Sinularia Flexibilis
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Universidade de Aveiro Departamento de Biologia 2013 RUI JORGE MIRANDA Efeito da iluminação no cultivo ex situ de corais ROCHA simbióticos Effect of light on ex situ production of symbiotic corals Universidade de Aveiro Departamento de Biologia 2013 RUI JORGE MIRANDA Efeito da iluminação no cultivo ex situ de corais ROCHA simbióticos Effect of light on ex situ production of symbiotic corals Tese apresentada à Universidade de Aveiro para cumprimento dos requisitos necessários à obtenção do grau de Doutor em Biologia, realizada sob a orientação científica do Doutor Ricardo Calado, Investigador Principal no Departamento de Biologia da Universidade de Aveiro, do Professor Doutor João Serôdio, Professor Auxiliar do Departamento de Biologia da Universidade de Aveiro, e do Doutor Newton Gomes, Investigador Principal no Departamento de Biologia da Universidade de Aveiro. Rui J. M. Rocha was supported by a PhD scholarship (SFRH/BD/46675/2008) funded by Fundação para a Ciência e Tecnologia, Portugal (QREN-POPH - Type 4.1 – Advanced Training, subsidized by the European Social Fund and national funds MCTES). Dedico este trabalho a Leonor, minha filha. Em memória do meu avô Alberto Miranda. o júri / the jury president / president Doutor Carlos Fernandes da Silva, Professor Catedrático, Universidade de Aveiro vogais / members Doutora Maria Teresa Coelho Pais Vieira Dinis Professora Catedrática, Centro de Ciências do Mar, Universidade do Algarve Doutor Amadeu Mortágua Velho da Maia Soares Professor Catedrático, Universidade de Aveiro Doutor Jorge Miguel Luz Marques da Silva Professor Auxiliar, Faculdade de Ciências, Universidade de Lisboa Doutor João António de Almeida Serôdio Professor Auxiliar, Universidade de Aveiro (coorientador) Doutor Ricardo Jorge Guerra Calado Investigador Principal, Universidade de Aveiro (orientador) Doutor Newton Carlos Marcial Gomes Investigador Principal, Universidade de Aveiro (coorientador) Agradecimentos Decorridos 4 anos e poucos meses após ter iniciado os trabalhos para a realização desta tese, muitas são as pessoas a quem sinto vontade de expressar o meu agradecimento. No entanto, este período não se resume apenas a 4 anos, muito do que vivi nos 30 anos que antecederam o início desta etapa teve sobre ela uma grande influência, e influenciará também os anos que se seguem. Como tinha de começar por algum ponto, decidi começar pelo princípio. Tive o privilégio de nascer e crescer além Tejo, num ambiente rural, em que o rio que trazia o mar fazia com a terra uma ligação perfeita. Numa infância que teve como principais atividades lúdicas subir árvores, pescar, caçar ou apanhar fruta (de preferência nos pomares vizinhos), tive a felicidade de crescer em proximidade com pais e avós, de quem fui adquirindo os ensinamentos e princípios que me foram transmitindo, tentando ainda hoje seguir a linha das pessoas simples e genuínas, que foram e sempre serão os meus pilares. Mas, antes da sexta vindima tive de iniciar outra fase de aprendizagem, 4 anos muito felizes numa escola primária, dos quais ainda guardo carinhosamente o nome da professora Vanda. Oito anos depois, o ingresso no curso de Biologia Marinha e Pescas na Universidade do Algarve viria também a marcar estes anos de vida. Para além dos amigos de longa data, as aulas de aquacultura e a professora Maria Teresa Dinis viriam a marcar-me de uma forma extraordinariamente positiva, contribuindo preponderantemente para o futuro que fui seguindo. Em 2009, pela mão do Ricardo Calado, iniciei esta etapa que está prestes a terminar. Assumimos o risco de conciliar trabalho com amizade, e felizmente correu bem, com todos os altos e baixos chegámos ao fim deste período com uma amizade ainda mais sólida, para além de projetos em mente para o futuro. Através do Ricardo consegui a coorientação do João Serôdio e do Newton Gomes, duas pessoas que desempenharam um papel importante na minha aprendizagem, a todos os níveis. Este período em Aveiro levou-me ao encontro de pessoas fantásticas, que contribuíram de diversas formas para que estes quatro anos se tornem inesquecíveis. Ao nível do departamento, quero reconhecer antes de mais o papel dos colegas e amigos que passaram pelo laboratório: Leninha, Sónia, Gi, Ana, Miguel, João, Jörg, Martin, Silja, Lígia e Catarina; quero agradecer também a presença de outros amigos no departamento que, entre copos, cafés, jantares ou por e simplesmente 5 minutos de conversa, contribuíram para tornar os meus dias mais felizes: Tânia Pimentel, Ana Luis, Nini, Ana Hilário, Maria Pavlaki, Patricia Pochelon, Carmen, Tânia Mendes, Francisco Coelho, Ana Cecília, Paulo Cartaxana, Felisa, Bruna, Gina. Para além das amizades a nível de departamento, quero agradecer ao núcleo de amigos, que através do meu querido amigo João Paulo Marques e da sua família foram entrando na minha vida, Osvaldo e Lídia, Fernando Batista, Manuel Marques, Nuno Portela, Juca, Paulo Breda e Carolina, Paula Maia, Nelson, João Oliveira. Neste período, tive também a felicidade de conhecer o Zé Ferreira, que tem uma paciência inesgotável para conviver comigo, e para além da amizade, contribuiu de uma forma muito especial para o desfecho desta tese, com intermináveis tratamentos de imagens… Zé e Daniela, muito obrigado. Mais para o Sul, quero agradecer à Sílvia e ao Luis, durante este período em Aveiro, fizeram-me sempre sentir que regressava às origens em cada regresso ao Montijo. Do outro lado do Atlântico, conheci duas pessoas com quem tive a felicidade de trabalhar, mas sobretudo, de quem fiquei muito amigo, Igor Cruz e Felipe Cohen, um Grande Abraço. Relembro mais uma vez que estarei eternamente grato à minha família, à minha mãe, ao meu pai, aos meus avós, à minha irmã e ao meu cunhado, à Tânia que sempre esteve presente, e claro, à pessoa mais importante da minha vida, a minha filha Leonor. Realizar um agradecimento por escrito obriga a um exercício de memória, que com o desgaste do tempo pode ocultar por breves momentos pessoas que estarão sempre guardadas nos nossos sentimentos, assim, espero que algum amigo que por lapso ou momentâneo esquecimento não tenha sido mencionado, continue a ser o amigo que sempre foi. Por fim, estes 34 anos não teriam sido os mesmos sem as músicas do Fausto, os livros do Saramago e as jogadas do Rui Costa… A todos, Muito Obrigado! palavras-chave Corais; Sinularia; Sarcophyton; Acropora; Stylophora; Zooxantela; fluorometria PAM resumo O potencial dos corais como espécies emergentes com interesse para a aquacultura evidencia-se pela sua possível comercialização em três segmentos de mercado: a) aplicações biotecnológicas para pesquisa e exploração de novos compostos bioativos, b) aquariofilia marinha, e c) restauração de recifes de coral. Deste modo, o crescente interesse na aquacultura de corais conduziu a um esforço da comunidade científica para otimizar protocolos de cultivo, nomeadamente cultivo ex situ. O desempenho dos corais cultivados ex situ, em sistemas fechados com recirculação, pode ser afetado por diversos fatores físicos, químicos e biológicos. A iluminação representa um fator chave para o cultivo de corais que se caraterizem por um modo de vida em simbiose com dinoflagelados fotossintéticos (zooxantelas), uma vez que este fator influencia diretamente o desempenho destes endossimbiontes e, consequentemente, a fisiologia e crescimento do coral hospedeiro. A viabilidade económica de uma exploração aquícola está dependente do equilíbrio entre receitas e custos de produção, sendo que no caso do cultivo ex situ de corais, o custo relacionado com a utilização de sistemas de iluminação artificial influencia de forma preponderante o custo total de produção. No presente trabalho foi desenvolvido um sistema modular e versátil para o cultivo experimental de corais, recorrendo unicamente a materiais e equipamentos disponíveis no mercado á escala global; a utilização generalizada deste sistema permitirá a execução de desenhos experimentais estatisticamente robustos, bem como comparar de forma direta os resultados obtidos por diferentes equipas de investigação. Posteriormente foi avaliado o efeito de diferentes níveis de radiação fotossintética ativa (PAR – “Photosynthetically Active Radiation”), bem como diferentes espetros de emissão (comprimento de onda), na atividade fotossintética dos endossimbiontes (zooxantelas) de corais, recorrendo ao métodos não invasivo e não destrutivo designado como Fluorometria de Pulso Modulado (PAM – “Pulse Amplitude Modulation fluorometry”), para avaliar a eficiência fotoquímica do fotossistema II (Fv/Fm). Avaliou-se a concentração de clorofila a de forma indireta, através do cálculo do índice NDVI (“Normalized Difference Vegetation Index”) que resulta da reflectância espectral obtida de forma não invasiva e não destrutiva; para além do método mencionado realizaram-se análises para obtenção da concentração de pigmentos fotossintéticos e acessórios. Por fim, avaliou-se o efeito da luz na taxa de crescimento e percentagem de sobrevivência das espécies de corais estudadas. As variáveis independentes estudadas foram as diferentes fontes de iluminação artificial utilizadas para cultivo ex situ de corais, nomeadamente: lâmpadas de halogeneto metálico (HQI – “hydrargyrum quartz iodide”) com diferentes temperaturas de cor, lâmpadas T5 fluorescentes, lâmpadas de plasma (LEP – “Light Emitting Plasma”) e lâmpadas de LED (“Light Emitting Diode”). Estudaram-se duas espécies de corais moles, Sarcophyton cf. glaucum e Sinularia flexibilis, que representam dois dos géneros com mais espécies na família Alcyoniidae, onde se