Teses

Interações entre microalgas bênticas, ficotoxinas e microplásticos, e potenciais efeitos a organismos marinhos

2026-07-01T20:39:18Z

Interações entre microalgas bênticas, ficotoxinas e microplásticos, e potenciais efeitos a organismos marinhos Resumo: A poluição plástica constitui um dos principais desafios ambientais contemporâneos, impulsionada pela liberação contínua de nano- e microplásticos (NMPs) nos ecossistemas marinhos e costeiros. Essas partículas não atuam apenas como contaminantes físicos persistentes, mas também como superfícies reativas capazes de interagir com organismos e compostos químicos na coluna d’água, modificando rotas de exposição e potenciais efeitos tóxicos ao longo das cadeias tróficas. Em ambientes marinhos, os NMPs podem servir como substrato para a colonização de microalgas, incluindo espécies produtoras de toxinas, além de adsorverem compostos lipofílicos dissolvidos na água, como ficotoxinas. Considerando a severidade e o modo de ação generalista das toxinas produzidas por dinoflagelados bênticos nocivos, bem como o amplo espectro de interações potenciais entre NMPs e organismos marinhos, o objetivo geral deste trabalho foi investigar como os NMPs modulam a biodisponibilidade, o transporte e os efeitos biológicos de partículas plásticas e ficotoxinas ao longo de níveis tróficos diversos, desde microalgas até consumidores filtradores. Para isso, foram realizados experimentos laboratoriais controlados integrando a caracterização de partículas plásticas, ensaios de colonização e adsorção, análises fisiológicas e morfológicas em microalgas, além da quantificação de toxinas e abordagens histológicas e multi-ômicas para avaliar os potenciais impactos em bivalves marinhos. Partículas plásticas de diferentes tamanhos, formas e composições apresentaram capacidades distintas de colonização por microalgas bentônicas, bem como de adsorção de toxinas. A colonização ocorre rapidamente, enquanto a adsorção de toxinas lipofílicas é favorecida em partículas menores com superfícies modificadas pelo processo de envelhecimento, cujas propriedades físico-químicas são modificadas por processos ambientais de degradação. Dessa forma, este estudo demonstra que os NMPs podem atuar como reservatórios móveis de células tóxicas e de toxinas dissolvidas, ampliando a persistência e a biodisponibilidade desses compostos em ambientes costeiros. Quando o tamanho das partículas plásticas é inferior ao das microalgas, a interação passa a afetar diretamente os produtores primários. Em células algais expostas, NMPs induziram respostas fisiológicas e morfológicas dependentes do tamanho das partículas, incluindo a redução do crescimento populacional, alterações pigmentares e estresse fotossintético. Partículas menores (0.1 µm) e misturas de tamanhos (0.1, 1 e 2 µm) intensificaram esses efeitos, promovendo agregação celular e acelerando processos de senescência, com potenciais implicações para a dinâmica do fitoplâncton e o destino vertical das partículas plásticas no ambiente marinho. Em níveis tróficos superiores, embora os efeitos diretos dos NMPs já sejam amplamente documentados, a associação entre plásticos e toxinas de algas representa uma via adicional de risco, particularmente relevante para organismos suspensívoros, como os bivalves, que desempenham papel ecológico fundamental e constituem importante fonte de alimento humano. Neste estudo, a incorporação de toxinas adsorvidas aos NMPs resultou em maior retenção do contaminante nos tecidos, intensificação de alterações histológicas e ativação de respostas moleculares associadas a estresse celular, biotransformação e desregulação estrutural, indicando que os plásticos podem amplificar os efeitos tóxicos de ficotoxinas lipofílicas. Em um nível adicional de interação, a incorporação de partículas plásticas por microalgas pode atuar como um mecanismo eficiente de transferência trófica de NMPs para bivalves. As microalgas funcionam como vetores que concentram e redistribuem partículas plásticas, modulando sua biodisponibilidade de acordo com o tamanho das partículas e os processos digestivos do consumidor. Quando oferecidos em conjunto com as microalgas, NMPs dispararam respostas celulares e moleculares específicas em diferentes tecidos, além de potenciais efeitos indiretos dependentes do tempo de maturação da mistura microalga–NMP. De forma integrada, este trabalho demonstra que os NMPs atuam como mediadores dinâmicos de estresse químico e biológico nos ecossistemas marinhos. A relevância desses processos é ampliada pela elevada persistência do lixo plástico no ambiente, consequência direta de uma sociedade fortemente dependente do plástico. O crescente corpo de evidências científicas sobre os impactos negativos do plástico na saúde dos oceanos e da população humana reforça a urgência de transformar conhecimento científico em ação, acelerando a transição para um modelo em que o uso do plástico seja restrito a setores essenciais e associado a estratégias eficazes de redução, gestão e reaproveitamento de resíduos; Abstract: Plastic pollution represents one of the major contemporary environmental challenges, driven by the continuous release of nano- and microplastics (NMPs) into marine and coastal ecosystems. These particles act not only as persistent physical contaminants but also as reactive surfaces that interact with organisms and chemical compounds in the water column, thereby modifying exposure pathways and potential toxic effects along trophic chains. In marine environments, NMPs can serve as substrates for microalgae colonization, including toxin-producing species, while also adsorbing lipophilic compounds dissolved in seawater, such as phycotoxins. Considering the severity and broadly acting modes of action of toxins produced by harmful benthic dinoflagellates, as well as the broad spectrum of potential interactions between microplastics and marine organisms, the general objective of this work was to investigate how NMPs modulate the bioavailability, transport, toxin transfer, and biological effects of plastic particles and phycotoxins across different trophic levels, from microalgae to filter-feeding consumers. To achieve this, controlled laboratory experiments were conducted integrating plastic particle characterization, colonization and toxin adsorption assays, physiological and morphological assessment in exposed microalgae, as well as toxin quantification, histological and multiomics approaches to evaluate the potential impacts to marine bivalves. Plastic particles of different sizes, shapes, and polymeric compositions exhibited distinct capacities for colonization by benthic microalgae and for toxin adsorption. Colonization occurred rapidly, whereas the adsorption of lipophilic toxins was enhanced in smaller particles and by environmentally aged plastic surfaces, whose physicochemical properties are modified by degradation processes. As a result, NMPs can act as mobile reservoirs of toxic cells and dissolved toxins, increasing the persistence and bioavailability of these compounds in coastal environments. When plastic particles are smaller than microalgal cells, plastics can affect primary producers directly. NMPs associated with algal cells induced size-dependent physiological and morphological responses, including reduced population growth, pigment alterations, and photosynthetic stress. Smaller particles (0.1 µm) and mixed-size (0.1, 1 e 2 µm) suspensions intensified these effects, promoting cell aggregation and accelerating senescence processes, with potential implications for phytoplankton dynamics and the vertical fate of plastic particles in marine environments. At higher trophic levels, although the direct effects of NMPs are already well documented, the association between plastics and algal toxins represents an additional risk, particularly relevant for filter-feeding organisms such as bivalves, which play a fundamental ecological role and constitute an important seafood source. The incorporation of toxins adsorbed to NMPs resulted in increased contaminant retention in tissues, intensified histological alterations, and activated molecular responses associated with cellular stress, biotransformation, and structural dysregulation, indicating that plastics can amplify the toxic effects of lipophilic phycotoxins. At an additional level of interaction, the incorporation of plastic particles by microalgae can act as an efficient mechanism for the trophic transfer of NMPs to bivalves. Microalgae act as vectors concentrate and redistribute plastic particles, modulating their bioavailability according to particle size and the consumer’s digestive processes. When offered together with microalgal cells, NMPs induce tissue-specific cellular and molecular responses, as well as potential indirect effects depending on the exposure route. Overall, this work demonstrates that NMPs act as dynamic mediators of chemical and biological stress in marine ecosystems. The high persistence of plastic debris amplifies the environmental relevance of these processes, a direct consequence of a society strongly dependent on plastic materials. The growing body of scientific evidence documenting the negative impacts of plastics on ocean and human health reinforces the urgency of translating scientific knowledge into action, accelerating the transition toward a model in which plastic use is restricted to essential sectors and coupled with practical strategies for waste reduction, management, and recycling Orientador: Prof. Dr. Luiz Laureno Mafra Júnior; Banca: Luiz Laureno Mafra Júnior (Presidente da Banca), João Paulo de Sá Felizardo, Silvia Pedroso Melegari e Alexander Turra; Tese (Doutorado) – Universidade Federal do Paraná, Centro de Estudos do Mar, Programa de Pós-Graduação em Sistemas Costeiros e Oceânicos. Defesa: Pontal do Paraná, 26/02/2026; Inclui referências

Integrative taxonomy Of Naineris Blainville, 1828 (Annelida, Sedentaria, Orbiniidae)

2026-01-13T17:50:31Z

Integrative taxonomy Of Naineris Blainville, 1828 (Annelida, Sedentaria, Orbiniidae) Resumo: Naineris é um gênero cosmopolita da família Orbiniidae Hartman, 1942 que inclui espécies de águas tropicais e temperadas. Naineris é reconhecida entre os demais gêneros da família por apresentar prostômio redondo ou truncado e uma clara distinção tórax-abdômen. As três espécies de Naineris mais bem estudadas são consideradas cosmopolitas na literatura corrente: N. setosa (Verril, 1900), N. dendritica (Kinberg, 1867) e N. laevigata (Grube, 1855). Por outro lado, a literatura taxonômica mais recente tem questionado o presumido cosmopolitismo da maioria das espécies de poliquetas, ficando restrito apenas a algumas espécies invasoras e outras do mar profundo. A monofilia de Naineris também é controversa. Evidências morfológicas recuperaram Naineris como parafilético, mas análises moleculares recuperaram Naineris formando um clado junto com Protoaricia, ou ainda como parafilético. Frente a este histórico taxonômico, a revisão de Naineris com uma abordagem integrativa é necessária para uma melhor compreensão da evolução do gênero e para confirmar ou rejeitar o suposto cosmopolitismo dessas espécies, considerando atributos morfológicos e dados moleculares. No primeiro capítulo, nós realizamos a primeira revisão integrativa de Naineris, considerando dados morfológicos e moleculares. Nossa análise molecular incluiu 159 espécimes de Naineris, representando 25 espécies coletadas ao longo do globo. As filogenias (ambas Máxima Verossimilhança: MV e métodos de Inferência Bayesiana: IB) baseadas na matriz combinada de dois marcadores mitocondriais (COI e 16S) e um nuclear (28S) resultou em quatro grandes clados bem suportados, cada um suportado por sinapomorfias morfológicas. O clado Naineris s. str. inclui Naineris quadricuspida (espécie tipo) e compartilha a presença de prostômio arredondado a truncado, papila neuropodial torácica posicionada no meio do lobo, cílios dorsais entre as bases das brânquias, uncinos bífidos dispostos em fileiras múltiplas, ausência de subuncinos, órgãos sensoriais dorsais sempre pareados por segmento, início branquial fixo, com brânquias deslocadas medialmente. O clado Protoaricia combinou espécies com prostômio arredondado a truncado, papila neuropodial torácica em uma parte superior do lobo, presença de ciliacão entre as bases das brânquias, uncinos bífidos nunca presentes, uncinos dispostos em uma ou mais fileiras, subuncinos podem estar presentes, órgãos dorsais ovais pares ou múltiplos por segmento, início branquial desde segmentos torácicos ou abdominais, com início fixo ou variável, brânquias deslocadas lateralmente. O clado Protoaricia compreende três sub clados, nomeados de acordo a espécie mais bem conhecida de cada um deles, por conveniência. O sub clado "Protoaricia bicornis" combina espécies com prostômio redondo a truncado, ciliacão dorsal entre as bases das brânquias, ausência de estatocistos, papila neuropodial torácica em uma parte superior do lobo, presença de uma fileira ventral de uncinos neuropodiais digitiformes no tórax, fileira transversal de uncinos ausente, presença de subuncinos, órgãos sensoriais dorsais ovais e múltiplos por segmento, início branquial nos segmentos torácicos, brânquias torácicas lateralmente deslocadas. O sub clado "Protoaricia setosa" inclui três espécie com prostômio arredondado a truncado, ciliacão dorsal entre as bases das branquiais, papila neuropodial torácica em uma parte superior do lobo, ausência de uncinos e subuncinos, órgãos sensoriais dorsais pares e ovais, início branquial desde os segmentos torácicos, branquiais deslocadas lateralmente, emergindo de um segmento fixo, e o sub clado "Protoaricia laevigata" compreende espécie com prostômio redondo a truncado, ciliacão dorsal entre as bases das brânquias, presencia de estatocistos, papila neuropodial torácica em uma parte superior do lobo, fileira ventral de uncinos acuminados, fileira transversal de uncinos com pontas não divididas, presença de subuncinos, órgãos sensoriais dorsais ovais e pares por segmento, início branquial nos segmentos torácicos ou abdominais, brânquias torácicas deslocadas lateralmente. Nossos resultados sugerem a polifilia do gênero Naineris, com Naineris sensu stricto incluindo N. quadricuspida e N. uncinata, e o resto das espécies agrupadas em um clado separado junto com Protoaricia. Após revisão crítica de descrições, redescrições e outros registros, nós consideramos válidas 6 espécies de Naineris, 16 de Protoaricia e 3 de Pettibonella. Nós também transferimos N. victoriae para Pettibonella baseado em dados morfológicos, incrementando o número de espécies deste gênero a três. Para cada espécie foram fornecidas as listas de sinonímias, locação e número de tombo do material tipo, localidade tipo, distribuição geográfica, habitat, etimologia e disponibilidade de dados moleculares. No segundo capítulo, nós realizamos um estudo comparativo de materiais do complexo Protoaricia setosa comb. nov. dos oceanos Pacífico e Atlântico e reexaminamos o material tipo para testar o presumido cosmopolitismo de P. setosa comb. nov. A filogenia molecular a análise de delimitação de espécies baseados nos mesmos marcadores revelou a presença de três espécies. Um clado com ampla distribuição Amphi-Atlantica foi atribuído a Protoaricia setosa comb. nov. s. str. O Segundo clado do Atlantico restrito ao Sul e Sudeste do Brasil foi descrito como uma espécie nova, Protoaricia lanai sp. n. comb. nov. O terceiro clado, reportado no Pacífico Noroeste, foi identificado como uma espécie nova, mas não foi descrito formalmente devido a presença de apenas minhocas de tamanho juvenil no material estudado. Descrições morfológicas detalhadas de vários caracteres diagnósticos no complexo Protoaricia setosa comb. nov. foram fornecidas. Finalmente, no terceiro capítulo, nós realizamos uma abordagem integrativa a Protoaricia laevigata comb. nov. (Grube, 1855) para testar o seu presumido cosmopolitismo. Nós demonstramos que material sintipo de Protoaricia laevigata comb. nov. é uma mistura de duas espécies. Nós redescrevemos e designamos um lectótipo de Protoaricia laevigata comb. nov. e reestabelecemos P. anserina comb. nov. (Claparède, 1864). Baseado nas sequencias COI, 16S, e 28S de espécimes de diferentes localidades, nós reconstruímos a filogenia utilizando MV e métodos de IB. Os nossos resultados recuperaram quatro clados bem suportados, Florida, Mar Negro, e dois para o Mar Mediterrâneo, representando ambos morfotipos de Grube. A nossa análise reforça que outros registros em todo o mundo precisam ser reavaliados para rejeitar o cosmopolitismo de P. laevigata comb. nov.; Abstract: Naineris is a cosmopolitan genus of the family Orbiniidae Hartman, 1942 that includes species from tropical to temperate waters. Naineris is distinguished for having a rounded or truncate prostomium and a clear distinction between thorax and abdomen. The three best-studied species of Naineris are considered cosmopolitan in literature: N. setosa (Verril, 1900), N. dendritica (Kinberg, 1867), and N. laevigata (Grube, 1855); however, most of the "cosmopolitan species" are rare, being restricted to only a few invasive species and others from the deep sea. The monophyly of Naineris is also disputable. Morphological evidence recovered Naineris as paraphyletic, whereas molecular analysis recovered Naineris in a clade with Protoaricia, as polyphyletic. Facing this taxonomic history, the revision of Naineris with an integrative approach is necessary to better understand the evolution of the genus and to assess the distribution patterns of valid species, considering their morphology and molecular data. In the first chapter we performed the first integrative revision of Naineris, based on morphology and molecular data. Our molecular analysis includes 159 specimens of Naineris representing 25 species collected worldwide. Phylogeny (both Maximum Likelihood: ML and Bayesian Inference: BI methods) based on the combined matrix of two mitochondrial (COI and 16S) and one nuclear (28S) marker results in four large and well supported clades, each supported by morphological synapomorphies. Clade Naineris s. str. includes Naineris quadricuspida (type species) and shares the presence of rounded to truncate prostomium, thoracic neuropodial papilla in the middle of lobe, presence of dorsal cilia between branchial bases, bifid uncini arranged in several rows, absence of subuluncini, dorsal sensory organs always paired, branchial start fixed with branchiae medially displaced. Clade Protoaricia contained species with rounded to truncate prostomium, thoracic neuropodial papilla in upper part of lobe, presence of dorsal cilia between branchial bases, uncini never bifid, uncini arranged in one or two rows, subuluncini may be present, oval-shaped dorsal sensory organs paired or multiple per segment, branchial start from thoracic or abdominal segments, branchial start fixed or variable, with branchiae laterally displaced. Protoaricia clade comprises three subclades, named after the best-known species of each of them for convenience. "Protoaricia bicornis" subclade combined species with rounded to truncate prostomium, dorsal cilia between branchial bases, absence of statocysts, thoracic neuropodial papilla in upper part of lobe, ventral row of digitiform thoracic neuropodial uncini, transversal row of uncini absent, subuluncini present, dorsal sensory organs oval-shaped and multiple per segment, brachial start from thoracic segments, thoracic branchiae laterally displaced. "Protoaricia setosa" subclade included species with rounded to truncate prostomium, dorsal cilia between branchial bases in abdominal segments, thoracic neuropodial papilla in an upper position, thoracic neuropodial uncini and subuluncini absent, paired and oval-shaped dorsal sensory organs, branchial start from thoracic segments, branchiae laterally displaced, emerging from a fixed segment, and "Protoaricia laevigata subclade" was comprised of species with rounded to truncate prostomium, dorsal cilia between branchial bases, presence of statocysts, thoracic neuropodial papilla in upper part of lobe, ventral row of acuminate thoracic neuropodial uncini, transversal row of uncini with undivided tips, subuluncini present, dorsal sensory organs oval-shaped and paired per segment, brachial start from thoracic or abdominal segments, thoracic branchiae laterally displaced. Our results suggest polyphyly of the genus Naineris with Naineris sensu stricto including N. quadricuspida and N. uncinata, and the rest of the species grouped in a separate clade with Protoaricia. After critical revision of descriptions, redescriptions, and other records, we considered 6 species of Naineris, and 16 species of Protoaricia as valid. We also transferred N. victoriae to Pettibonella based on morphological data increasing the number of species in the genus up to 3. For each species, we provide a synonym list, location, and catalog number of type material, type locality, geographic distribution, habitat, etymology, and availability of molecular data. In the second chapter, we performed a comparative study of the materials of the Protoaricia setosa comb. nov. complex from the Pacific and the Atlantic Oceans and re-examined the type material to test the presumed cosmopolitanism of P. setosa comb. nov. Molecular phylogenetic and species delimitation analyses based on the same three markers revealed the presence of three species. One clade with wide Amphi-Atlantic distribution was attributed as Protoaricia setosa comb. nov. s. str. The second Atlantic clade restricted to Southern and South-eastern Brazil was described as a new species, Protoaricia lanai sp. n. comb. nov. The third clade, reported from the Northwestern Pacific, was identified as a new species but was not formally described due to the presence of only juvenile-sized worms in the studied material. Detailed morphological descriptions of several diagnostic characters in the Protoaricia setosa comb. nov. complex is provided. Finally, in the third chapter, we performed an integrative approach to Protoaricia laevigata comb. nov. (Grube, 1855) to test its presumed cosmopolitanism. We demonstrate that the syntype material of P. laevigata comb. nov. comprises a mixture of two species. We redescribe and designate a lectotype for P. laevigata comb. nov and reinstate Protoaricia anserina comb. nov. (Claparède, 1864). Based on sequences COI, 16S, and 28S of specimens from different localities, we reconstructed a phylogeny utilizing ML and BI methods. Our result recovered four supported clades, Florida, the Black Sea, and two for the Mediterranean Sea, representing both Grube morphotypes. Our analysis reinforces that other records worldwide need to be reevaluated to reject the cosmopolitanism of P. laevigata comb. nov. Orientadores: Dr. Maikon Di Domenico, Dr. Paulo Lana; Coorientadora: Dra. Nataliya Budaeva; Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Campus Pontal do Paraná - Centro de Estudos do Mar, Programa de Pós-Graduação em Sistemas Costeiros e Oceânicos. Defesa : Pontal do Paraná, 10/11/2023; Inclui referências

História de vida e os mecanismos moleculares do desenvolvimento e da regeneração de Tubastraea coccinea (Dendrophylliidae, Scleractinia) : um ensaio para o seu estabelecimento como organismo modelo = Life-history and molecular mechanisms of the development and regeneration of Tubastraea coccinea (Dendrophylliidae, Scleractinia): an essay to stablish it as a model organism

2025-12-02T19:18:57Z

História de vida e os mecanismos moleculares do desenvolvimento e da regeneração de Tubastraea coccinea (Dendrophylliidae, Scleractinia) : um ensaio para o seu estabelecimento como organismo modelo = Life-history and molecular mechanisms of the development and regeneration of Tubastraea coccinea (Dendrophylliidae, Scleractinia): an essay to stablish it as a model organism Resumo: O coral azooxanteladoTubastraea coccinea (Dendrophylliidae, Scleractinia), também conhecido como coral-sol, está entre as espécies invasoras mais bem-sucedidas da atualidade. Seu potencial invasor deve-se principalmente as suas características oportunistas, incluindo diversas estratégias reprodutivas e capacidade regenerativa. Estas características em adição à posição dos cnidários no início da divergência dos metazoários, fazem de T. coccinea um promissor organismo modelo dentro dos antozoários calcificadores e azooxantelados. Desta forma, como um primeiro passo para o estabelecimento de T. coccinea como organismo modelo, a presente tese teve como objetivo principal avaliar os traços da história de vida deste coral (reprodução, desenvolvimento, recrutamento e regeneração), e determinar o aparato genético utilizado durante diferentes fases do seu desenvolvimento ontogenético e também ao longo do processo de regeneração. Adicionalmente, para uma melhor compreensão da capacidade de regeneração em Scleractinia, bem como do potencial invasor de Tubastraea spp., o segundo objetivo desta tese foi avaliar a capacidade de regeneração de fragmentos de quatro espécies do gênero Tubastraea (T. coccinea, T. tagusensis, T. micranthus e T. diaphana), de locais onde são nativas e também em locais onde são consideradas exóticas. Além de suportar o estabelecimento de T. coccinea como organismo modelo, análises biológicas, ecológicas e moleculares indicam que T. coccinea pode liberar milhares de descendentes em diferentes fases de vida (embriões, e larvas recém-formadas e maturas), bem como regenerar após a fragmentação, sendo esta uma habilidade do gênero. Além disso, altas temperaturas aceleram a regeneração de Tubastraea spp., mas assim como observado para fragmentos menores (<0.5 cm2), demanda um maior custo metabólico. Adicionalmente, análises de bioinformática identificaram genes que são diferencialmente expressados e co-expressados ao longo do desenvolvimento e da regeneração de T. coccinea, o quais foram então submetidos a análises de enriquecimento de genes ortólogos. Estes dados resultaram na caracterização de oito aspectos fisiológicos e morfológicos do desenvolvimento de T. coccinea: maturação larval, incluindo 1) desenvolvimento do epitélio; 2) neurogênese; 3) capacidade natatória; e 4) competência para assentamento e metamorfose; 5) sistema imunológico; 6) início; e 7) final da metamorfose; e 8) calcificação. Em adição, três fases do processo de regeneração foram caracterizados, a saber: 1) cicatrização imediatamente após a fragmentação; 2) início da regeneração que ocorre entre o final do processo de cicatrização e a abertura de uma ou mais bocas iniciais; e 3) a regeneração tardia que foi caracterizada pela diferenciação das demais estruturas de pólipo e iniciação da calcificação. Juntos, os resultados apresentados nesta tese aumentam o nosso conhecimento sobre o gênero Tubastraea, fornecem informações importantes para o estabelecimento de T. coccinea como espécie modelo, e auxiliam cientificamente o aprimoramento de métodos de controle e manejo das espécies de Tubastraea que ocorrem fora de seus ambientes naturais.; Abstract: The azooxanthellate coral Tubastraea coccinea (Dendrophylliidae, Scleractinia), also known as sun-coral, is considered one of the most successful invasive species nowadays in the marine realm. Its invasive success is mostly related to opportunistic characteristics, including several reproductive strategies and regenerative capacity. These characteristics, allied to the early diverging position of cnidarians within Metazoa, make T. coccinea a promising model organism among azooxanthellate calcified anthozoans. Therefore, as a first step towards establishing T. coccinea as a model organism, the main aim of this thesis was to assess the life-history traits of this coral species (reproduction, development, recruitment, and regeneration), and to determine the gene expression during different phases of its ontogenetic development and also throughout its regeneration process. Moreover, to better understand the regeneration capacity within Scleractinia, as well as the invasive potential of Tubastraea spp., it was also evaluated the regenerative ability from fragments of four species (T. coccinea, T. tagusensis, T. micranthus and T. diaphana), sampled from native and invaded habitats. In addition to supporting T. coccinea as a model organism, the biological, ecological and molecular analyses indicate that this coral is able to release thousands of offspring in different developmental stages (ranging from embryos to both early stage and mature larvae), as well as being able to regenerate after fragmentation, the latter being a genus ability. It was observed that the regeneration of Tubastraea spp. is faster in higher temperatures. However, as observed in small fragment sizes (<0.5 cm2), such temperatures demand a higher metabolic cost. Molecularly, genes that were differentially expressed and coexpressed across developmental and regeneration stages were identified and subjected to gene-ontology enrichment analysis. These results allowed the characterization of eight physiological and morphological features from T. coccinea development: larval maturation, including 1) epithelial development; 2) neurogenesis; 3) swimming capacity; and 4) settlement and metamorphosis competence; 5) immune system; 6) early; and 7) late metamorphosis; and 8) calcification. In addition, three regeneration process phases were recognized: 1) wound healing initiated immediately after fragmentation; 2) early regenerative period that is transitional between wound healing and the emergence of one or more mouth rudiments; and 3) a late regeneration phase characterized by full differentiation of further polyp structures and the initiation of calcification. Together, results presented herein advance our understanding on Tubastraea, provide important information to the establishment of T. coccinea as a model organism, and scientifically subsidize the improvement of management and control actions of Tubastraea species in non-native habitats. Orientador: Prof. Dr. Marcelo Visentini Kitahara; Coorientador: Prof. Dr. David John Miller.; Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Campus Pontal do Paraná, Centro de Estudos do Mar, Programa de Pós-Graduação em Sistemas Costeiros e Oceânicos. Defesa : Pontal do Paraná, 27/11/2019; Inclui referências

Paralarvas de cefalópodes : diversidade, distribuição e taxas de alimentação sob condições laboratoriais

2025-11-26T11:42:18Z

Paralarvas de cefalópodes : diversidade, distribuição e taxas de alimentação sob condições laboratoriais Resumo: Os cefalópodes apresentam desenvolvimento direto, sem uma fase larval verdadeira e há dois modos de desenvolvimento. Em algumas espécies os indivíduos recém eclodidos são planctônicos, denominados de paralarvas, enquanto outras são bentônicas imediatamente após a eclosão, e são chamados de juvenis. As fases iniciais do ciclo de vida dos cefalópodes podem ser estudadas através de coletas no ambiente, para se estimar sua abundância, distribuição e composição de espécies na área de estudo de interesse, bem como em laboratório, através de experimentos com variáveis físico-químicos controlados. No primeiro capítulo deste estudo, as paralarvas do polvo Octopus americanus foram estudadas através de experimentos em laboratório para se estimar as taxas de alimentação diárias. Paralarvas com diferentes idades (1 e 8-9 dias de vida) foram expostas a diferentes densidades de presas (20, 40, 60, 80, 120 e 160 presas L-1) e tipos de presas vivas (náuplios de Artemia, copépodos da espécie Acartia lilljeborgii e zoés de Callinectes sapidus). Os experimentos duraram 24h, e após esse período as taxas de alimentação diárias foram obtidas. A preferência de presas foi estimada através da exposição aos três tipos de presas simultaneamente, por 24h. As taxas de alimentação foram diferentes entre as espécies testadas. A maior taxa de alimentação média para paralarvas recém-eclodidas foi de 26±6,9 zoeias paralarva-1dia-1, e para 8 dias de vida foi de 65,6±3,1 náuplios paralarva-1dia-1. Além disso, mostraram preferência significativa por zoeias. A densidade de presas recomendadas para a larvicultura de paralarvas até 10 dias de vida é de 80 copépodos L-1, 160 náuplios L-1 e 80 zoeias L-1. No segundo capítulo, as descrições taxonômicas de 11 espécies de paralarvas e juvenis bentônicos da Família Octopodidae foram compilados através de revisões bibliográficas. Essa família de polvos apresenta grande interesse pesqueiro ao redor do mundo, mas as similaridades morfológicas entre as paralarvas dificultam a identificação no nível de espécie. Informações atualizadas irão auxiliar na identificação de paralarvas e juvenis dessas espécies, pois a literatura disponível foi publicada há quase 30 anos e está desatualizada. Através da compilação das informações disponíveis na literatura, o padrão de cromatóforos mostrou ser uma característica taxonômica confiável para a identificação das espécies, uma vez que seu número, cor e distribuição é espécie-específico. Além disso, outros parâmetros, como medidas e formato do corpo, fórmula dos braços e o padrão de iridóforos também auxiliam na correta identificação. No terceiro capítulo, amostras de zooplâncton coletadas em cruzeiros oceanográficos realizados na plataforma externa e talude continental entre o Chuí, no RS, e Cabo Frio, no RJ, entre o período de 2009 a 2015, foram triadas e 801 paralarvas foram encontradas. Quatorze famílias, 22 gêneros e 15 espécies foram identificadas. As paralarvas identificadas foram fotografadas e descritas, para auxiliar em futuros estudos. Argonauthidae foi a Família mais abundante, representando 40% de todos os espécimes coletados, seguido por Ommastrephidae e Enoploteuthidae. As maiores abundâncias foram registradas no Outono de 2014, e a espécie Argonauta nodosus foi a mais abundante na área de estudo. As espécies Illex argentinus, Ommastrephes cylindraceus e paralarvas do gênero Abralia também foram abundantes; Abstract: Cephalopods are direct developers without a true larval phase, and show two modes of development. In some species, hatchlings are planktonic, and called paralarvae, in other hatchlings are benthic juveniles. Paralarvae can be studied through collections in the environment, in order to estimate their abundance, distribution and species composition. In addition, paralarvae and juveniles can be studied in the laboratory, through experiments in an environment with controlled physical-chemical variables. In the first chapter of the present study, paralarvae of the octopus Octopus americanus were studied through laboratory experiments in order to estimate daily feeding rates. Paralarvae with different ages (1 and 8-9 days-old) were exposed to different prey densities (20, 40, 60, 80, 120 and 160 prey L-1) and types of live prey (Artemia nauplii, Acartia lilljeborgii copepods and Callinectes sapidus zoeae). The experiments lasted 24h, and after that period the number of prey ingested was estimated. Prey preference was estimated through exposure to these three types of prey simultaneously, for 24h, and after that period the number of prey ingested was counted for each species. The feeding rates recorded were quite different among the preys tested. The highest mean daily feeding rates for hatchlings was 26±6.9 zoeae paralarvae-1day-1and for 8-day-old paralarvae was 65.6±3,1 nauplii paralarvae-1day-1. Hatchlings showed a significant preference for zoeae. The prey densities recommended for the larviculture of paralarvae up to 10 days are 80 copepods L-1, 160 nauplii L-1 e 80 zoeae L-1. In the second chapter, the taxonomic descriptions of 11 species of paralarvae and benthic juveniles of the Family Octopodidae were compiled through bibliographic reviews. This Family of octopus has great fishing interest around the world, but the morphological similarities between the paralarvae make it identification at the species level difficult. The updated information should aid in the identification of paralarvae and juveniles of these species as the available literature was published almost 30 years ago and is outdated. Chromatophore pattern is a reliable taxonomic feature, since the number, color and distribution of the chromatophores is specie-specific. Other morphological parameters, such as body shape and measurements, arm formula and iridophore patterns, also helps in the correct identification of paralarvae and juveniles. In the third chapter, zooplankton samples collected in oceanographic cruises carried out on the outer shelf and continental slope between Chuí, in RS, and Cabo Frio, in RJ, Brazil, between 2009 and 2015, were analyzed and 801 paralarvae were found. Fourteen families, 22 genera and 15 species were identified. The iparalarvae were photographed and described, to assist in future studies. Argonauthidae Family was the most abundant, representing 40% of all specimens collected, followed by Ommastrephidae and Enoploteuthidae. The highest abundances were recorded in Autumn 2014, and Argonauta nodosus was the most abundant species in the study area. Illex argentinus, Ommastrephes cylindraceus and Abralia spp. paralarvae were also abundant Orientadora: Dra. Érica Alvez Gonzalez Vidal; Coorientadores: Dr. Erik Muxagata, Dr. José Guilherme Bersano Filho; Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Campus Pontal do Paraná - Centro de Estudos do Mar, Programa de Pós-Graduação em Sistemas Costeiros e Oceânicos. Defesa : Pontal do Paraná, 16/02/2023; Inclui referências