Author(s): Logose, Maya Millicent Grace
Date: 2017
Persistent ID: http://hdl.handle.net/10400.1/10593
Origin: Sapientia - Universidade do Algarve
Subject(s): Octopus vulgaris; Paralarva; Temperatura; Stress; Choque térmico; Bicos ; Domínio/Área Científica::Ciências Naturais::Ciências Biológicas
Dissertação de mestrado, Biologia Marinha, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade do Algarve, 2017
Paralarval survival of Octopus vulgaris can be limited by temperature via short, abrupt changes (“thermal shocks”) above the natural, geographical temperature range. Thus, temperature stress can affect the growth of paralarvae. Beaks are a tool for stress, registering as darker increments (“stress marks”) during cultivation. Due to minimal knowledge of temperature stress on O. vulgaris paralarval beaks, it must be researched for improved industrialised culture. To evaluate the effect of temperature stress on paralarvae, a group was subjected to induced thermal shocks (16+3°C) for 2 hours (laboratory located ECIMAT, Vigo, Spain). Additional temperature experiments (constant temperatures - 14, 16, 18, 21°C and increasing temperature - 16-21°C) were run to determine the general effect of temperature on paralarvae. Differences in dry weight, morphometrics, stress marks and mean increment width and age (via gelatine mounting microincrement analysis of the rostral sagittal surface), were assessed between groups in the rostral sagittal surface for the thermal shock experiment. Age and mean increment width (measured on the lateral wall surface) were determined for additional temperature experiments. Dry weight and morphometrics in thermally shocked paralarvae were not significantly different compared to the control group (and for morphometrics in additional temperature experiments). Stress marks were found in 2 of 3 thermally shocked paralarvae and corresponded to the thermal shock day, however, were not statistically different to the control group. 1 of 3 paralarvae was negative for stress marks, hinting adaptability to temperature stress. Marks were observed on alternative days, possibly being “post-stress marks” or confounding stress. Increment width was not significantly different on the thermal shock day and between groups (or with increasing temperature). Positively, gelatine mounting could be a novel technique for increment visualisation. Further research is needed to validate all outcomes of this study (removing confounding stressors and increasing the sample size analysed).
O polvo comum, Octopus vulgaris (Cuvier, 1797), é um cefalópode bentónico encontrado em águas costeiras de regiões temperadas, tropicais e subtropicais. O ciclo de vida completo de O. vulgaris dura entre 12 e 18 meses, durante o qual há a eclosão de paralarvas plantónicas, capazes de nadar livremente. Quando as paralarvas atingem o “tamanho crítico” (> 7.5 mm) assentam na zona betónica da coluna de água, onde desenvolvem as fases de juvenil e adulto. Comparando com outras espécies de cefalópodes, O. vulgaris apresenta elevado potencial para ser cultivada em aquacultura. As três principais características que justificam o seu uso como modelo experimental e o tornam candidato a aquacultura são o seu curto ciclo de vida, crescimento acelerado e rápido índex de conversão alimentar. Paralelamente, a sua elevada taxa de fecundidade, tamanho e alto valor comercial (adjacente ao considerável consumo global de polvo) culminaram num grande interesse em cultivar esta espécie a uma escala industrial. Contudo, a aquacultura desta espécie ainda não atingiu o nível industrial devido a complicacoes críticas no cultivo das paralarvas que permanecem ainda por resolver. De modo a removeras complicações, inúmeros autores têm tentado completar o ciclo de vida de O. vulgaris em cativeiro com altas taxas de sobrevivência e de assentamento. Todavia, atualmente ainda não existe um protocolo standard estabelecido para o cultivo em cativeiro de O. vulgaris. A temperatura é um dos fatores determinantes em termos de regulação da sobrevivência e crescimento de larvas invertebradas, incluindo as de O. vulgaris. Nas paralarvas, a temperatura regula a eficiência da absorção do vitelo (alimentação exógena) durante os primeiros dias de vida. A temperatura influencia a duração da fase plantónica e o assentamento das paralarvas devido à correlação positiva com o metabolismo. Deste modo, a fase paralarval é considerada o “período crítico” no crescimento e desenvolvimento de O. vulgaris, sendo este comparável com o período crítico das larvas de peixe. Em estudos prévios, as temperaturas de cultivo utilizadas variaram entre 16 e 23°C. A utilização de uma temperatura fora destes limites poderá resultar num crescimento e desenvolvimento das paralarvas reduzido ou, em casos extremos, levar à mortalidade das mesmas. Os efeitos do stress térmico podem ser observados diretamente no crescimento e morfologia das paralarvas (e.g. comprimento do manto e comprimento total) ou pelos incrementos registados nas estruturas calcificadas. No caso do O. vulgaris, o bico (situado na massa bocal) é constituído por duas mandíbulas, superior e inferior, utilizadas para a ingestão de presas, em particular presas de concha dura. Estudos anteriores revelaram que a indução de aumentos de temperatura (“choques térmicos”) pode causar a disrupção na deposição de linhas no bico, ficando registadas marcas escuras denominadas “marcas de stress”. Assim, o bico constituí um potencial biomarcador para stress térmico. Adicionalmente, ainda nenhum autor tentou relacionar a largura dos incrementos com a temperatura de stress induzida. Se for encontrado sustento para esta correspondência, a largura dos incrementos nos bicos das paralarvas de O. vulgaris poderá ser utilizada como um meio quantitativo de análise de stress térmico. Apesar do stress térmico ser evidentemente desfavorável para a criação bem sucedida de O. vulgaris, existe uma considerável falta de conhecimento relativamente ao impacto do mesmo na morfologia e microestruturas do bico (e de nova técnicas de preparação) dentro da área de investigação da aquacultura de O. vulgaris. O estudo deste tema irá melhorar a pratica da aquacultura de O. vulgaris e refinar o bem estar das paralarvas em condições de cultura. De modo a analisar o stress térmico, um grupo de paralarvas foi exposto a um choque térmico (aumento da temperatura da água de 16 a 19°C) durante 2 horas no quinto dia dum cultivo de 10 dias (nas instalações localizadas na Estação Marinha ECIMAT, Vigo, Espanha). Adicionalmente, noutras duas experiências de temperatura, vários grupos de paralarvas foram submetidos a diferentes temperaturas constantes (14, 16, 18 e 21°C) durante 15 dias, e a gradientes de temperatura de 16 a 20°C do dia 6 ao dia 9 (com temperatura constante a 20°C a partir do dia 9), durante uma cultura de 25 dias. Foram também criados tanques controlo para todas as experiências, nos quais a temperatura foi estabilizada a 16°C. Os efeitos gerais da temperatura na mortalidade e crescimento das paralarvas submetidas a choques térmicos foi analisada através do peso seco e análises morfométricas (e.g. comprimento total, comprimento do manto, largura dorsal do manto e largura da cabeça – em mm). As paralarvas das experiências adicionais foram analisadas morfometricamente. O stress térmico em paralarvas previamente submetidas a um choque térmico foi avaliado através da análise das microestruturas do bico (envelhecimento, “marcas de stress" e largura do incremento a partir da secção sagital rostral - RSS) Em alternativa, a superfície da parede lateral foi estimada para paralarvas através de experiências de temperatura adicionais (temperatura constante – idade e largura de incremento, aumento de temperatura – idade). Em termos de análise de precisão da leitura de idade, foi utilizado o coeficiente de variação (CV%), para determinar o potencial da gelatina como meio de montagem para preparações microscópicas utilizadas na observação de incrementos em bicos, e o seu uso em futuras análises de microincrementos. Os dados obtidos foram analisados estatisticamente para averiguar diferenças entre o controlo e os grupos experimentais. A mortalidade em paralarvas sujeitas ao choque térmico foi superior à observada nos organismos de controlo, o que evidencia que aumentos abruptos de temperatura durante um curto período de tempo podem afetar diretamente a sobrevivência de paralarvas de O. vulgaris. Apesar de não se verificarem diferenças significativas, o peso seco obtido para as paralarvas sujeitas ao choque térmico foi menor que o obtido em organismos do grupo de controlo. Morfometricamente, todas as paralarvas dos grupos experimentais aumentaram as suas dimensões ao longo do tempo, porém não existiu um aumento significativo entre os mesmos e as paralarvas dos grupos de controlo correspondentes. A análise de precisão da leitura de idade revelou precisão (CV = 0%) para mais de 80% dos espécimes em todas as experiências, indicando o potencial da utilização da gelatina, em estudos futuros, como um novo meio de montagem em preparações para a visualização de incrementos em bicos. Ademais, confirmou-se uma correspondência entre todas as idades das paralarvas e o número de incrementos contados, validado assim uma taxa de deposição de incremento diária (1 incremento.dia-1). Apesar das marcas de stress terem sido encontradas em quase todas as paralarvas submetidas a choques térmicos, não foram encontradas diferenças significativas (p = 0.74) quando comparadas com o grupo de controlo. Foram igualmente observadas marcas de stress nos dias não associados aos choques térmicos, o que pode ser explicado por fatores de stress perturbadores (e.g. perturbações nos tanques) ou como marcas de stress posteriores aos choques térmicos. Uma das paralarvas submetidas a choques térmicos não apresentou qualquer marca de stress, o que poderá indicar que alguns indivíduos possuem uma alta capacidade de adaptação ao stress térmico. A largura dos incrementos, na superfície da parede lateral, não foi significativamente maior nos dias associados a choque térmico (dia 6-10 – p = 0.28, dia 6 – p = 0.16) ou de aumento de temperatura (entre grupos de temperatura constante LWS – p = 0.11). No entanto, várias limitações foram encontradas durante este estudo, tal como o pequeno tamanho da amostra disponível para analisar nas experiências de temperatura. Octopus vulgaris apresenta alta variabilidade no crescimento individual, característica a qual pode dificultar a clareza e interpretação dos resultados obtidos. Ademais, a aplicação temporal de marcas de stress e largura dos incrementos é desconhecida, uma vez que as paralarvas não foram analisadas durante mais do que 15 dias. Deste modo, a análise de microincrementos em paralarvas submetidas a stress térmico deverá ser repetida de novo num período mais avançado da fase plantónica. Resumidamente, as marcas de stress podem ser induzidas nos bicos de O. vulgaris através de stress térmico, apesar de ser necessária a remoção de fatores de stress perturbadores para clarificar os resultados. Adicionalmente, tendo em conta o pequeno tamanho da amostra e da alta variabilidade no crescimento de O. vulgaris, será necessário repetir este estudo para validar os resultados aqui expostos. Este estudo revelou consideráveis lacunas na investigação relacionada com stress térmico e o quão vital é para o desenvolvimento das paralarvas de O. vulgaris a serem criadas.
