Post on 07-Jan-2017
Mariana C. Oliveira
Botânica - IB – USP
mcdolive@usp.br
A flora marinha da costa Brasileira: diversidade, ameaças e uso sustentável
AMBIENTES MARINHOS E COSTEIROS
Costa do Brasil x Diversidade
Algas: micro e macroalgas
Angiospermas marinhas
Ameaças Uso sustentável
Estudos de biodiversidades: exemplos
Diversidade de ambientes costeiros:
-praias-costões rochosos-recifes-bancos de algas-estuários e lagunas-mangues, marismas eapicuns (“salt marshes”)-dunas e restingas
D. Rybock
~ 8000 Km de
extensão
Woese (1983): três domínios
SSU rDNA
?Vírus?
Baldauf, 2008
Diversidade de células com núcleo (Eucariotas)
Biodiversidade Marinha• Mora et al 2011: ~2,2 milhões espécies marinhas,
das quais, apenas ~9% foram descritas.
• “Crise da Biodiversidade”: altas taxas de extinção induzidas pelo homem: sobrepesca, poluição, aquecimento global e acidificação, organismos invasores etc.
Ameaças: urbanização
Scherner et al. 2013: urbanização leva a perda significativa de biodiversidade de
algas e a alterações nas comunidades (4 localidades na costa brasileira)
Biodiversidade Marinha• Mora et al 2011: ~2,2 milhões espécies marinhas,
das quais, apenas ~9% foram descritas.
• “Crise da Biodiversidade”: altas taxas de extinção induzidas pelo homem: sobrepesca, poluição, aquecimento global e acidificação, organismos invasores etc.
• “Impedimento Taxonômico” Carbayo & Marques, 2011: ~360 anos e ~263 bi USD para os animais apenas
Desafio enorme!
Por que estudar a biodiversidade das algas?
Fornecem importantes serviços ecossistêmicos:
- produtores primários chave (~ 50% da produção de O2)
- microalgas planctônicas são fundamentais nos ciclos geoquímicos globais
- macroalgas são as espécies dominantes em regiões costeiras, onde sustentam uma ampla gama de organismos marinhos
- são um recurso econômico que está sendo cada vez mais explorado e domesticado
Alimentação humana
Pyropia spp. (“nori”)
Japão, 3 bi USD/ano
hidrocolóides
(agar/agarose,
carrageenanas, alginatos) ex.
Gracilaria
biotecnologia, alimentos,
tintas, farmaceutica, etc.
Importância econômica
Coleta de algas em Trairi, CE (ECO)
Kapaphycus
Saco Mamanguá, RJ
Associação das Maricultoras de Algas de Rio do Fogo (Amar)
• Diversidade filogenética e fisiológica
alvos para aplicações biotecnológicas, seja como biomassa para a produção de biocombustível ou como fonte de novas biomoléculas com diversas aplicações.
Por que estudar a biodiversidade das algas?
Tanque de cultivo de microalgas, planta piloto para produção de
biodiesel em Extremoz / RN. (Foto: Petrobras)
Cianobactérias 164Rodofíceas 455Prasinofíceas 2Ulvofíceas 223Euglenofíceas 6Dinofíceas 296Diatomáceas 653Rafidofíceas 2Feofíceas 92Primnesiofíceas 27
1920
Lista do Brasil 2010: macro e microalgas marinhas
Microalgas marinhas
Diversos grupos filogenéticos
• Diatomáceas
• Dinoflagelados
• cianobactérias
• Outros grupos
• fitoplâncton
• Epífitas
• Bentônicas
• Simbiontes (corais, ascídias etc.)
Fotos: D. TenenbaumDiatomáceas
Dinoflagelados
Gymnodinim uncatenum/instriatumCultivo (Baia de Guanabara, RJ)Foto: Suema Branco (MN/UFRJ)
20 µm
Alexandrium minutumFloração Praia do Leme (RJ)Foto: Mariângela Menenezes (MN/UFRJ)
Fotos: D. Tenenbaum
marés vermelhas ou florações
A combinação de vários fatores podem iniciar um evento
de maré vermelha: ventos e correntes, nutrientes,
temperatura, salinidade, luz etc.
marés vermelhas ou florações
Tetraselmis sp B. Camboriú-SC (Foto: Thatina O. Pinto)
marés vermelhas ou florações
Aumento dramático do número de eventos
no mundo todo
Dinophysis: Ácido Okadáico
Potentes inibidores de fosfatases,
diarréia-DSP
Evento em SC (2008) afetou os
cultivos de ostras e mexilhões.
Macroalgas marinhasFoto: EC Oliveira
Fotos: EC Oliveira
Fotos: EC Oliveira
Fotos: EC Oliveira
Costões rochosos
ECO-Ponta da Fruta ES
Mangues e estuários
Ocorrência dos manguezais na costa brasileira. Schaeffer-Novelli et al. (1990)
04°30’N - Rio Oiapoque-AP
28°30’N - Laguna-SC
Distribuição dos manguezais no Brasil
F. Sena
Um dos sistemas
costeiros mais
ameaçados no país.
Avicennia Laguncularia Rhizophora
Mangue-preto Mangue-branco Mangue-vermelho
Fotos: F. Sena
Mangues no Brasil: ~ 1 milhão de m2
Giri et al. (2010)
Fotos: F. Sena
Caloglossa leprieurii
Catenella caespitosa
Pradarias de Rupia
(Angiosperma marinha)
Foto: M. Copertino,
Lagoa dos Patos -RS
Pradarias de Angiospermas marinhas
Halodule Halophyla Ruppia maritima
Tartaruga verde, Abrolhos Foto: ©Luciano Candisani
Fotos: J. Creed Foto: M. Copertino
Bancos de rodolitosFoster 2001, Berchez et al. 2009
Fotos: P. Horta
Bancos de rodolitos
Amado et al 2012: Brasil tem os maiores e mais contínuos
bancos de algas calcáreas (equivalente a área da Grande
Barreira de Corais, Austrália). O banco de Abrolhos tem
cerca de 20,900 km2.
Potencialmente representam um dos principais depósitos
marinhos de CaCO3 no mundo, estimado em of 2x1011
tons de CaCO3
ECO-Porto Galinhas PE
Recifes
http://www.tamar.org.br
Recifes / Atol das Rocas
Como estudar a biodiversidade das algas?
• Mapear a biodiversidade, é muito mais do que simplesmente registrar o número de espécies presentes em uma determinada região. É necessário documentar a ocorrência de espécies, estabelecendo suas abundâncias, bem como as diferenças genéticas entre as populações (Tenenbaum, 2002).
Como estudar a biodiversidade das algas?
Regional x global
Bases de dados
SinBiota: http://sinbiota.biota.org.br/
Lista de Espécies da Flora do Brasil
Algaebase: http://www.algaebase.org/
DNA Barcoding - Código de barras de DNA
• sistema prático e uniforme para identificação de espécies (escala global).
http://www.boldsystems.org/
DNA Barcoding - Aplicações
- pode ser usado mesmo quando as técnicas tradicionais não são viáveis: estado juvenil (≠ fases do ciclo de vida); fragmentos (ex. conteúdo estomacal); ausência de estruturas reprodutivas.
- levantamentos de biodiversidade e em conservação (rapidez e acurácia).
Chondracanthussaundersii
Ulva sp
Cyanobacteria
F. Nauer
Estudo das interações ecológicas
DNA Barcoding - Aplicações
- Aplicações comerciais e biopirataria,
- Interações ecológicas
- Detecção de espécies exóticas e invasoras,
- Biogeografia,
- Permite a detecção de espécies crípticas.
- Reforça o valor das coleções biológicas e bancos de dados!!!
- um dos objetivos dos projetos de “barcoding” é agilizar o descobrimento de novas espécies
PROJETO TEMÁTICO
Diversidade das macroalgas vermelhas (Rhodophyta) do Estado de São Paulo baseada em “barcoding”, morfologia e distribuição geográfica (RHODO-SP)
IB-USP, I. Botânica, UNESP-São José do Rio Preto
• Silvia M. P. B. Guimarães (IBt)
• Eurico Cabral de Oliveira (USP, UFSC)
• Maria Beatriz B. de Barros Barreto (UFRJ)
• Daniela Milstein (USP)
• Auro Silva Garcia Filho (UNESP)
• Beatriz Torrano Silva (USP)
• Carolina Azevedo (USP)
• Cecília H. Kano (IBt)
• Cecilia M. Ishida (IBt)
• Cintia Iha (USP)
• Douglas de Castro Agostinho (UNESP)
• Emmanuelle Costa (USP)
• Fabio Nauer (USP)
• Mônica Orlandi Paiano (UNESP)
• Natalia Guimarães (USP)
• Renato Rocha Jorge (IBT)
• Rodrigo Pegorin (IBt)
• Valéria Cassano (USP)
Mariana C Oliveira (USP)Mutue Fujii (IBt) Orlando Necchi Jr (UNESP)
Rhodo-SP
• Objetivo geral: Criar um banco de dados integrando sequências de DNA (“barcodes”) com dados taxonômicos e de distribuição geográfica para espécies de Rhodophyta no estado de São Paulo, incluindo espécies marinhas e continentais.
BrBOL: Rede Brasileira de identificação
molecular da biodiversidade.
Coordenador: Claudio Oliveira (UNESP)
Rede Brasileira de identificação molecular de
organismos marinhos
Coordenadora: Mariana C Oliveira (USP)
cox1
UPA
D. Milstein
A. Medeiros
E.C. Oliveira
P. vietnamensis
P. tanegashimensis
Hypnea sp. 4
H. spinella
Hypnea sp.1
Hypnea sp.2
H. cervicornis
Hypnea sp.3
H. flexicaulisH. stellulifera
“H. musciformis”
COI - NJ F. Nauer
rbcL/rbcL-SChondria collinsiana Búzios, RJ
Laurencia sp.1 Ilhote de Ubu, ES
Laurencia sp.1 Búzios, RJ
L. intricata Cuba
L. aldingensis Búzios, RJ
L. intricata Pta dos Castelhanos, ES
L. intricata Angra dos Reis, RJ
L. catarinensis, SC
L .intricata Angra dos Reis, RJ
L. intricata Parati, RJ
L. intricata Maracajaú,RN
L. intricata Ilhas Canárias
L. intricata Ilhas Canárias
L. caduciramulosa Ilha Grande, RJ
L. caduciramulosa Angra dos Reis, RJ
L. caduciramulosa Ilhas Canárias
Laurencia sp.2 Ilhote de Ubu, ES
Laurencia sp.3 Ilha Vitória, SP
0.01
Laurencia filiformis BA
L. filiformis Parati, RJ
L. filiformis Parati, RJ
L. filiformis Búzios, RJ
L. filiformis Angra dos Reis, RJ
L. majuscula Angra dos Reis, RJ
L. majuscula Ilha Grande, RJ
L. filiformis Angra dos Reis, RJ
L. filiformis Angra dos Reis, RJ
L. arbuscula Búzios, RJ
L. obtusa Búzios, RJ
L.obtusa Ilha de Cabo Frio, RJ
L. arbuscula Arraial do Cabo, RJ
L. arbuscula Rio das Ostras, RJ
*
74/92
78
- / 79
60
*95/-
97
*
100/100
98
89
69/84
*
*
64/96
91
85/-
85
*
79/85
55
73/80
55
L. oliveirana Arraial do Cabo, RJ
L. aldingensis, Ilhote de Ubu, ES
Palisada papillosa México (Pacífico)
P. perforata Ilhas Canárias
P. papillosa Ilhas Canárias
P. perforata Parati, RJ
P. perforata Parati, RJ
P. papillosa Angra dos Reis, RJ
P. papillosa, Rio das Ostras, RJ
P. perfotata Rio das Ostras, RJ
P. flagellifera Rio das Ostras, RJ
P. flagellifera Rio das Ostras, RJ
Chondrophycus furcatus Tambaú, PB
100/100
78
100/100
94
92
*
98/100
88
86/8885
100/90
cox1
Chondria collinsiana Búzios, RJ
Laurencia sp.2 Ilhote do Ubu, ES
Laurencia sp.1 Búzios, RJ
Laurencia sp.1 Ilhote de Ubu, ES
L. aldingensis Praia Rasa, Búzios, RJ
L. aldingensis Ilhote de Ubu, Anchieta, ES
L. intricata Maracajaú, RN
L. intricata Ilhas Canárias
L. intricata Ilhas Canárias
L. Intricata Ponta dos Castelhanos, ES
L. intricata Parati, RJ
L. intricata Angra dos Reis, RJ
L. intricata Angra dos Reis, RJ
L. intricata Angra dos Reis, RJ
L. caduciramulosa Angra dos Reis, RJ
L. caduciramulosa Angra dos Reis, RJ
L. caduciramulosa Ilhas Canárias
L. intricata Cuba
L. oliveirana Arraial do Cabo, RJ
5
89/91
79
100/100
81
*
L. majuscula Ilha Grande, RJ
L. majuscula Angra dos Reis, RJ
L. filiformis Angra dos Reis, RJ
L. filiformis Parati, RJ
L. filiformis Parati, RJ
L. filiformis Angra dos Reis, RJ
L. filiformis Angra dos Reis, RJ
L. filiformis Angra dos Reis, RJ
L. filiformis Búzios, RJ
L. arbuscula Búzios, RJ
L. obtusa Búzios, RJ
L. arbuscula Rio das Ostras, RJ
L. obtusa Ilha de Cabo Frio, RJ
L. arbuscula Arraial do Cabo, RJ
L. filiformis Lauro de Freitas, BA
99/98
94
100/10090
74
100/98
85/--
100/100
84
88
100/100
90/94
56
63/57
80
P. perforata Ilhas Canárias
P. papillosa Rio das Ostras, RJ
Palisada papillosa México (Pacífico)
P. papillosa Ilhas Canárias
P. papillosa Angra dos Reis, RJ
P. perforata Parati, RJ
P. perforata Parati, RJ
P. flagellifera Rio das Ostras, RJ
P. flagellifera Rio das Ostras, RJ
Chondrophycus furcatus Tambaú, PB
P. perforata Rio das Ostras, RJ100/100
100/100
84
92
100/100
94
7891/98
-88/79
92/ 87-
L. catarinensis Florianópolis, SC
Laurencia sp.3 Ilha Vitória, SP
L. filiformis, BAL. filiformis Parati, RJ
L. filiformis Parati, RJ
L. filiformis Búzios, RJ
L. filiformis Angra dos Reis, RJL. majuscula Angra dos Reis, RJ
L. majuscula Ilha Grande, RJ
L. filiformis Angra dos Reis, RJL. filiformis Angra dos Reis, RJ
L. arbuscula Búzios, RJL. obtusa Búzios, RJ
L.obtusa Ilha de Cabo Frio, RJ
L. arbuscula Arraial do Cabo, RJ
L. arbuscula Rio das Ostras, RJ
L. majuscula Ilha Grande, RJL. majuscula Angra dos Reis, RJ
L. filiformis Angra dos Reis, RJL. filiformis Parati, RJ L. filiformis Parati, RJ
L. filiformis Angra dos Reis, RJ L. filiformis Angra dos Reis, RJL. filiformis Angra dos Reis, RJ
L. filiformis Búzios, RJL. arbuscula Búzios, RJ
L. obtusa Búzios, RJ
L. arbuscula Rio das Ostras, RJL. obtusa Ilha de Cabo Frio, RJL. arbuscula Arraial do Cabo, RJ
L. filiformis, BA
Laurencia complex
Cassano et al 2012
Laurencia dendroidea
(localidade tipo: Brasil)
RHODO-SP
• cox1/UPA são eficientes para identificar e delimitar espécies em diferentes grupos de algas vermelhas, corroborando seu uso como “DNA barcode”
• Espécies crípticas estão sendo reveladas na maioria dos grupos estudados.
• Novos táxons, novas ocorrências
• Detecção de plasticidade fenotípica
• Extinções locais (?)
• Espécies exóticas (?)
Obrigada!