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Respostas fisiológicas do cavalo-marinho tropical, Hippocampus reidi, à acidificação e aquecimento dos oceanos

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Summary:	As alterações climáticas resultam maioritariamente do aumento dos gases de efeito de estufa. Estes gases provêm principalmente das atividades humanas, como por exemplo, a queima de combustíveis fosseis. Esta alteração no ambiente resulta em alterações químicas e físicas nos oceanos, tais como o aumento da temperatura, acidificação dos oceanos, degelo, aumento do nível médio dos oceanos, a ocorrência de eventos climáticos drásticos e extremos, etc. Estas alterações conduzem a mudanças dentro das comunidades o que pode pôr em causa a sobrevivência de muitas delas. As crescentes concentrações dos gases de efeito de estudo levam ao aumento da temperatura, sendo espectável o aumento de 1,1 a 6,4°C até ao final do século. Este aumento da temperatura atmosférica resulta igualmente num aumento da temperatura dos oceanos. Estas alterações de temperatura no meio aquático resultam em alterações fisiológicas, comportamentais, fenológicas que põem em causa a sobrevivência de muitas comunidades. Como os peixes são ectotérmicos, a sua temperatura interna varia consoante a exterior. Apesar dos animais possuírem alguma resiliência, aclimatando a sua temperatura a uma série de temperaturas próximas da sua ótima, quando a exposição é continua e o valor é ultrapassado, o risco de mortalidade aumenta, o fitness é reduzido, e as populações declinam ou correm o risco de extinção. Aliado ao aumento de temperatura encontra-se o aumento de CO2 que por sua vez diminui o pH da água. Desde a revolução industrial que se verifica o aumento de CO2 atmosférico sendo espectável o continuo aumento deste até ao próximo século, 1000 ppm até 2100. Como os oceanos funcionam como reservatórios de carbono, estes absorvem grande parte do CO2 atmosférico, o que aumenta a pressão parcial de CO2 e diminuindo o pH. Esta continua retenção de CO2 provocou uma diminuição de 0,10 unidades de pH, de 8,21 para 8,10, processo designa-se por acidificação dos oceanos. Quando o CO2 reage com a água do mar desencadeia uma série de reações químicas que leva à formação de ácido carbónico (H2CO3), ao aumento de iões de bicarbonato (HCO3-), a redução de iões de carbonato (CO32-), que resulta na diminuição dos níveis de carbonato de cálcio (CaCO3), sendo este último um dos constituintes principais dos organismos calcificadores. Esta diminuição dos níveis de CaCO3 não só afeta os organismos que formam estruturas calcarias, como afeta outros processos biológicos e químicos, dado que existe um desequilíbrio químico da água. Para os organismos que vivem num ambiente aeróbio, a produção de espécies reativas de oxigénio, ROS, é inevitável. Como em qualquer outro ambiente, a produção de ROS varia consoante gradientes ambientais, tais como a temperatura e pH. Os organismos quando expostos a stress ambiental, a produção de ROS aumenta, produzindo stress oxidativo. De forma a compensar esta produção, os organismos possuem diversas defesas antioxidantes, tais como a produção de proteínas de choque térmico (HSPs), as ubiquitinas e uma série de enzimas antioxidantes. Quando esta defesa não é capaz de eliminar o dano oxidativo pode ocorrer dano celular, tal como, dano de ADN e a peroxidação lipídica. O cavalo-marinho Hippocampus reidi, é um cavalo-marinho tropical que habita nas zonas costeiras, distribuindo-se ao longo do oceano Atlântico ocidental. Estes peixes são encontrados frequentemente em mangais, pradarias marinhas, entre outros tipos de habitat (até mesmo artificiais). Devido à sua fraca natação, estes animais encontram-se normalmente ancorados a algum substrato, tal como ervas marinhas ou macroalgas, de forma a que não sejam levados com a corrente. Estes animais são solitários, mas muitas das vezes são avistados aos pares, uma vez que são organismos monogâmicos. A ecologia destes animais torna-os vulneráveis às alterações do seu habitat, tal como à sobrepesca. Com o aquecimento dos oceanos muitas espécies procuram locais mais favoráveis ao seu estabelecimento, o mesmo não se sucede com estes peixes, devido à sua fraca mobilidade e capacidade natatória. Para além disto, a alterações climáticas e poluição destroem ainda mais o seu habitat, impossibilitando-os de sobreviver. As temperaturas elevadas experienciadas num mesocosmo demonstram que os cavalos-marinhos adultos possuem resiliência à temperatura, contudo o mesmo não se sucede com o efeito combinado do aumento da temperatura e diminuição do pH. O mesmo pode não se verificar para os juvenis, uma vez que podem não ter totalmente desenvolvidas as estruturas que lhes permite sobreviver em tais condições. Além destes junevis enfrentarem uma mortalidade de vida elevada, o sucesso de sobrevivência com as alterações climáticas é ainda mais diminuído. A monitorização destas populações é essencial de forma a existir uma clara precisão da dinâmica destas populações. Desta forma é possível implementar medidas concisas, como áreas marinhas protegidas para que não só a espécie possa sobreviver e prosperar, como o seu habitat e comunidade envolvente.
Main Authors:	Pereira, Cláudia Raquel Fernandes
Subject:	Aquecimento dos oceanos Acidificação dos oceanos Stress oxidativo Hippocampus reidi Teses de mestrado - 2019
Year:	2019
Country:	Portugal
Document type:	master thesis
Access type:	open access
Associated institution:	Universidade de Lisboa
Language:	Portuguese
Origin:	Repositório da Universidade de Lisboa

Description
Summary:	As alterações climáticas resultam maioritariamente do aumento dos gases de efeito de estufa. Estes gases provêm principalmente das atividades humanas, como por exemplo, a queima de combustíveis fosseis. Esta alteração no ambiente resulta em alterações químicas e físicas nos oceanos, tais como o aumento da temperatura, acidificação dos oceanos, degelo, aumento do nível médio dos oceanos, a ocorrência de eventos climáticos drásticos e extremos, etc. Estas alterações conduzem a mudanças dentro das comunidades o que pode pôr em causa a sobrevivência de muitas delas. As crescentes concentrações dos gases de efeito de estudo levam ao aumento da temperatura, sendo espectável o aumento de 1,1 a 6,4°C até ao final do século. Este aumento da temperatura atmosférica resulta igualmente num aumento da temperatura dos oceanos. Estas alterações de temperatura no meio aquático resultam em alterações fisiológicas, comportamentais, fenológicas que põem em causa a sobrevivência de muitas comunidades. Como os peixes são ectotérmicos, a sua temperatura interna varia consoante a exterior. Apesar dos animais possuírem alguma resiliência, aclimatando a sua temperatura a uma série de temperaturas próximas da sua ótima, quando a exposição é continua e o valor é ultrapassado, o risco de mortalidade aumenta, o fitness é reduzido, e as populações declinam ou correm o risco de extinção. Aliado ao aumento de temperatura encontra-se o aumento de CO2 que por sua vez diminui o pH da água. Desde a revolução industrial que se verifica o aumento de CO2 atmosférico sendo espectável o continuo aumento deste até ao próximo século, 1000 ppm até 2100. Como os oceanos funcionam como reservatórios de carbono, estes absorvem grande parte do CO2 atmosférico, o que aumenta a pressão parcial de CO2 e diminuindo o pH. Esta continua retenção de CO2 provocou uma diminuição de 0,10 unidades de pH, de 8,21 para 8,10, processo designa-se por acidificação dos oceanos. Quando o CO2 reage com a água do mar desencadeia uma série de reações químicas que leva à formação de ácido carbónico (H2CO3), ao aumento de iões de bicarbonato (HCO3-), a redução de iões de carbonato (CO32-), que resulta na diminuição dos níveis de carbonato de cálcio (CaCO3), sendo este último um dos constituintes principais dos organismos calcificadores. Esta diminuição dos níveis de CaCO3 não só afeta os organismos que formam estruturas calcarias, como afeta outros processos biológicos e químicos, dado que existe um desequilíbrio químico da água. Para os organismos que vivem num ambiente aeróbio, a produção de espécies reativas de oxigénio, ROS, é inevitável. Como em qualquer outro ambiente, a produção de ROS varia consoante gradientes ambientais, tais como a temperatura e pH. Os organismos quando expostos a stress ambiental, a produção de ROS aumenta, produzindo stress oxidativo. De forma a compensar esta produção, os organismos possuem diversas defesas antioxidantes, tais como a produção de proteínas de choque térmico (HSPs), as ubiquitinas e uma série de enzimas antioxidantes. Quando esta defesa não é capaz de eliminar o dano oxidativo pode ocorrer dano celular, tal como, dano de ADN e a peroxidação lipídica. O cavalo-marinho Hippocampus reidi, é um cavalo-marinho tropical que habita nas zonas costeiras, distribuindo-se ao longo do oceano Atlântico ocidental. Estes peixes são encontrados frequentemente em mangais, pradarias marinhas, entre outros tipos de habitat (até mesmo artificiais). Devido à sua fraca natação, estes animais encontram-se normalmente ancorados a algum substrato, tal como ervas marinhas ou macroalgas, de forma a que não sejam levados com a corrente. Estes animais são solitários, mas muitas das vezes são avistados aos pares, uma vez que são organismos monogâmicos. A ecologia destes animais torna-os vulneráveis às alterações do seu habitat, tal como à sobrepesca. Com o aquecimento dos oceanos muitas espécies procuram locais mais favoráveis ao seu estabelecimento, o mesmo não se sucede com estes peixes, devido à sua fraca mobilidade e capacidade natatória. Para além disto, a alterações climáticas e poluição destroem ainda mais o seu habitat, impossibilitando-os de sobreviver. As temperaturas elevadas experienciadas num mesocosmo demonstram que os cavalos-marinhos adultos possuem resiliência à temperatura, contudo o mesmo não se sucede com o efeito combinado do aumento da temperatura e diminuição do pH. O mesmo pode não se verificar para os juvenis, uma vez que podem não ter totalmente desenvolvidas as estruturas que lhes permite sobreviver em tais condições. Além destes junevis enfrentarem uma mortalidade de vida elevada, o sucesso de sobrevivência com as alterações climáticas é ainda mais diminuído. A monitorização destas populações é essencial de forma a existir uma clara precisão da dinâmica destas populações. Desta forma é possível implementar medidas concisas, como áreas marinhas protegidas para que não só a espécie possa sobreviver e prosperar, como o seu habitat e comunidade envolvente.