Parecer da Comissão Científica

Aprovado
Projeto do CEBIMar

Dados do solicitante

Andreia Cristina Câmara Barbosa

Natureza do projeto

Projeto de docente ou pesquisador
Selecione ou escolha outra natureza do projeto
Projeto de Pós-Doutorado

Pesquisadores ou docentes associados

Ronaldo Bastos Francini Filho

Recursos

2024/13352-7
Fapesp

Descrição do projeto

Desvendando os padrões e mecanismos da memória ambiental em um coral
endêmico brasileiro, Mussismilia hispida
01-10-2024
31-07-2026
Atualmente, as mudanças climáticas representam a principal ameaça à saúde e sobrevivência dos recifes de coral. Temperaturas elevadas por períodos prolongados, juntamente com radiação solar intensa, causam estresse oxidativo e desencadeiam eventos de branqueamento em massa, i.e. o colapso na relação simbiótica entre o coral hospedeiro e seus endossimbiontes fotossintéticos. Com o aumento na frequência e intensidade de ondas de calor marinhas, os eventos de branqueamento e mortalidade em massa de corais tornam-se cada vez mais frequentes e severos. No entanto, evidências de redução na incidência e/ou gravidade do branqueamento após ondas de calor marinhas recorrentes, destacam o aumento na resiliência adquirida pelos corais através de exposições anteriores ao estresse térmico. Esse fenômeno pode ser atribuído à memória ambiental, mecanismo que permite aos organismos apresentarem uma resposta modificada a um estresse específico quando precedida por uma exposição subletal ao mesmo (ou outro) estresse. Efetivamente, comunidades de corais previamente expostas a ondas de calor, demonstraram uma menor propensão ao branqueamento no Caribe, na Grande Barreira de Corais e no Indo-Pacífico. Entretanto, a redução na severidade do dano foi observada em sucessivos eventos anuais de branqueamento após ondas de calor, mas não em eventos separados por mais de dois anos, especialmente quando o estresse térmico foi mais severo durante o segundo evento. Por outro lado, o aumento na tolerância térmica resultante da memória ambiental adquirida após exposição à alta radiação solar pode ser 'lembrada' por corais por até uma década. Já os efeitos da exposição prévia a estressores combinados, como alta radiação solar e temperatura elevada, aguardam avaliação no contexto de memória ambiental em corais. Recifes turvos, como os encontrados no Atlântico Sudoeste, são particularmente reconhecidos como importante refúgio climático para os corais, pois a turbidez fornece um escudo natural contra a alta radiação solar durante ondas de calor. Os ecossistemas recifais brasileiros se estendem por cerca de 3.000 km de latitudes equatoriais a subtropicais. Dentro da mesma faixa latitudinal e em gradientes da costa para o mar (cross shelf) são geralmente notadas diminuições marcantes nos níveis de turbidez, o que influencia na composição e estrutura das comunidades bentônicas. Em uma escala mais localizada, diferenças significativas entre recifes rasos (águas mais quentes e bem iluminadas) e recifes mais fundos (águas mais frias e baixa luminosidade), podem influenciar a estrutura da comunidade bentônica. Portanto, esses sistemas exibem uma grande variedade de condições ambientais, apresentando uma oportunidade única para estudar como os fatores ambientais locais podem moldar as respostas adaptativas dos corais. Claramente, são necessários estudos adicionais para identificar populações de corais brasileiros que apresentam maior resistência/resiliência ao branqueamento, bem como compreender os padrões de memória ambiental nesses corais, pois os resultados têm implicações importantes para o desenvolvimento de estratégias de conservação, como a priorização da proteção de refúgios climáticos e para iniciativas de restauração.
Refúgios Climáticos
Mudanças Climáticas
Branqueamento de corais
Memória Ambiental
Mussismilia hispida
Resiliência de corais
Serão realizados experimentos em laboratório e em campo.

Para os experimentos em laboratório, cinco colônias de M. hispida serão coletadas em dois diferentes habitats (raso e fundo) de Ilhabela (costeiro) e Alcatrazes (afastado). Medições de necrose tecidual/branqueamento e eficiência fotoquímica máxima (Fv/Fm) serão obtidas in situ através de registros fotográficos e do uso de um fluorímetro subaquático (Diving-PAM). Além disso, um fragmento de cada colônia (~2 cm2) será congelado (-20°C) imediatamente para quantificar a densidade de endossimbiontes. As colônias vivas serão então transportadas para as instalações do CEBIMar-USP. No laboratório, cada colônia será dividida em 18 fragmentos (~2 cm2; n = 360; 6 tratamentos x 3 tempos x 4 áreas x 5 réplicas) que serão aclimatados por 15 dias sob condições constantes de temperatura e luz. Posteriormente, serão submetidos a seis tratamentos considerando todas as combinações possíveis de temperatura nativa/ +3,5°C/ +6°C e níveis de luz baixos/altos. Os aumentos de temperatura serão feitos com aquecedores de vidro com uma taxa de aumento de + 0,5 °C a cada 12 horas. A temperatura e o estresse luminoso serão mantidos por 15 dias, determinando a fase de estresse, que será repetida após seis meses e um ano. A resposta dos corais será medida através de indicativos de tolerância térmica: branqueamento, eficiência da fotossíntese (Fv/Fm), densidade de endossimbiontes, estresse oxidativo e crescimento.

O desempenho de M. hispida também será medido ao longo de um experimento de campo, no qual serão realizados transplantes de fragmentos de corais (fatorial total) entre os habitats de águas rasas e fundas de Ilhabela (área costeira) e de Alcatrazes (afastado). Cinco colônias de cada um dos quatro habitats serão selecionadas e levadas às instalações do CEBIMar, onde serão divididas em 8 fragmentos (~ 2cm2; n = 200; 4 tratamentos de transplante + 1 controle in situ x 2 tempos x 4 áreas x 5 réplicas) que serão colados em placas de concreto. As posições dos corais nas placas serão aleatorizadas. Posteriormente, as placas serão levadas para o campo e devidamente posicionadas no micro-habitat de destino, onde serão também instalados sensores de temperatura para registro das variações de temperatura a cada três horas ao longo do experimento. Dois tratamentos serão aplicados para cada grupo de transplantados: (i) controle, corais transplantados provenientes do mesmo habitat; (ii) corais transplantados provenientes de outro micro-habitat; (iii) controle do transplante, corais não transplantados, porém submetidos a um estresse físico, simulando a fragmentação. Medições de necrose tecidual/branqueamento e eficiência fotoquímica máxima (Fv/Fm) serão obtidas antes da remoção e imediatamente após o transplante, através de registros fotográficos e do uso de um fluorímetro subaquático (Diving-PAM). O desempenho dos fragmentos transplantados será medido mensalmente através da área com branqueamento ou necrose, crescimento e da eficiência de fotossíntese. A cada seis meses fragmentos dos diferentes tratamentos serão removidos das placas, bem como um fragmento das colônias de controle de transplante, e levados ao laboratório e submetidos ao estresse através do aumento da temperatura (+ 6°C) e do nível de luz durante 15 dias (cf. fase de estresse do experimento de laboratório). Após os períodos de estresse, o branqueamento/necrose, crescimento e eficiência de fotossíntese serão novamente registrados; posteriormente os fragmentos serão congelados para estimativa de densidade de simbiontes e análises de estresse oxidativo.
O projeto está programado para ser realizado no período de dois anos. Segue programação de atividades previstas para cada trimestre.

1º trimestre: licenciamento ambiental (ICMBio); aquisição de materiais; organização de espaço para experimento de laboratório; coleta de corais e primeiro ensaio experimental.

2º trimestre: início do experimento de campo (coleta, preparo e transplante de corais); manutenção de colônias de coral em tanques; análise das variáveis resposta já obtidas.

3º trimestre: ensaio experimental 6 meses (laboratório); manutenção de colônias de coral em tanques; monitoramento do experimento de campo; análise das variáveis resposta já obtidas.

4º trimestre: monitoramento do experimento de campo; remoção de fragmentos de campo para exposição ao estresse; ensaio experimental 6 meses (exp. campo); manutenção de colônias de coral em tanques; análise das variáveis resposta já obtidas; produção de relatório anual FAPESP.

5º trimestre: ensaio experimental 1 ano (laboratório); monitoramento do experimento de campo; análise das variáveis resposta já obtidas.

6º trimestre: monitoramento do experimento de campo; remoção de fragmentos de campo para exposição ao estresse; ensaio experimental 1 ano (exp. campo); análise das variáveis resposta já obtidas.

7º trimestre: análise das variáveis resposta já obtidas; produção de manuscritos e relatórios.

8º trimestre: produção de manuscritos e relatórios.

Solicitações

Já existe um acordo com o Prof. Samuel Coelho de Faria a respeito da utilização da estrutura de seu laboratório para os ensaios experimentais de estresse dos corais. Será ainda necessário um espaço com água do mar corrente para a manutenção de colônias de coral pelo período aproximado de um ano.
Tanques/Aquários com água do mar corrente, aquecedores, luminárias, equipamento de mergulho.
Colônias de Mussismilia hispida.
Sul de Ilhabela e Alcatrazes.
Sim. Necessário boas condições de navegação e mergulho.
Sim
  • Auxílio técnico para manutenção de estruturas ou material biológico na ausência dos participantes da atividade
  • Auxílio técnico para coleta de organismos ou observações de campo
  • Utilização de embarcação do CEBIMar
  • Janeiro
  • Fevereiro
  • Março
  • Abril
  • Maio
  • Junho
  • Julho
  • Agosto
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  • Outubro
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  • Dezembro
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