Efeitos de mudanças globais na fisiologia de haplótipos de Bostrychia spp. (Rhodophyta) de populações tropicais e subtropicais - Borburema, Henrique Douglas dos Santos (2022)
A mudança global devido às emissões antropogênicas de gases poluentes na atmosfera da Terra é um sério problema ecologicamente. Produtores primários em ecossistemas costeiros como os manguezais podem ser negativamente afetados pelas mudanças globais. Assim, nesta tese, nós investigamos a fisiologia das macroalgas de manguezais Bostrychia montagnei e Bostrychia calliptera de populações tropicais e subtropicais após serem submetidas a condições experimentais de mudanças globais. A divergência genética entre espécimes tropicais e subtropicais também foi investigada a partir de marcadores de DNA mitocondrial (COI-5P) e plastidial (rbcL-3P). Os resultados obtidos em nossa pesquisa foram sistematizados em cinco artigos científicos, cujos resultados principais estão descritos a seguir. No primeiro artigo (doi.org/10.1016/j.jembe.2022.151740), reportamos que os espécimes tropicais são geneticamente divergentes dos espécimes subtropicais, baseados no marcador COI-5P. Também demonstramos que as macroalgas de ambos os nichos climáticos são tolerantes a redução de pH (7,6 e 7,2) por incremento de CO2 na água do mar (acidificação dos oceanos), aumentando seu crescimento nos tratamentos de pH reduzido devido a maior disponibilidade de CO2 para a fotossíntese. Bostrychia montagnei da região tropical aumentou seu conteúdo de polissacarídeos e aloficocianina sob pH 7,2, assim como B. montagnei da região subtropical aumentou seu conteúdo de carboidratos de baixo peso molecular sob esta condição. No segundo artigo (doi.org/10.1016/j.marenvres.2022.105662), reportamos que B. montagnei e B. calliptera de ambos os nichos climáticos diminuíram seu crescimento e desempenho fotossintetizante sob aumento simultâneo de temperatura (aquecimento dos oceanos) e salinidade. Evidenciamos que as macroalgas sintetizaram proteínas, carboidratos e antioxidantes para tolerar temperaturas e salinidades prejudiciais, assim como ajustaram seu conteúdo pigmentar (ficobiliproteínas, carotenoides e clorofila a) para capturar luz de forma eficiente sob estresse salino e térmico. No terceiro artigo, observamos que B. calliptera e B. montagnei da região tropical diminuíram seu desempenho fotossintetizante sob aumento de salinidade (salinização em estuários tropicais influenciados por clima semiárido). Bostrychia montagnei apresentou aclimatação osmótica ao aumento de salinidade por sintetizar dulcitol e sorbitol como osmólitos orgânicos, enquanto que B. calliptera principalmente sintetizou o dulcitol. Entre espécies, B. montagnei apresentou uma maior tolerância fotofisiológica ao estresse salino por sintetizar ambos dulcitol e sorbitol, visto que o sorbitol é um osmólito fisicoquimicamente melhor do que o dulcitol. No quarto artigo, registramos que sob aumento de densidade de fluxo de fótons (aumento da radiação solar sobre ecossistemas costeiros), B. calliptera e B. montagnei da região tropical diminuíram seu desempenho fotossintetizante. Também registramos efeitos deletérios do aumento de luz sobre o aparato fotossintetizante e sobre os aminoácidos do tipo micosporina (compostos fotoprotetivos) de ambas as espécies, o que foi mais pronunciado em B. montagnei. A menor tolerância desta espécie ao aumento de luz pode explicar sua ocorrência preferencial em microhabitats mais sombreados, como documentado na literatura científica. No quinto artigo, evidenciamos que B. montagnei e B. calliptera de ambas as localidades aumentaram suas concentrações de dulcitol e sorbitol sob redução de pH por incremento de CO2 na água do mar, demonstrando que estes polióis também possuem uma função energética. Bostrychia montagnei e B. calliptera de ambas as localidades aumentaram suas concentrações de dulcitol e sorbitol sob aumento de temperatura, demonstrando que além de osmólitos orgânicos estes polióis são termoprotetores. Em conclusão, nossos dados demonstram que espécimes tropicais e subtropicais de Bostrychia montagnei e B. calliptera são geneticamente divergentes e beneficiados por aumento de CO2 na água do mar, uma vez que as macroalgas toleraram a redução de pH e aumentaram sua produtividade. Assim, elas podem ser relevantes para o sequestro de CO2 em manguezais. Entretanto, o aquecimento dos oceanos e o aumento da salinidade estuarina serão prejudiciais para o desempenho fisiológico de B. montagnei e B. calliptera de ambos os nichos climáticos, mesmo elas ajustando seu metabolismo para sintetizar compostos relacionados à tolerância térmica e salina. Nossos dados sugerem que populações tropicais das macroalgas estão mais vulneráveis ao aquecimento do que as populações subtropicais, uma vez que as populações tropicais já vivem mais próximas aos seus limites superiores de tolerância térmica. Nossos dados também demonstram que condições futuras de maior incidência solar sobre manguezais serão nocivas para essas macroalgas, sendo B. montagnei mais afetada do que B. calliptera. Em nossa pesquisa, documentamos pela primeira vez os efeitos de acidificação dos oceanos sobre espécies de Bostrychia, as primeiras sequências do marcador COI-5P para ambas as espécies, estratégias fisiológicas de Bostrychia spp. para aclimatação térmica, uma condição de temperatura letal para espécies de Bostrychia (34 ºC para os espécimes tropicais), um novo padrão de distribuição de osmólitos orgânicos em espécies de Bostrychia (apenas dulcitol em B. calliptera sob baixas salinidades), e os efeitos deletérios do aumento de luz sobre Bostrychia spp.