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Efeitos do Baixo Oxigênio na Vida Marinha

Pesquisas mostram que baixos níveis de oxigênio ameaçam os animais marinhos costeiros, especialmente durante as fases iniciais da vida.

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O Oxigênio Dissolvido (OD) é super importante pra vida nos ambientes marinhos costeiros. Ele ajuda os animais marinhos a respirarem e tá sempre rolando uma troca entre a água e os organismos. Mas a quantidade de OD na água do mar pode mudar muito. Em algumas áreas, pode tá normal num momento e bem baixo no outro, especialmente em certos horários do dia ou épocas do ano. Por exemplo, nos recifes de coral, os níveis de OD podem cair à noite e ficar baixos por horas, principalmente no verão, quando a água quente consegue segurar menos oxigênio.

Níveis baixos de OD, conhecidos como hipoxia, podem acontecer em habitats rasos de recifes que não recebem muita correnteza. Quando os animais marinhos respiram, eles consomem o oxigênio disponível, o que pode levar à hipoxia se não for reposto rápido. Esse problema também rola ao longo das costas continentais, onde nutrientes da terra e águas mais profundas podem criar zonas de baixa oxigenação que duram dias, ou até ser permanentes. Quando os níveis de OD caem, pode ser difícil pra os animais marinhos, especialmente aqueles que vivem perto do fundo do mar, já que eles podem enfrentar faltas sérias de oxigênio.

Criaturas marinhas costeiras, como invertebrados, desenvolveram diferentes jeitos de sobreviver em situações de baixo oxigênio. Alguns tipos de criaturas do mar, como anêmonas do mar, são especialmente boas em lidar com essas condições desafiadoras. Elas conseguem se dar bem em áreas costeiras rasas que frequentemente enfrentam baixos níveis de oxigênio, mesmo que os detalhes específicos de como elas se mantêm resistentes não sejam totalmente compreendidos. Por outro lado, os corais tropicais geralmente são mais sensíveis ao baixo oxigênio. Mas tem algumas Espécies de Coral que conseguem manter seus processos vitais mesmo quando o oxigênio tá baixo, mostrando uma certa resistência a esse estresse.

Enquanto os animais marinhos adultos podem ter formas de sobreviver com baixo oxigênio, não tá claro se as fases jovens conseguem lidar com essas condições. As fases iniciais de vida de muitos animais marinhos são frequentemente mais vulneráveis a mudanças no ambiente. Os pesquisadores tão tentado descobrir como diferentes espécies marinhas, especialmente corais e seus parentes, reagem ao baixo oxigênio durante essas fases cruciais da vida.

Estratégias Reprodutivas em Cnidários

Animais marinhos, como corais e anêmonas, se reproduzem de várias maneiras. Alguns têm indivíduos separados macho e fêmea, enquanto outros podem ter características masculinas e femininas. Eles podem se reproduzir liberando ovos e espermatozoides na água ou desenvolvendo os filhotes internamente. Os bebês, chamados larvas, geralmente são minúsculos e flutuam na água até encontrarem uma superfície adequada pra se fixar e crescer em formas adultas.

O oxigênio desempenha um papel importante no desenvolvimento dessas larvas. Ele é vital pra respiração e outras funções biológicas. Níveis baixos de oxigênio podem prejudicar seu crescimento e desenvolvimento. Os pesquisadores tão bem interessados em saber como diferentes tipos de animais marinhos lidam com condições de baixo oxigênio durante suas fases iniciais de vida. Estudando como as larvas de diferentes espécies reagem ao baixo oxigênio, os cientistas esperam prever como essas espécies vão se comportar nos oceanos em mudança no futuro.

Impacto da Hipoxia em Larvas e Juvenis

Durante um estudo, os pesquisadores analisaram como as condições de baixo oxigênio afetaram o desenvolvimento de três tipos de animais marinhos: uma anêmona do mar, uma espécie de coral que forma recifes, e outra espécie de coral que se reproduz de maneira diferente. A anêmona do mar é encontrada em ambientes estuarinos onde o baixo oxigênio é comum, enquanto as duas espécies de coral estão em ambientes tropicais. Os pesquisadores tinham previsões específicas sobre como esses organismos reagiriam ao baixo oxigênio.

Eles esperavam que a anêmona do mar fosse mais tolerante ao baixo oxigênio, já que se adaptou a níveis flutuantes de oxigênio no seu habitat natural. Eles também acharam que as larvas da anêmona do mar e do coral formador de recifes seriam menos afetadas que a outra espécie de coral, que depende de algas pra se alimentar. Como esse coral é simbiótico com algas, ele pode ser mais afetado pelos baixos níveis de oxigênio porque as algas também precisam de oxigênio. Os pesquisadores queriam entender como essas condições de baixo oxigênio influenciavam seu crescimento, comportamento e capacidade de se fixar como juvenis.

Pra estudar isso, os pesquisadores coletaram larvas das três espécies e expuseram elas a condições de baixo oxigênio por um período específico. Eles observaram quão bem as larvas nadavam e quantas se fixaram depois. Eles prestaram atenção em coisas como tamanho, peso e quanto oxigênio consumiram.

Efeitos na Habilidade de Nadar e Fixação

Quando os pesquisadores analisaram as habilidades de nado e as taxas de fixação das larvas depois de serem expostas ao baixo oxigênio, eles encontraram diferenças significativas. Todas as três espécies mostraram menos atividade de nado depois de passar um tempo em condições de baixo oxigênio. Menos larvas estavam nadando em comparação com aquelas mantidas em níveis normais de oxigênio, com cada espécie mostrando respostas únicas.

As larvas da anêmona do mar não mostraram mudanças significativas em sua capacidade de se fixar após a experiência de baixo oxigênio, mantendo altas taxas de fixação. No entanto, as duas espécies de coral tiveram taxas de fixação mais baixas após ficarem em baixo oxigênio, mesmo tendo acesso a superfícies adequadas pra se fixar.

Essa queda na fixação é preocupante porque sugere que a hipoxia pode impactar a futura população dessas espécies. A fixação é crucial pra garantir que novos adultos possam crescer e contribuir pra população. Além disso, a diminuição nas taxas de fixação pode levar a uma competição aumentada por espaço no fundo do mar, que é vital pra resiliência do habitat.

Tamanho e Respostas de Crescimento à Hipoxia

Além de observar nado e fixação, os pesquisadores também mediram métricas de crescimento como tamanho e peso. Eles descobriram que os tamanhos das larvas mudaram em resposta a condições de baixo oxigênio. As larvas da anêmona do mar não mostraram mudança de tamanho, enquanto as larvas do coral formador de recifes ficaram maiores após a exposição ao baixo oxigênio.

Curiosamente, esses tamanhos maiores não refletiram um aumento na biomassa total. Isso sugere que as larvas podem ter retido mais água em vez de crescerem tecidos saudáveis, o que pode indicar estresse ou dano. Quando elas se transformaram em estágios juvenis, todas as três espécies tinham tamanhos menores em comparação com aquelas que ficaram em níveis normais de oxigênio. Tamanhos menores nos juvenis podem reduzir suas chances de sobrevivência e afetar sua capacidade de competir por recursos à medida que amadurecem.

Efeitos no Metabolismo

O estudo também analisou como a hipoxia afetou as taxas de respiração das larvas. A larva da anêmona do mar não mostrou mudanças significativas em suas taxas metabólicas após serem expostas ao baixo oxigênio. Em contraste, ambas as espécies de coral apresentaram taxas de respiração mais baixas após a hipoxia. Taxas metabólicas mais baixas podem ajudar a conservar energia em condições de baixo oxigênio, mas se esses eventos de baixo oxigênio se tornarem frequentes, a aptidão geral pode ser afetada a longo prazo.

Interação com Algas Simbióticas

Para os corais, a relação com suas algas simbióticas é crítica. Essas algas fornecem energia através da fotossíntese, mas também são afetadas pelos níveis de oxigênio. Os pesquisadores observaram que a hipoxia impactou negativamente as algas que vivem no coral formador de recifes. Níveis mais baixos de oxigênio levaram a uma redução na fotossíntese e interromperam a absorção das algas, o que pode impactar a saúde geral do coral.

O coral que forma recifes mostrou perda de simbiontes após a exposição ao baixo oxigênio. Isso significa que o coral pode ter menos capacidade de obter a energia que precisa pra sobreviver e crescer, especialmente se enfrentar mais estresses ambientais no futuro.

Conclusão

As descobertas desse estudo enfatizam os perigos que os baixos níveis de oxigênio representam pra vida marinha, especialmente durante as fases iniciais de desenvolvimento. Os impactos foram notavelmente diferentes entre as três espécies examinadas, indicando níveis variados de resiliência e adaptabilidade. Enquanto a anêmona do mar parecia mais apropriada pra lidar com o baixo oxigênio, os corais formadores de recifes enfrentaram desafios significativos que podem impactar sua sobrevivência e reprodução em oceanos cada vez mais desoxigenados. Se essas condições continuarem, isso pode levar a uma redução da biodiversidade e alterar os ecossistemas nos ambientes marinhos.

Resolver a questão da hipoxia é vital pra proteger a vida marinha costeira e garantir a saúde dos ecossistemas marinhos. A resiliência de certas espécies, como a anêmona do mar, traz esperança, mas a sensibilidade de muitos corais formadores de recifes destaca a necessidade de esforços concertados pra mitigar os efeitos da desoxigenação dos oceanos e manter a biodiversidade nos nossos oceanos.

Fonte original

Título: Hypoxia threatens coral and sea anemone early life stages

Resumo: Seawater hypoxia is increasing globally and can drive declines in organismal performance across a wide range of marine taxa. However, the effects of hypoxia on early life stages (e.g., larvae and juveniles) are largely unknown, and it is unclear how evolutionary and life histories may influence these outcomes. Here, we addressed this question by comparing hypoxia responses across early life stages of three cnidarian species representing a range of life histories: the reef-building coral Galaxea fascicularis, a broadcast spawner with horizontal transmission of endosymbiotic algae (family Symbiodiniaceae); the reef-building coral Porites astreoides, a brooder with vertical endosymbiont transmission; and the estuarine sea anemone Nematostella vectensis, a non-symbiotic broadcast spawner. Transient exposure of larvae to hypoxia (dissolved oxygen < 2 mg L-1 for 6 h) led to decreased larval swimming and growth for all three species, which resulted in impaired settlement for the corals. Coral-specific responses also included larval swelling, depressed respiration rates, and decreases in symbiont densities and function. These results indicate both immediate and latent negative effects of hypoxia on cnidarian physiology and coral-algal mutualisms specifically. In addition, G. fascicularis and P. astreoides were sensitized to heat stress following hypoxia exposure, suggesting that the combinatorial nature of climate stressors will lead to declining performance for corals. However, sensitization to heat stress was not observed in N. vectensis exposed to hypoxia, suggesting that this species may be more resilient to combined stressors. Overall, these results emphasize the importance of reducing anthropogenic carbon emissions to limit further ocean deoxygenation and warming.

Autores: Benjamin H. Glass, Katie L. Barott

Última atualização: 2024-09-30 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.09.28.615579

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.09.28.615579.full.pdf

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

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