos de quadratura examinados em outras populações, mas, como é mostrado aqui, tal ritmicidade pode ser interrompida por variações de temperatura, disponibilidade de alimento e intenso fluxo de água. Discute-se que o primeiro efeito pode estar relacionado a mecanismos fisiológicos que garantem a reprodução de indivíduos submetidos a maiores riscos de mortalidade, e que a alimentação é um recurso limitante para a reprodução da população estudada. Em uma escala temporal menor, a ritmicidade endógena, sincronizada pela combinação de temperatura e tempo de imersão, favorece a emissão larval em períodos de maré-alta. Na ausência de outros fatores ambientais que controlam a emissão, uma componente endógena permitirá a emissão larval nos momentos de maré-alta dos períodos de quadratura, o que promoveria a retenção na linha de costa e minimizaria o risco de encalhe.
Title in English
Propagule emission rhythm in Chthamalus bisinuatus: endogenous and exogenous components.
Keywords in English
Chthamalus bisinuatus
endogenous rhythms
larval release
moult
release rhythms.
Abstract in English
Synchronized reproduction is common among marine invertebrates, and intertidal organisms make use of exogenous cues, such as environmental cycles generated by the movements of the Earth and Moon, to synchronize their biological clocks in phase with such oscillations, at least in one stage of the reproductive cycle. In previous reports on barnacle rhythms, some studies have stressed a clear relationship between larval emission and high phytoplankton production, while others indicate a close relationship with the regimes of tide and moon phases. In this project we intended to detect environmental variables associated with the rhythmic larval release activity in the barnacle Chthamalus bisinuatus, both in constant laboratory conditions, allowing the detection of an endogenous component associated with such activity, and in the field, by monitoring larval release and other environmental conditions that might influence the reproductive cycle. For such purposes, populations were tested in constant laboratory conditions, where the variables temperature, photoperiod and time of immersion were tested both alone and combined in pairs, and in the field, by monitoring reproductive activity in populations of these cirripedes for 32 days, together with temperature, water flow, and chlorophyll-a concentration, as to establish relationships between larval release and these variables. The results indicate the existence of an endogenous component setting the rhythm of emission and larval molt activity synchronized with the cycle of tidal range (14.4 days), and the use of tides and daily fluctuations in temperature as cues in the synchronization of ultradian release activities. In the field, extremes of temperature, peaks of chlorophyll-a concentration (a proxy of food availability for adults) and water flow, triggered naupliar release 1 and 6 days ahead, for the first two variables, and 1 and 3 days before for the last one, thus proving to be important variables in determining the time of larval emission. Therefore, it is concluded that endogenous tidal-amplitude rhythms may partly explain sharp fortnight patterns centered at neap-tide periods in populations examined elsewhere, but, as shown herein, such rhythmicity may be disrupted by variations of temperature, food availability and intense water flow. It is argued that the first effect may be related to a physiological mechanism ensuring reproduction in individuals at a higher mortality risk, and that food is a limiting resource for reproduction in the study population. In a shorter time scale, endogenous rhythmicity, entrained by the combined control of temperature and immersion time, favors high-tide larval release. In the absence of other environmental release-inducing factors, endogenous timing would lead to high-tide release during neap periods, which would favor coastal retention and minimize stranding risk.
 
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Paula_Kasten.pdf (1.13 Mbytes)
Publishing Date
2012-08-06
 
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