Parecer da Comissão Científica

Projeto do CEBIMar

Dados do solicitante

Samuel Coelho de Faria

Natureza do projeto

Projeto de docente ou pesquisador
Projeto autônomo

Pesquisadores ou docentes associados

Tito Monteiro da Cruz Lotufo
Ronaldo Bastos Francini Filho
Alvaro Esteves Migotto
Aurea Maria Ciotti
Cláudio Gonçalves Tiago
Marcelo Visentini Kitahara
Guilherme Ortigara Longo
Carla Zilberberg
Camila de Martinez Gaspar Martins
Luciano Douglas dos Santos Abel
John Campbell McNamara
Mara Jutta Imdahl

Recursos

2021.1.10424.1.9
Pró-reitoria de pesquisa da Universidade de São Paulo

Descrição do projeto

Integrando fisiologia, ecologia e filogenia em recifes brasileiros: aprendendo evolução e conservação com os corais
08-11-2021
07-11-2023
O branqueamento de corais caracteriza-se pela ruptura da simbiose entre o hospedeiro e as microalgas simbiontes, sendo fundamental uma avaliação filogenética de biomarcadores funcionais para a antecipação desse fenômeno diante do câmbio do clima. A presente proposta caracterizará e promoverá os biomarcadores de saúde em ações de sensibilização social para amparar os tomadores de decisão em políticas públicas de monitoramento, considerando os diferentes atores da academia, sociedade e estado.
Branqueamento, simbiose, estresse oxidativo, evolução, filogenia.
Dez espécies de corais escleractíneos zooxantelados, comuns nos recifes brasileiros, serão coligidas de três ambientes recifais com diferentes níveis de turbidez e sedimentação: Fernando de Noronha (oligotrófico), Maragogi/AL (mesotrófico) e Porto Seguro/BA (eutrófico). As espécies serão, a saber: Agaricia fragilis, Favia gravida, Madracis decactis, Montastraea cavernosa, Mussismilia harttii e/ou M. hispida, Porites astreoides e/ou P. branneri, Scolymia wellsii e/ou Siderastrea stellata. Em cada localidade, diferentes variáveis físico-químicos serão auferidas. Para cada população , indivíduos/fragmentos (N=12) serão coletados, imediatamente armazenados em nitrogênio líquido, e assim enviados ao CEBIMar-USP de onde serão analisados os marcadores fisiológicos e bioquímicos. As demais amostras serão direcionadas para os grupos de pesquisa colaboradores para a avaliação das outras métricas (ecologia trófica e biologia molecular).

- Biomarcadores tróficos, fisiológicos e bioquímicos
Heterotrofia
Serão quantificados três ácidos graxos como marcadores: ácido estearidônico, ácido docosapentaenóico e ácido cis-gondóico. Os dois primeiros são marcadores para autotrofia, enquanto o último é um marcador para heterotrofia (Mies et al., 2018). Os ácidos graxos serão extraídos de acordo com Bligh e Dyer (1959), com as modificações realizadas em Pupier et al. (2021). Os procedimentos de análise cromatográfica serão realizados de acordo com Martins et al. (2018).

Densidades de endossimbiontes e clorofila a
A densidade de endossimbiontes e a quantificação de clorofila a são utilizadas como indicadores de branqueamento em corais. Cada fragmento congelado terá os tecidos retirados com o auxílio de um Waterpik portátil com água do mar filtrada, sendo a densidade de endossimbiontes quantificada por meio de um hemocitômetro (Krueger et al. 2015). Os dados serão normalizados pela área de tecido do coral, e expressos em número de células cm-2 e μg de clorofila a cm-2, respectivamente.

Capacidade antioxidante e peroxidação lipídica
Aproximadamente 0,5 cm2 de cada população serão homogeneizados em tampão específico para cada análise, utilizando-se um sonicador. A fase intermediaria do homogeneizado, contendo o tecido do hospedeiro e dos endossimbiontes, será separada (Krueger et al. 2015) e utilizada para as análises nas diferentes partes do holobionte. A capacidade antioxidante total será medida utilizando-se o kit comercial colorimétrico “OxiSelect™ Total Antioxidant Capacity (TAC) Assay Kit” (Cell Biolabs Inc.,San Diego, CA, USA), o qual é baseado no método de redução do cobre (II) em cobre (I) por antioxidantes. A peroxidação lipídica será determinada utilizando-se o método fluorimétrico descrito por Oakes e Van Der Kraak (2003), o qual baseia-se na medida das substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS). Esta metodologia quantifica os danos peroxidativos em lipídios por meio da reação do malondialdeído (MDA), um dos produtos da peroxidação lipídica, com o ácido tiobarbitúrico (TBA).

- Espécies de simbiontes e filogenia dos corais
Para os simbiontes, o DNA genômico total será extraído por meio de um kit de extração para plantas (QIAGEN), seguindo as orientações do fabricante. Para a identificação dos tipos de ITS2, a região do espaçador interno transcrito 2 do rDNA (ITS2) será amplificada via PCR, utilizando-se iniciadores específicos para Symbiodiniaceae. As amplificações serão purificadas e sequenciadas via Sanger. As sequências obtidas serão mapeadas contra um banco de dados contendo sequencias de ITS2 de Symbiodiniaceae. Para a análise filogenética dos corais, preparar-se-ão bibliotecas baseada em RADseq seguindo os protocolos modificados por Toonen et al. (2013) e Knapp et al. (2016). Após o alinhamento, diferentes modelos evolutivos serão analisados via jModelTest 2 (Darriba et al., 2012). A máxima verossimilhança será calculada utilizando-se o software RAxML v7.2.6 (Stamatakis 2014) com a aplicação de bootstrap rápido e 100 réplicas, enquanto as inferências bayesianas serão obtidas através do MrBayes v3.2.3 (Ronquist e Huelsenbeck 2003).

- Métodos comparativos filogenéticos
Utilizar-se-á um conjunto métodos filogenéticos e pacotes estatísticos na plataforma R (R Development Core Team 2015).
- Três hipóteses aqui se estruturam, as quais serão investigadas em três etapas:
HIPÓTESE 1: a natureza físico-química do ambiente recifal dirigiu a evolução da ecologia trófica e do metabolismo energético e oxidativo;
HIPÓTESE 2: os níveis de estresse oxidativo associam-se ao nível de dependência da heterotrofia;
HIPÓTESE 3: ecologia trófica e metabolismo oxidativo e energético evoluíram convergentemente.

- Quanto ao cronograma:
Coletas (Outubro - Dezembro 2021)
Processamento das amostras (Outubro - Dezembro 2021)
Análises tróficas (Janeiro - Abril 2022)
Análises moleculares (Janeiro - Abril 2022)
Análises fisiológicas (Fevereiro - Julho 2022)
Métodos comparativos filogenéticos (Junho - Agosto 2022)
Difusão de ciência (Fevereiro - Setembro 2022)
Workshop academia e sociedade (Julho - Agosto 2022)
Relatório e artigos (Setembro - Outubro 2022)

Solicitações

Serão utilizados o laboratório sob responsabilidade do Prof. Samuel, bem como o laboratório de Biologia Molecular.
Todos os equipamentos necessário serão providos pela equipe científica aqui cadastrada. Aqueles ligados à biologia molecular serão solicitados oportuna e antecipadamente ao CEBIMar.
Não se aplica
Não se aplica
Não se aplica
Não
  • Janeiro
  • Fevereiro
  • Março
  • Abril
  • Maio
  • Junho
  • Julho
  • Agosto
  • Setembro
  • Outubro
  • Novembro
  • Dezembro
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