Parecer da Comissão Científica

Projeto do CEBIMar

Dados do solicitante

Fernanda Chaves Lopes

Natureza do projeto

Projeto de docente ou pesquisador
Projeto de Pós-Doutorado

Pesquisadores ou docentes associados

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

Recursos

2021.1.10424.1.9
Pró Reitoria de Pesquisa USP (PRP - USP)

Descrição do projeto

Ecofisiologia em recifes de coral: uma perspectiva bioquímica e evolutiva
01-06-2022
01-02-2023
A fisiologia animal pode ser uma ferramenta para investigações aplicadas - tais como aquelas no âmbito das mudanças climáticas - pois fundamenta respostas dos organismos frente às alterações ambientais. Biomarcadores fisiológicos e bioquímicos configuram-se como respostas antecipatórias às perturbações ambientais e são amplamente utilizados como um alerta precoce de depleção da saúde dos organismos por detectarem o estresse experimentado antes de efeitos visuais e letais nas populações. Os ambientes marinhos de maior diversidade — os recifes de coral — vêm sofrendo com o branqueamento e redução na calcificação, especialmente as espécies de corais escleractínios de ambientes tropicais oligotróficos diante das mudanças climáticas como o aquecimento e acidificação oceânicos. O branqueamento de corais caracteriza-se pela ruptura da simbiose entre o hospedeiro e as microalgas simbiontes. Ainda, 0,01% dessa diversidade coralínea ocupa o Atlântico Sul, oceano cujas águas apresentam menores índices de luminosidade e maiores índices de turbidez devido ao escoamento superficial do continente. Segue que uma avaliação comparativa de populações e espécies quanto à fisiologia do branqueamento é imperativa para a compreensão da saúde recifal e fundamental na antecipação desse fenômeno diante do câmbio do clima, e se essa relaciona-se à natureza dos oceanos e/ou à história filogenética. Este projeto caracterizará biomarcadores fisiológicos e bioquímicos em espécies de corais construtoras de recifes, revelando a perspectiva comparativa como ferramenta preditiva para antecipação de cenários futuros.
Biomarcadores; Mudança climática; Recifes de coral; Branqueamento; fisiologia comparativa
Para o planejamento de 1 ano, 10 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 aferidas: temperatura, oxigênio dissolvido, salinidade, pH, luminosidade, turbidez, matéria orgânica particulada/dissolvida, nitrato e fosfato por meio de um medidor multiparâmetro portátil. Para cada população de cada espécie, 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). A água do mar local será filtrada (filtro de fibra de vidro Whatman 47 mm) para análise da matéria orgânica em suspensão (material particulado), a qual será expressa como massa percentual de C, H, N e S (Analisador Elementar CHNS/O 2400, Perkin Elmer).
Biomarcadores - Heterotrofia:
Quantificaremos a presença de três ácidos graxos como marcadores em seus tecidos: ácido estearidônico (SDA, 18:43), ácido docosapentaenóico (DPA, 22:53) e ácido cis-gondóico (CGA, 20:19). Os ácidos graxos serão extraídos de acordo com Bligh e Dyer (1959), com as modificações realizadas em Pupier et al. (2021). Adicionaremos à amostra 1,0 mL de uma solução metanol:diclorometano (1:1), e 125 μL do padrão interno (C13:0, em concentração de 5 mg mL-1 em solução de hexano). Posteriormente os tubos serão agitados por 1 min e centrifugados em 10.000 x g a -4 ºC. O solvente será secado em N2 puro, e as amostras metiladas ao serem dissolvidas em 500 μL de HCl (5% em solução de metanol) e mantidas em 100ºC por 2 h. A extração será então realizada com hexano. Os procedimentos de análise cromatográfica serão realizados de acordo com Martins et al. (2018). - Densidades de endossimbiontes e clorofila a: Cada fragmento congelado terá os tecidos retirados com o auxílio de um Waterpik portátil (WP-360) com água do mar filtrada, sendo a densidade de endossimbiontes quantificada por meio de um hemocitômetro (Krueger et al. 2015). A clorofila a será extraída no escuro em N, N-dimetilformamida, a 4°C por 48 h que, após centrifugação em 3900 g a 4 °C por 5 min, terá o sobrenadante lido em 646 nm, 663 nm e 750 nm, e a concentração determinada utilizando-se as equações de Porra et al. (1989). 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 lipoperoxidação: Aproximadamente 0,5 cm2 de cada população serão homogeneizados em tampão específico para cada análise, utilizando-se um sonicador (70 kHz, Sonaer/EUA). 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). 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).
Estatística - métodos comparativos filogenéticos: Utilizar-se-á um conjunto métodos analíticos e pacotes estatísticos na plataforma R (R Development Core Team 2015) dentre eles, destacam-se: Padrão filogenético (Autocorrelação pelo I de Moran); Evolução correlacionada (Phylogenetic generalized least squares, pGLS); Reconstrução ancestral (Máxima verossimilhança); Convergência adaptativa.
Coletas (Dezembro 2021 - Fevereiro 2022)
Processamento das amostras (Dezembro 2021 - Fevereiro 2022)
Análises tróficas (Fevereiro - Maio 2022)
Análises moleculares (Fevereiro - Maio 2022)
Análises fisiológicas (Março - Agosto 2022)
Métodos comparativos filogenéticos (Julho - Setembro 2022)
Difusão de ciência (Fevereiro - Setembro 2022)
Workshop academia e sociedade (Julho - Agosto 2022)
Relatório e artigos (Outubro - Novembro 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.
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.
Fernando de Noronha (oligotrófico), Maragogi/AL (mesotrófico) e Porto Seguro/BA (eutrófico)
Não se aplica.
Não
  • Janeiro
  • Fevereiro
  • Março
  • Abril
  • Maio
  • Junho
  • Julho
  • Agosto
  • Setembro
  • Outubro
  • Novembro
  • Dezembro
30
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