Macroecologia e aspectos químicos de macroalgas do atlântico sul oriental

Abstract

A distribuição e a abundância dos produtores primários marinhos éresultado de uma combinação de controles do tipo bottom-up,principalmente representados pela temperatura da superfície do mar (SST),radiação fotossinteticamente ativa (PAR) e disponibilidade de nutrientes, econtroles do tipo top-down, representados pelas interações biológicas, comopor exemplo herbivoria e competição. Além de exercer influência sobre aestruturação de comunidades, estes fatores ambientais e biológicos podemainda ser determinantes sobre o comportamento bioquímico de umacomunidade, modulando direta ou indiretamente a síntese de metabólitosprimários e secundários. Considerando que a biosíntese destes metabólitospode ser uma função direta do estado ecofisiológico de um organismo, operfil químico de uma comunidade pode representar uma fonte alternativade informação de padrões ecológicos em diferentes escalas e ecossistemas.Esta tese apresenta diferentes abordagens em relação à influência de fatoresambientais e biológicos sobre a estruturação de comunidades de macroalgasmarinhas e sobre a composição química das mesmas, tanto em escala localquanto em escala regional. Sendo assim, esta tese está dividida em trêscapítulos: (1) \"Seaweed chemical diversity: an additional and efficient toolfor coastal evaluation\", que investigou a relação entre a diversidadeecológica e a diversidade química de comunidades de macroalgas marinhas,usando medidas de impacto antrópico em escala local como fatorespreditores; (2) \"Macroecological drivers of algal turf assemblages of theSouthwestern Atlantic\", que descreveu a composição de espécies erespectivas abundâncias das comunidades de algas formadoras de turf einvestigou o papel dos potenciais fatores macroecológicos preditores dospadrões de diversidade, ao longo de um gradiente latitudinal de mais de4000 km; e (3) \"Spatial variability of chemical compounds in turfassemblages from Southwestern Atlantic\", que quantificou as concentraçõesde compostos químicos em assembléias de turf, comparou seus valores entrediferentes regiões ao longo de um gradiente latitudinal e explorou ainfluência dos fatores macroecológicos sobre os padrões químicosapresentados. Os resultados indicaram que: (1) a riqueza e a abundância demetabólitos primários e secundários produzidos por comunidades demacroalgas marinhas é maior em ambientes cuja diversidade de espéciestambém é maior; (2) as assembleias de turf são dominadas por algascalcárias articuladas, especialmente Jania sp. e Amphiroa sp, e os fatoresambientais determinantes para a sua estruturação ao longo do gradientelatitudinal analisado foram SST e PAR; e (3) as maiores concentrações de8carboidratos de reserva e de compostos fenólicos em algas formadoras deturf encontram-se nas regiões temperada quente e extremo tropical,respectivamente. A síntese de açúcares, carboidratos de reserva e compostosfenólicos foi determidada pelos fatores SST e PAR e está relacionada àbiomassa e à riqueza do turf. Os resultados deste trabalho confirmam que osfatores preditores dos padrões de diversidade das comunidades demacroalgas, sejam elas formadoras de dossel ou formadoras de turf, sãotambém preditores da expressão metabólica de seus organismosconstituintes.

Abstract: The distribution and abundance of marine primary producers is a result ofthe combination of bottom-up controls, mainly represented by sea surfacetemperature (SST), photosynthetically active radiation (PAR) and nutrientavailability, and top-down controls, represented by biological interactions,such as herbivory and competition. Besides influencing the structuring ofcommunities, these environmental and biological factors can also bedeterminant on the biochemical performance of a community, modulatingdirectly or indirectly the synthesis of primary and secondary metabolites.Considering that the biosynthesis of these metabolites may represent adirect function of the ecophysiological state of an organism, the chemicalprofile of a community may represents an alternative source of informationon ecological patterns at different scales and ecosystems. This thesispresents different approaches regarding the influence of environmental andbiological factors on the structuring of marine macroalgae communities andtheir chemical composition, both locally and regionally. Thus, this thesis isdivided into three chapters: (1) \"Seaweed chemical diversity: an additionaland efficient tool for coastal evaluation\", which investigated the relationshipbetween ecological diversity and chemical diversity of marine macroalgaecommunities, using as drivers measures of anthropogenic impact on localscale; (2) \"Macroecological drivers of algal turf assemblages of theSouthwestern Atlantic\", which described the species composition andrespective abundances of turf-forming algae communities and investigatedthe role of potential macroecological factors driving diversity patterns overa latitudinal gradient of more than 4000 km; and (3) \"Spatial variability ofchemical compounds in turf assemblages from Southwestern Atlantic\",which quantified chemical compounds concentrations in turf assemblages,compared their values across different regions along a latitudinal gradientand explored the influence of macroecological drivers on chemical patterns.The results indicated that: (1) richness and abundance of primary andsecondary metabolites produced by marine macroalgae communities isgreater in environments with higher species diversity; (2) turf assemblagesare dominated by articulated calcareous algae, especially Jania sp. andAmphiroa sp., and the environmental drivers related to their structuringalong the latitudinal gradient were SST and PAR; and (3) the highestconcentrations of reserve carbohydrates and phenolic compounds in turfformingalgae are found in the warm temperate and extreme tropicalregions, respectively. The synthesis of sugars, reserve carbohydrates andphenolic compounds was determined by the factors SST and PAR and was10related to biomass and turf richness. The results of this work confirm thatthe drivers determining diversity patterns of macroalgal communities, bethey canopy forming or turf forming, are also drivers of the metabolicexpression of their constituent organisms