Ecossistemas Marinhos II - Recifes de Coral

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28/11/2015
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Emanuelle Fontenele Rabelo
Recifes de Coral
Ecossistemas Marinhos III:
O que é um Coral?
Animal, vegetal ou mineral?
Animal 
Vegetal
Mineral
Filo Cnidaria
O que é um Coral? • Cnidários possuem células urticantes chamadas
CNIDÓCITOS com organelas denominadas
NEMATOCISTOS (modificação do complexo de Golgi).
Estrutura do Coral
• Animals individuais são chamados de Pólipos
• Muitos pólipos formam uma Colônia
Colônia morta com 
esqueleto de CaCO3
evidente
Colônia viva
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E Recifes de Coral?
• Maior estrutura geológica construída por seres vivos
- Várias espécies de corais, outros invertebrados e algas
são bioconstrutores
Corais Hermatípicos (Construtores) x Ahermatípicos
(Não construtores)
Mas porquê???
- Corais dependem de águas rasas, claras e 
quentes para crescer...
Distribuição dos recifes de coral no Brasil e no mundo
Distribuição Mundial dos Recifes de Coral 
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Fonte: Institute for Marine Remote Sensing, University of South Florida.
Recifes João da Cunha -
RN
Recifes João da Cunha - RN
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Diferentes formas de uma colônia 
Importância dos Recifes
Biológico
• Berçário
• Abrigo
• Alimentação
Econômico
• Aumento da 
Produtividade
Pesqueira
• Ecoturismo
Ambiental
• Proteção da
Costa
Bioquímico
• Pesquisa
Farmacológica
• Conexão com manguezal, bancos de gramíneas e recifes de
coral
Haemulon sciurus
Biquara
Importância Biotecnológica
- Bactérias e fungos associados são produtores de 
Metabólitos Secundários
Compostos de grande interesse biotecnológico:
-Atividade Antifúngica
-Atividade Bactericida
-Atividade Antioncogênica (Antitumoral)
Aplicações Biotecnológicas 
de Invertebrados Marinhos
- Estudo da Palytoxina – extraída do coral mole 
Palythoa caribaeorum
Ação:
Antihelmíntica
Hemolítica
Bactericida
Fungicida
- Antiviral usada no tratamento contra HIV
- Atividade antimicrobiana, citotóxica e anti- oncogênica
Aplicações Biotecnológicas das Ascídias
Importante no Desenvolvimento de Fármacos
Didemnium Eudistoma vannamei
http://images.google.com.br/imgres?imgurl=http://hoopermuseum.earthsci.carleton.ca/Bermuda/Cnidaria/BERM911A.GIF&imgrefurl=http://hoopermuseum.earthsci.carleton.ca/Bermuda/Cnidaria/BERM911A.HTML&h=145&w=200&sz=18&hl=pt-BR&start=1&tbnid=PDsYzl2jdS8PeM:&tbnh=75&tbnw=104&prev=/images?q=Montrastrea&gbv=2&svnum=10&hl=pt-BR
http://images.google.com.br/imgres?imgurl=http://hoopermuseum.earthsci.carleton.ca/Bermuda/Cnidaria/BERM911A.GIF&imgrefurl=http://hoopermuseum.earthsci.carleton.ca/Bermuda/Cnidaria/BERM911A.HTML&h=145&w=200&sz=18&hl=pt-BR&start=1&tbnid=PDsYzl2jdS8PeM:&tbnh=75&tbnw=104&prev=/images?q=Montrastrea&gbv=2&svnum=10&hl=pt-BR
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Reprodução e Crescimento do 
Recife
- Assexuada: Brotamento ou
fissão
- Sexuada: Hermafroditas ou
dióicos com Fertilização externa
e estágio larval planctônico
Richard FitzpatrickLiberação sincronizada de gametas de acordo 
com o ciclo lunar
Larvas nadam por dias a semanas até se fixarem e sofrer 
metamorfose
Dieta Heterotrófica ou Autotrófica 
Heterotrófica 
Tentáculos
Boca
Septos
Autotrófica - cerca de 90% da 
nutrição dos corais
Simbiose Coral x 
Zooxantelas
Proteção contra patógenos – produção de antibióticos 
- Antagonismo Bacteriano
Simbiontes Fotossintéticos 
Atecados e Esféricos
Gênero Symbiodinium
E as Zooxantelas...
Os Protozoários 
Dinoflagelados...
Microbiota Associada aos Corais
Bactérias
Fungos, Vírus,
Arqueas
Dinoflagelados 
Holobionte
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Boca 
Muco 
Água do Mar
Cavidade 
Gastrovascular
Esqueleto de 
CaCO3
Bactérias, Vírus 
Epiderme 
Zooxantelas 
Mesogléia
A Microbiota Associada aos Corais
Modificado de Rosenberg et al. (2007).
Benefícios da Microbiota Associada para os Corais
Coral 
Bacteria, Archaea
Zooxantela 
C, N, MMA, 
calcificação, 
osmorregulação
N, P, S,
antibióticos, 
toxinas 
Microhabitat
Nutrientes 
Midificado de Rower et al. (2002)
Microhabitat
Nutrientes 
Mas de onde vêm os Simbontes?
- Transmissão Aberta ou Horizontal
-Transmissão Fechada ou Vertical
Esponjas
Cnidários
Ascídias
Nudibrânquios
Bivalves 
Principais Hospedeiros
A
B
C
D
Rowan et al., (1997) e Toller
et al., (2001) - Manipulação 
das colônias
Os Clados de zooxantelas se 
distribuem em profundidades 
diferentes no recife...
Baker (2003) - Zooxantelas
Generalistas ou Especialistas
Zooxantelas são 
divididas em Clado ou 
Subgêneros
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Experimento de Schwarz et al., (1999) 
Aquisição Horizontal de Zooxantelas Aquisição Horizontal de Zooxantelas
3 dias depois...
Larva Plânula
Experimento de Schwarz et al., (1999) 
Experimento de Schwarz et al., (1999) 
Aquisição Horizontal de Zooxantelas
O assentamento larval 
foi afetado em larvas 
que não foram expostas 
a Zooxantelas
Mas e depois da ingestão...o que acontece com as 
Zooxantelas?
- Fitt e Trench (1983) – Descreveram o mecanismo de endocitose 
- Yellowlees et al., (2008) – Descreveram o Simbiossomo
O Simbiossomo
Yellowlees et al., (2008) 
Memb. Celular do Hospedeiro
Simbiossomo
Parede Celular da Zooxantela
Memb. Celular da Zooxantela
Adaptações Fisiológicas e Benefícios da Simbiose 
entre Corais e Zooxantelas
Simbionte Luz
Nitrogênio Carbono
Fotossíntese
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Aquisição do Nitrogênio
Amônia 
N2 da água do mar
N assimilável
Muscatine e D’Elia, (1978); Yelloweees et al., (2008)
Aquisição do Carbono 
CO2
HCO3
-
CO2HCO3
-
H+-ATPase
Yelowlees et al., (2008) e Furla et al., (2005) 
Formação do 
esqueleto de CaCO3
Anidrase Carbônica
Regulação Osmótica
Mayfield e Gates (2007) 
M
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As Zooxantelas auxiliam na Formação do Esqueleto de CaCO3, 
mas também se beneficiam dele...
Dispersão da luz 
fotossinteticamente 
ativa pelo esqueleto
Aumenta a captação 
de fótons pelas 
zooxantelas (Enríquez
et al., 2005)
- Então por que corais dependem de águas 
rasas, claras e quentes para crescer???
Temperatura máxima: 30 a 35°C
Zooxantelas!!!
Outras Simbioses
Fungos
• Envolvidos no 
metabolismo do 
carbono 
• Envolvidos na 
fixação do 
nitrogênio 
Archaea
•Envolvidas na 
fixação e 
desnitrificação
nitrogênio 
Virus 
•Fagos
•Benefício
desconhecido
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CLADO C
CLADO A
P. caribaeorum Z. sociatus P. variabilis
N
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Se
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ên
ci
as
Diversidade de zooxantelas associadas a Zoantídeos
Os zoantídeos P. 
caribaeorum e P. 
variabilis são mais 
seletivos!
Palythoa 
caribaeorum 
Zoanthus 
sociatus 
Protopalythoa 
variabilis 
Rabelo (2007): Z. sociatus mais resistente 
A combinação de zooxantelas de diferentes clados parece 
ser vantajosa (Fabricius et al., 2004; Berkelmans; Oppen, 2006)
Como explicar a diferença da comunidade 
de Zooxantelas entre Z. sociatus e os 
demais zoantídeos?
Clados A e C: Tolerância ao estresse e ao Branqueamento 
(Karako-Lampert et al., 2004; Kinzie et al 2001; Magalon et al., 2007; virslan e Douglas, 2007) 
Tipos de Recifes de Coral
1. Recife em Franja
Tipos de Recifes de Coral
2. Recife em Barreira
Tipos de Recifes de Coral
3. Atol
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Tipos de Recifes de Coral
3. Atol
Tipos de Recifes de Coral
3. Atol
Atol das rocas
Atol nas ilhas Fiji
Organismos do recife Organismos do recife
Organismos do recife Organismos do recife
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Área total dos Recifes:1.500.000 km2 
Área Impactada (3%): 45.000 km2 
Área Impactada em alguns anos (60%): 
900.000 km2 
Impactos Antrópicos sobre os Recifes de coral 
- Poluição orgânica e inorgânica de 
origem agrícola e industrial (Wilkinson, 1992)
Principais Impactos
- Sedimentação devido ao 
desmatamento de áreas costeiras 
(Wilkinson, 1992)
- Piscicultura intensiva sem manejo adequado (Garren et al., 2009) 
-Turismo 
(Hasler e Ott, 2008; Luna et al., 2009; Hardiman e 
Burgin, 2010)
- Branqueamento (Fitt et al., 1993; Muller-Parker e D’Elia, 1997; Fagooneeet al., 1999)
Calor UV Mudança de Salinidade Poluição 
Segundos 
Minutos 
De Minutos a 
Horas 
Horas 
De Horas a 
Dias
De Dias a 
Semanas
Danos ao Fotossistema levando à produção de oxigênio reativo
Prejuízo ao transporte de metabólitos entre simbionte e hospedeiro
Depleção de Osmólitos Intracelulares
Estresse Osmótico
Branqueamento e/ou Doença
Dissociação do hospedeiro Exocitose Foto-inibição Apoptose 
Como Acontece o Branqueamento... Mayfield e Gates (2007) 
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- Mecanismos de perda das Zooxantelas (Weis, 2008)
- Doenças Causadas por Micro Organismos Oportunistas 
(Edmunds, 2001; Cooney et al., 2002; Bourne e Munn, 2005)
- Black Band Desease (BBD) – Relacionada a bactérias do gênero Vibrio
Bioinvasões
Macroalgas Peixe-Leão
Estrela-do-mar Acanthaster planci
Derramamento de óleo
Impactos Naturais E o que nós podemos fazer?
• Reduza, reuse, recicle
– Energias limpas
– Educação ambiental
– Evitar lixo na praia
– Turismo consciente
– Pesquisa!!!!
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- Identificação das Bactérias e Zooxantelas Resistentes ao 
Branqueamento
- Monitoramento do Branqueamento de Corais
- Estudo das Doenças Causadas por Micro Organismos 
Oportunistas 
- Black Band Desease (BBD) – Relacionada a bactérias do gênero Vibrio
Identificação de bactérias causadoras de necrose 
em corais
O que o futuro reserva para os
recifes de coral?
A resposta é com você…
1988 1998