Utilize este identificador para referenciar este registo: http://hdl.handle.net/10451/12267
Título: 3D chemotaxonomy of corals using fatty acid biomarkers: latitude, longitude and depth
Autor: Figueiredo, Cátia Alexandra Alves, 1989-
Orientador: Rosa, Rui Afonso Bairrão da, 1976-
Bandarra, Narcisa Maria Mestre
Palavras-chave: Biomarcadores
Corais
Ácidos gordos
Teses de mestrado - 2014
Data de Defesa: 2014
Resumo: A população mundial de corais tem vindo a diminuir ao longo dos anos, tanto em abundância como em diversidade. Esta diminuição deve-se à sobre-exploração dos recursos marinhos, à poluição, à acidificação dos oceanos e ao aquecimento global (principal responsável pelo processo de lixiviação). Sendo que aqueles organismos possuem grande importância ecológica e económica, o interesse no seu estudo tem vindo a aumentar, nomeadamente no que se refere à sua quimiotaxonomia Os hexacorais possuem seis ou menos eixos de simetria na sua estrutura corporal e somente uma linha única de tentáculos. Estes organismos são formados de pólipos individuais, que em algumas espécies vivem em colónias, formando recifes, e podem possuir um esqueleto cálcico rígido, distinguem-se dos octocorais por estes terem um esqueleto interno excretado pela mesogleia e pólipos com oito tentáculos. Entende-se por quimiotaxonomia o método de classificação biológica que se baseia na similaridade e/ou diferença no perfil de certos compostos e nas vias bioquímicas envolvidas na sua síntese, manutenção e obtenção. Estes compostos estudados podem ser proteínas, aminoácidos e lípidos, entre outros. Os lípidos constituem a base estrutural das membranas biológicas, podem atingir até cerca de 40% da biomassa seca de um coral e estão envolvidos numa série de processos bioquímicos e fisiológicos. Desta forma, alterações na composição lipídica reflectem alterações na ecologia, nutrição e saúde dos corais. Por exemplo, o catabolismo das ceras e triacilgliceróis pode fornecer a energia necessária para a respiração e crescimento do organismo quando a obtenção de alimento (ex. fitoplâncton, zooplânkton, matéria orgânica particulada) é reduzida. Os ácidos gordos são os principais componentes dos lípidos e a sua composição é determinada, até um certo nível, pela predisposição genética de uma espécie para a sua biosintese. Apesar do perfil (composição) de ácidos gordos ser, de forma geral, específico de cada espécie de coral, este pode variar dependendo de condições ambientais, da disponibilidade e qualidade de alimento e da composição e presença de simbiontes (zooxantelas) e bactérias. As zooxantelas são algas, geralmente dinoflageladas, que vivem em simbiose com vários invertebrados marinhos, especialmente cnidários. Estas fornecem compostos (maioritariamente lipídicos) aos coraisenquanto usufruem de um meio de suporte onde subsistir. Os corais são organismos politróficos, ou seja, que obtêm os nutrientes essenciais à sua sobrevivência simultaneamente através de uma variedade de mecanismos. Assim sendo, é actualmente aceite que corais zooxantelados podem satisfazer as suas necessidades energéticas por via heterotrófica (plankton e matéria orgânica em suspensão) e autotrófica (produção primária das zooxantelas), esta particularmente valiosa em águas pobres em nutrientes, onde a densidade de plâncton é insuficiente para suportar uma cadeia trófica robusta. As zooxantelas podem apresentar uma composição de ácidos gordos diferente daquela o coral obtém através de outras fontes. Assim, corais zooxantelados e azooxantelados podem exibir diferenças significativas no que diz respeito à sua composição em termos de ácidos gordos. O carbono fixado fotossinteticamente pelas zooxantelas é rapidamente transformado em lípidos que, por sua vez, são transferidos para o tecido do hospedeiro na forma de triacilgliceróis, ceras, e ácidos gordos livres. Esta translocação é a principal fonte de ácidos gordos saturados, logo, a presença de ácidos gordos poli-insaturados é, provavelmente, indicativo de uma fonte de alimentação externa, como de zoo- e fitoplâncton. Muitas famílias de cnidários caracterizam-se pela presença de ácidos gordos pouco usuais. A composição de ácidos gordos é assim, útil em estudos de quimiotaxonomia neste grupo de organismos e torna possível uma clara distinção de espécimes de acordo com a sua ordem, família, e em alguns casos género. Com o objectivo de contribuir para uma melhor compreensão das relações quimiotaxonómicas de: i)hexacorais e octocorais, ii) corais zooxantelados e azooxantelados, iii) corais costeiros e do mar profundo, compilou-se primariamente (numa meta-análise) os dados disponíveis (literatura científica) referentes à composição de ácidos gordos de 27 espécies (35 espécimenes) de hexacorais e 39 espécies (47 espécimenes) de octocorais.Posteriormente, analisou-se o perfil de ácidos gordos de 34 outras espécies de hexacoral e octocoral oriundas do Brazil, México, Seychelles, Portugal e Vietnam, e adicionou—se essa informação à meta-análise. Numa primeira abordagem, compararam-se os perfis de ácidos gordos de hexa- e octocorais, obtendo-se uma clara separação entre estes dois grupos, principalmente através dos ácidos gordos 24:5n-6 e 24:6n-3, apenas presentes em octocorais. O ácido gordo 20:4n-6 também desempenhou um papel importante nesta separação, podendo ser adoptado como um marcador útil na quimiotaxonomia de hexa- e octocorais. De seguida realizou-se uma análise dos hexacorais numa perspectiva espacial e taxonómica (Ordem). Não se obteve qualquer separação; i.e., os ácidos gordos utilizados naquela não foram úteis no estudo daquimiotaxonomia deste grupo de corais. No entanto, um cenário diferente foi observado para os octocorais. Neste grupo foi obtida uma clara separação entre alcionários, penatulários e gorgónias. As gorgónias apresentaram-se mais próximas dos alcionários, enquanto os penatulários formaram um grupo bem individualizado e mais distante. Os alcionários são, desta forma, bioquimicamente mais próximos das gorgónias, indicando uma evolução divergente mais recente. Uma separação espacial foi também conseguida, revelando as espécies de regiões temperadas em costas Oeste de alta produção primária marinha (Portugal e Califórnia) como detentoras de uma geralmente maior quantidade de 20:5n-3, ácido gordo originário de fitoplâncton, disponível em maiores quantidades nestas regiões. Como esperado, o ácido gordo 18:4n-3, um dos principais ácidos gordos encontrados em zooxantelas, geralmente presente em maior quantidade nos alcionários com zooxantelas, contribuiu para a sua separação relativamente aos alcionários azooxantelados. Por fim, uma separação espacial (incluindo a componente profundidade) foi conseguida com gorgónias. As gorgónias do mar profundo, quando comparadas com as de baixa profundidade da costa de Portugal, demonstraram uma menor percentagem quantitativa de todos os ácidos gordos estudados, confirmando que a temperatura, a ausência de luz e a disponibilidade de alimento afectam o perfil de ácidos gordos dos corais. Em conclusão, esta dissertação contribui significativamente para a compreensão da quimiotaxonomia de hexa- e octocorais oriundos de diferentes oceanos e tipos de habitat, incluindo diferentes zonas climáticas e batimétricas.
Corals have the ability to biosynthesize specific sets of fatty acids (FA) and their content is also known to be influenced by food intake, presence of symbiotic zooxanthellae and bacteria. Additionally, environmental conditions such as light intensity and water temperature were also shown to affect FA profiles of corals. To uncover differences in FA composition of corals from different climatic zones (e.g. temperate, subtropical and tropical) and distinct habitats (e.g. coral reefs, intertidal and subtidal zones, and deep-sea environments), we studied the FA profile of 41 species and performed a comparison with that of 66 species, available in the literature. Five (n-6) and five (n-3) PUFAs (18:2n-6, 18:4n-3, 20:4n-6, 20:5n-3, 22:4n-6, 22:5n-6, 22:5n-3, 22:6n-3, 24:5n-6, 24:6n-3) were used for the meta-analyses and consequent multivariated tests, namely Principal Component Analyses (PCA). We show a clear separation between hexa- and octocorals (mainly due to 20:4n-6, 24:5n-6 and 24:6n-3), but the selected PUFAs were not suitable for the separation of hexacorals at the order level (Zoanthidea and Scleractinia). On the other hand, a clear separation was achieved in octocorals. Within this group, gorgonians were placed closer to the other alcyonaceans because they are biochemically closer, indicating a recent evolutionary divergence within Octocorallia. Also, a clear separation between shallow and deep-sea gorgonians was achieved. The latter generally showed a lower content of the selected FAs, highlighting the different and scarcer sources of energy available to deep-sea organisms. Summing up, the present dissertation increased significantly the existing knowledge about the chemotaxonomy of corals, by expanding it to other oceanic regions (i.e. North and South Atlantic Ocean) and habitats (e.g. abyssal plains).
Descrição: Tese de mestrado. Biologia (Ecologia Marinha). Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2014
URI: http://hdl.handle.net/10451/12267
Designação: Mestrado em Biologia (Ecologia Marinha)
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