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Cleaning stations in a changing ocean : Bio-ecological responses of cleaning mutualisms to ocean warming and acidification

Bibliographic Details
Main Author: Paula, José Ricardo
Publication Date: 2020
Language: eng
Source: Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)
Download full: http://hdl.handle.net/10451/48518
Summary: As simbioses entre espécies representam adaptações face a mudanças ambientais no meio marinho. Uma das simbioses mais carismáticas é o mutualismo entre peixes limpadores e os seus clientes. Estes ocupam territórios específicos conhecidos como “estações de limpeza” e prestam um serviço aos seus clientes, comendo ectoparasitas e tecidos mortos. Para interagir com os seus clientes os bodiões limpadores (Labroides dimidiatus) desenvolveram um conjunto de ferramentas cognitivas e comportamentais. No entanto, as condições em que estas simbioses evoluíram estão a mudar devido ao aquecimento e à acidificação dos oceanos. Esta dissertação tem como objetivo compreender como as simbioses de limpeza respondem ao aquecimento e à acidificação dos oceanos (AAO), utilizando uma abordagem integrativa. Mais especificamente, esta dissertação centrou-se em duas questões principais: 1) “O comportamento cooperativo de limpeza é afetado por AAO? Quais são os mecanismos neurobiológicos e há potencial para adaptação? ” e 2)“ Os parasitas são resistentes a AAO? Como estes afetam os peixes e como a sua abundância pode ser controlada? ”. Nos capítulos 2 e 3, é revelado que AAO pode afetar o comportamento de limpeza através de disrupção dos sistemas neurobiológicos. Por outro lado, o Capítulo 4 demonstra que o desempenho cognitivo do peixe limpador, embora afetado pela acidificação, ainda apresenta potencial de adaptação. Em relação à segunda questão, o capítulo 5 revela que os ectoparasitas são tolerantes à acidificação. No capítulo 6, apenas clientes sem acesso a serviços de limpeza foram fisiologicamente afetados pela acidificação. Por fim, o capítulo 7 mostra que os corais controlam a abundância de parasitas e a perda de corais devido a eventos extremos pode diminuir a predação de parasitas. Em conclusão, esta dissertação mostra que o AAO podem perturbar as simbioses da limpeza através de alterações comportamentais causadas por perturbações neurobiológicas. Embora exista algum potencial de adaptação, a combinação destes stressores climáticos e a imprevisibilidade de eventos extremos tornam a probabilidade de adaptação menor. Por último, é importante frisar que esta disrupção de simbioses da limpeza pode levar a efeitos de cascata nos ecossistemas dos recifes de coral, uma vez que a necessidade de peixes nos serviços de limpeza pode aumentar com uma maior abundância de ectoparasitas gnatídeos tolerantes a CO2 (devido à diminuição no controlo da abundância).
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Esta dissertação tem como objetivo compreender como as simbioses de limpeza respondem ao aquecimento e à acidificação dos oceanos (AAO), utilizando uma abordagem integrativa. Mais especificamente, esta dissertação centrou-se em duas questões principais: 1) “O comportamento cooperativo de limpeza é afetado por AAO? Quais são os mecanismos neurobiológicos e há potencial para adaptação? ” e 2)“ Os parasitas são resistentes a AAO? Como estes afetam os peixes e como a sua abundância pode ser controlada? ”. Nos capítulos 2 e 3, é revelado que AAO pode afetar o comportamento de limpeza através de disrupção dos sistemas neurobiológicos. Por outro lado, o Capítulo 4 demonstra que o desempenho cognitivo do peixe limpador, embora afetado pela acidificação, ainda apresenta potencial de adaptação. Em relação à segunda questão, o capítulo 5 revela que os ectoparasitas são tolerantes à acidificação. No capítulo 6, apenas clientes sem acesso a serviços de limpeza foram fisiologicamente afetados pela acidificação. Por fim, o capítulo 7 mostra que os corais controlam a abundância de parasitas e a perda de corais devido a eventos extremos pode diminuir a predação de parasitas. Em conclusão, esta dissertação mostra que o AAO podem perturbar as simbioses da limpeza através de alterações comportamentais causadas por perturbações neurobiológicas. Embora exista algum potencial de adaptação, a combinação destes stressores climáticos e a imprevisibilidade de eventos extremos tornam a probabilidade de adaptação menor. Por último, é importante frisar que esta disrupção de simbioses da limpeza pode levar a efeitos de cascata nos ecossistemas dos recifes de coral, uma vez que a necessidade de peixes nos serviços de limpeza pode aumentar com uma maior abundância de ectoparasitas gnatídeos tolerantes a CO2 (devido à diminuição no controlo da abundância).Symbiotic relationships reveal interesting adaptations to deal with challenging marine environments. One of the most charismatic symbiosis is the mutualism between cleaner fishes and their clients. In this case, small fishes occupy specific territories, known as “cleaning stations” and provide a service to their clients, eating ectoparasites and dead tissue. To engage in cleaning interactions, cleaner wrasses (Labroides dimidiatus) evolved a set of cognitive and behavioural tools. Yet, the ecological conditions where cleaning symbiosis evolved are changing due to humaninduced environmental stressors, such as ocean warming and ocean acidification. The present dissertation aimed to understand, within a multidisciplinary and integrative approach, how cleaning symbiosis respond to ocean warming and acidification (OWA). More specifically, this dissertation centred around two major research questions: 1) “Is cooperative cleaning behavior affected by OWA? If so, what are the neurobiological mechanisms and is there potential for adaptation?” 2) “Are parasites resilient to OWA? If so, how they impact client fishes and how their abundance can be controlled?”. In Chapter 2 and 3, I show that both OWA can affect cleaning behaviour through the disruption of dopaminergic, serotoninergic and GABAergic systems. Yet, in Chapter 4, cleaner wrasse cognitive performance, although impacted by OA, presented a certain potential for adaptation through directional selection. Regarding the second question, Chapter 5 reveals that ectoparasites are tolerant to OA, while Chapter 6 shows that only clients without access to cleaning services were physiologically affected by OA. Lastly, Chapter 7 shows that corals control gnathiids abundance and loss of coral cover from extreme events, such as mass bleaching, can decrease by 80% the predation on gnathiids. In conclusion, this dissertation shows that OWA can disturb cleaning symbiosis through behavioural changes mediated by neurobiological changes. Although there is some potential for adaptation, the combination of these climatic stressors and the unpredictability of extreme events renders the probability of adaptation. Finally, it is important to note that this disruption can lead to cascade effects on coral reef ecosystems, since the need for cleaning services can increase with a greater abundance of CO2-tolerant gnathiid ectoparasites (due to decreased abundance control).Company of Biologists (JEB 170212 - 2017)The Lizard Island Reef Research FoundationRosa, Rui Afonso Bairrão daRepositório da Universidade de LisboaPaula, José Ricardo2023-06-01T00:33:23Z2020-052020-022020-05-01T00:00:00Zdoctoral thesisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10451/48518TID:101568428enginfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)instname:FCCN, serviços digitais da FCT – Fundação para a Ciência e a Tecnologiainstacron:RCAAP2025-03-17T14:32:34Zoai:repositorio.ulisboa.pt:10451/48518Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireinfo@rcaap.ptopendoar:https://opendoar.ac.uk/repository/71602025-05-29T03:14:32.323678Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP) - FCCN, serviços digitais da FCT – Fundação para a Ciência e a Tecnologiafalse
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