Efeitos do aumento de CO² na fisiologia, anatomia e ultraestrutura de Halodule wrightii Ascherson

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biologia de Fungos, Algas e Plantas, Florianópolis, 2014O aumento dos níveis de CO² atmosférico desde o período pré-industrial tem resultando na diminuição do pH dos oceanos. Este trabalho teve como objetivo estudar os efeitos desta redução na fisiologia, anatomia e ultraestrutura da fanerógama marinha Halodule wrightii. Para isso, foi realizado um experimento em mesocosmos. Os espécimes foram coletados no Parque Municipal Marinho do Recife de Fora e cultivados durante 30 dias sob diferentes concentrações de CO², as quais foram acompanhadas a partir da redução do pH. Isso resultou em quatro condições experimentais: pH similar ao do ambiente (condição controle), pH com redução de 0,3 unidades (-0,3), pH com redução de 0,6 unidades (-0,6) e pH com redução de 0,9 unidades (-0,9), que representam a simulação de uma atmosfera contendo 650, 1350 e 3390 ppm de CO², respectivamente. As variáveis abióticas, incluindo o pH, foram monitoradas. Os parâmetros eficiência fotossintética (aETR) e rendimento quântico efetivo Y(II) praticamente não variaram nos tratamentos com maior concentração de CO2 (-0,6 e -0,9), mas diminuíram no tratamento -0,3. Esta redução possivelmente ocorreu em função das variáveis abióticas, principalmente luz e temperatura que oscilaram durante o período de experimentação. Acredita-se, que o aumento do CO² tenha compensado o estresse, mantendo os parâmetros fisiológicos estáveis nos tratamentos com maior concentração. A anatomia e ultraestrutura das folhas dos espécimes cultivadas tanto no controle como nos tratamentos não demonstraram alterações qualitativas. Quantitativamente, foi possível observar que, no período final de experimentação, a área em secção transversal e largura das folhas foram sensivelmente maiores no tratamento -0,9. Possivelmente, tais resultados teriam sido mais nítidos se o tempo de experimentação fosse mais longo, como observado para plantas terrestres.Abstract: The increase in atmospheric CO² levels since the pre-industrial period has resulted in a decrease in the pH of the oceans. The aim of this work was to determine the effects of lowered pH on the physiology, anatomy and ultrastructure of the seagrass Halodule wrightii. A mesocosm study was conducted, where specimens were collected in the Parque Municipal Marinho do Recife de Fora and cultivated for 30 days at different concentrations of CO², which caused a decrease in pH. This resulted in four experimental conditions: pH similar to that of the environment (control condition), pH reduced by 0.3 unit (-0.3), pH reduced by 0.6 unit (-0.6) and pH reduced by 0.9 unit (-0.9), which represented the simulation of an atmosphere containing 650, 1350 and 3390 ppm CO². The abiotic variables, including pH, were monitored. The parameters photosynthetic efficiency (aETR) and effective quantum yield Y(II) practically did not vary in the treatments with greater concentration of CO2 (-0.6 and -0.9), but decreased in the -0.3 treatment. This reduction possibly occurred because of the abiotic variables, mainly light and temperature, which oscillated during the experimentation period. It is believed that the increase in CO² compensated for the stress, keeping the physiological parameters stable in the treatments with higher CO² concentration. The anatomy and ultrastructure of the leaves of the cultivated specimens in the control as well as the treatments did not demonstrate qualitative alterations. Quantitatively, it was possible to observe that in the final period of experimentation, the cross-sectional area and width of the leaves were appreciably greater in the -0.9 treatment. Possibly, such results could have been clearer if the experimentation time were increased, as observed for terrestrial plants. According to the literature, such modification in leaf structure can be attributed to the influence of CO² on cell division and expansion

ATLANTIC EPIPHYTES: a data set of vascular and non-vascular epiphyte plants and lichens from the Atlantic Forest

Epiphytes are hyper-diverse and one of the frequently undervalued life forms in plant surveys and biodiversity inventories. Epiphytes of the Atlantic Forest, one of the most endangered ecosystems in the world, have high endemism and radiated recently in the Pliocene. We aimed to (1) compile an extensive Atlantic Forest data set on vascular, non-vascular plants (including hemiepiphytes), and lichen epiphyte species occurrence and abundance; (2) describe the epiphyte distribution in the Atlantic Forest, in order to indicate future sampling efforts. Our work presents the first epiphyte data set with information on abundance and occurrence of epiphyte phorophyte species. All data compiled here come from three main sources provided by the authors: published sources (comprising peer-reviewed articles, books, and theses), unpublished data, and herbarium data. We compiled a data set composed of 2,095 species, from 89,270 holo/hemiepiphyte records, in the Atlantic Forest of Brazil, Argentina, Paraguay, and Uruguay, recorded from 1824 to early 2018. Most of the records were from qualitative data (occurrence only, 88%), well distributed throughout the Atlantic Forest. For quantitative records, the most common sampling method was individual trees (71%), followed by plot sampling (19%), and transect sampling (10%). Angiosperms (81%) were the most frequently registered group, and Bromeliaceae and Orchidaceae were the families with the greatest number of records (27,272 and 21,945, respectively). Ferns and Lycophytes presented fewer records than Angiosperms, and Polypodiaceae were the most recorded family, and more concentrated in the Southern and Southeastern regions. Data on non-vascular plants and lichens were scarce, with a few disjunct records concentrated in the Northeastern region of the Atlantic Forest. For all non-vascular plant records, Lejeuneaceae, a family of liverworts, was the most recorded family. We hope that our effort to organize scattered epiphyte data help advance the knowledge of epiphyte ecology, as well as our understanding of macroecological and biogeographical patterns in the Atlantic Forest. No copyright restrictions are associated with the data set. Please cite this Ecology Data Paper if the data are used in publication and teaching events. © 2019 The Authors. Ecology © 2019 The Ecological Society of Americ

Prospecção e regulação fotobiológica em macroalgas

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia e Biociências, Florianópolis, 2021.As algas são importantes ecologicamente e economicamente, pois desempenham papéis importantes nos diferentes ecossistemas e podem ser fontes potenciais de recursos naturais. Por serem em sua maioria fotossintetizantes, a luz, ou radiação visível, assim como a radiação ultravioleta (UV) são fatores importantes para esses organismos, pois induzem diferentes respostas fisiológicas e bioquímicas. Essas respostas ocorrem graças aos pigmentos fotossintetizantes, responsáveis pela captação da luz, e aos fotorreceptores, proteínas sensíveis à luz e capazes de perceberem a qualidade e quantidade de radiações no ambiente, desencadeando cascatas de reações biológicas. A aclimatação às condições de luz do ambiente leva a mudanças fisiológicas que podem resultar na maior ou menor produção de alguns compostos que captam luz sob baixa luminosidade ou fotoprotegem sob luz excessiva. Algas que ocorrem em regiões entremarés estão mais expostas à luz do que aquelas presentes em maiores profundidades. Assim, buscou-se identificar nessas regiões espécies que naturalmente produzem maior quantidade de compostos de fotoproteção. Além disso, experimentos em laboratório foram conduzidos com duas macroalgas vermelhas (Gracilaria cornea e Osmundea pinnatifida) para testar os efeitos da qualidade e da fluência de diferentes radiações UV-visível sobre a fotossíntese, a calcificação e a produção de compostos, especialmente os fotoprotetores, tais como: carotenoides, MAAs e fenólicos. A existência e atuação de possíveis fotorreceptores foi também investigada. Duas espécies de macroalgas foram identificadas como as melhores fontes potenciais de substâncias de fotoproteção Sargassum vulgare e Porphyra umbilicalis. Nos experimentos realizados, observou-se que a radiação UV induz respostas em G. cornea e O. pinnatifida. Essas respostas podem estar relacionadas com a presença de fotorreceptores sensíveis à luz azul e às radiações UV-A e UV-B. A radiação UV-A parece promover efeitos positivos sobre o crescimento e a produção de compostos alguns compostos (zeaxantina e palitina), enquanto a radiação UV-B promove a produção de alguns compostos (anteraxantina, zeaxantina, luteína e violaxantina) às custas do crescimento. A fotossíntese e a calcificação da alga coralina vermelha Lithophyllum hibernicum variaram em relação às diferentes intensidades de luz. A fotossíntese consumiu o CO2, aumentado o pH e a saturação da calcita e da aragonita, o que favoreceu a calcificação. Taxas positivas e negativas de calcificação foram observadas no escuro. Calcificou no escuro, os espécimes de algas coletados dentro de bancos de gramas marinhas. Além disso, L. hibernicum apresentou faces diferentemente pigmentadas. A face adaxial (exposta à luz) das algas coletadas fora dos bancos de gramas marinhas apresentou maior quantidade de substâncias fotoprotetoras e clorofila a, enquanto a face abaxial (adjacente ao sedimento) das algas coletadas dentro dos bancos de gramas marinhas apresentou maior quantidade de ficobiliproteínas, especialmente ficoeritrina. Finalmente, foi possível verificar que as macroalgas podem ser importantes fontes de compostos para fins cosmecêuticos, como verificado na bioprospecção que identificou espécies relevantes (S. vulgare e P. umbilicalis). Além disso, as macroalgas podem ter suas respostas fisiológicas e bioquímicas reguladas como foi visto para O. pinnatifida e G. cornea, especialmente em relação a radiação UV e luz azul. É importante destacar ainda que a fisiologia das algas precisa ser mais bem compreendida como foi observado para a alga coralina L. hibernicum. De forma geral, esta tese contribui com o entendimento sobre compostos produzidos pelas macroalgas, regulação dos mesmos e aspectos ecofisiológicos da alga coralina L. hibernicum.Abstract: Algae are important ecologically and economically, as they play important roles in different ecosystems and can be potential sources of natural resources. As they are mostly photosynthesizing, the light, or visible radiation, as well as ultraviolet (UV) radiation are important factors for these organisms because they induce different physiological and biochemical responses. These responses occur due to photosynthetic pigments, responsible for capturing light, and photoreceptors, light-sensitive proteins capable of perceiving the quality and quantity of radiation in the environment, triggering cascades of biological reactions. Acclimatization to ambient light conditions leads to physiological changes that can result in greater or lesser production of some compounds that capture light under low light or photoprotect under excessive light. Algae that occur in intertidal regions are more exposed to light than those present at greater depths. Thus, we sought to identify species in these regions that naturally produce a greater amount of photoprotection compounds. Furthermore, laboratory experiments were performed with two species of red macroalgae (Gracilaria cornea e Osmundea pinnatifida) to test the effects of quality and fluence of different UV-visible radiations on photosynthesis, calcification and production of compounds, especially photoprotectors, such as: carotenoids, MAAs and phenolics. The existence and performance of possible photoreceptors were also investigated. Two macroalgal species were identified as potential sources of photoprotective substances: Sargassum vulgare and Porphyra umbilicalis. In the experiments carried out, we observed that UV radiation induces responses in G. cornea and O. pinnatifida. These responses may be related to the presence of photoreceptors sensitive to blue light and UV-A and UV-B radiation. UV-A radiation seems to promote positive effects on the growth and production of some compounds (zeaxanthin and palythine), while UV-B radiation promotes the production of certain compounds (violaxanthin, antheraxanthin, zeaxanthin and lutein) at the expense of growth. Photosynthesis and calcification of the red coralline alga Lithophyllum hibernicum varied according to different light intensities. Photosynthesis consumed CO2, increasing the pH and saturation of calcite and aragonite, which favored calcification. Positive and negative calcification rates were observed in the dark. Calcified in the dark, algae specimens collected from seagrass meadows. In addition, L. hibernicum had different pigmented faces. The adaxial face (exposed to light) of the algae collected outside the seagrass meadows showed a higher amount of photoprotective substances and chlorophyll a, while the abaxial face (adjacent to the sediment) of the algae collected inside the seagrass meadows showed a higher amount of phycobiliproteins, especially phycoerythrin. Finally, it was possible to verify that macroalgae can be important sources of compounds for cosmeceutical purposes, as verified in the bioprospecting that identified relevant species (S. vulgare and P. umbilicalis). Furthermore, macroalgae can have their physiological and biochemical responses regulated as seen for O. pinnatifida and G. cornea, especially in relation to UV radiation and blue light. And lastly, we found that the physiology of algae needs to be better understood as observed for the coralline alga L. hibernicum. In general, this thesis contributes to the understanding of compounds produced by macroalgae, their regulation and ecophysiological aspects of the coralline alga L. hibernicum

Levantamento florístico e fitossociológico do componente arbóreo de um fragmento de Floresta Estacional Decidual em São Miguel do Oeste, Santa Catarina

http://dx.doi.org/10.5007/2175-7925.2014v27n2p43 A cobertura florestal em Santa Catarina encontra-se reduzida e fragmentada e entre as tipologias florestais mais fortemente afetadas está a Floresta Estacional Decidual. Com objetivo de conhecer a composição e estrutura do componente arbóreo de um fragmento de Floresta Estacional foram demarcadas unidades amostrais de 20 x 20 m, totalizando 0,4 ha. As espécies arbóreas com circunferência à altura do peito (CAP) ≥ 25 cm foram avaliadas e identificadas. Foram amostrados 205 indivíduos, de 54 espécies, distribuídas em 44 gêneros e 23 famílias. A estimativa da diversidade arbórea pelo índice Shannon-Weaver (H’) resultou em 3,472 (nats) e a equabilidade de Pielou (J’) em 0,870. As famílias com maior número de espécies foram Fabaceae, Myrtaceae, Meliaceae, Lauraceae e Sapindaceae e as espécies com as maiores densidades e coberturas foram Nectandra megapotamica (Spreng.) Mez, Sorocea bonplandii (Baill.) W.C. Burger, Lanjouw & Boer e Ocotea diospyrifolia (Meisn.) Mez. A riqueza e diversidade da amostra situam-se como intermediárias entre aqueles obtidos para fragmentos de Florestas Estacionais Deciduais, nos levantamentos do Inventário Florístico Florestal de Santa Catarina, evidenciando impacto da exploração e fragmentação nesta formação. Apesar do contexto, a área estudada conserva importante parcela das espécies citadas para essa tipologia florestal