Suscetibilidade do coral Mussismilia harttii Verrill, 1868 ao aumento da temperatura da água do mar

Abstract

O branqueamento de corais é definido como a perda de sua coloração em decorrência da eliminação total ou parcial da zooxantela (algas simbióticas) ou dos seus pigmentos (Brown, 1997; Douglas, 2003). Os corais e as suas zooxantelas simbiontes têm se adaptado a diferenças geográficas na temperatura do mar através de mudanças genéticas na tolerância térmica através de longos períodos de tempo (Middlebrook et al., 2010). O branqueamento adaptativo é descrito como uma mudança das comunidades das algas simbiontes, que segue ao branqueamento, sugerindo ser um mecanismo que ajuda os corais a se adaptarem às mudanças no ambiente; essa possibilidade foi primeiramente apresentada por Buddemeier and Fautin (1993). Entretanto, em estudos experimentais, alguns autores revelam que o branqueamento de corais pode ser induzido por múltiplos fatores tais como: temperaturas extremas, alta radiação, escuridão prolongada e presença de metais pesados (Brown, 1997; Douglas, 2003; Baird et al., 2008). O aumento da temperatura das águas oceânicas é enfatizado como o fator mais pertinente nos eventos de branqueamento em corais. Esses ocorrem quando a temperatura da água do mar excede a sua temperatura máxima observada durante o período mais quente do ano (Brown, 1997; Westmacott et al., 2000; Fitt et al., 2001). No Brasil, o fenômeno de branqueamento de corais parece coincidir com o aquecimento dos oceanos durante a ocorrência de eventos El Niño, evidenciando que variações da temperatura das águas superficiais do mar afetam os ecossistemas tropicais, particularmente os recifes de coral (Castro and Pires 1999; Kikuchi et al., 2003; Leão et al., 2003; Oliveira et al., 2004). Diferentes de outras partes do mundo os recifes de coral do Brasil apresentam baixa diversidade e relativos endemismo (23 espécies, sendo seis endêmicas) (Neves et al., 2006). A espécie M. harttii é uma espécie endêmica do Brasil, que pode formar grandes agrupamentos, sendo um importante construtor recifal, particularmente na costa nordeste do Brasil (Laborel, 1969). As espécies de corais com habilidade para se aclimatar e potencial para evoluir sua resistência ao aumento da temperatura e doenças serão, provavelmente, dominantes nos recifes do futuro. O potencial evolutivo pode depender do rápido tempo de geração, de grandes populações com reprodução sexuada e do ritmo e tempo de seleção (Mydlarz et al., 2010). O objetivo do trabalho foi avaliar a resistência do coral de M. harttii ao aumento anômalo da temperatura da água, estabelecendo a temperatura mínima necessária para provocar o branqueamento, definindo o número de dias necessários para que ocorra o branqueamento em temperaturas iguais ou acima da média de verão de Abrolhos, onde a espécie foi coletada, avaliar a ocorrência de mortalidade do coral em eventos de branqueamento induzido e utilizar o Degree Heating Week para prever respostas dos corais às próximas anomalias térmicas. O experimento foi realizado com fragmentos de M. harttii em aquários com quatro temperaturas distintas: 26ºC (grupo controle), 28ºC, 30ºC e 32ºC. O aumento da temperatura da água dos grupos submetidos a 28ºC, 30ºC e 32ºC ocorreu em 0,5ºC a cada três dias, até alcançar a temperatura a ser testada. Os fragmentos foram mantidos na temperatura testada por um período máximo de dois meses. Os fragmentos do grupo controle permaneceram saudáveis durante todo o experimento. Os fragmentos dos grupos submetidos às temperaturas de 28ºC e 30ºC permaneceram saudáveis durante o período do aumento progressivo da temperatura até atingir as respectivas temperaturas. No entanto, no grupo submetido a 32ºC mais de 50% dos fragmentos apresentaram resposta ao estresse térmico ao atingir 30ºC. Para calcular a anomalia acumulada (degree heating weeks - DHW), ou seja, o calor acumulado semanalmente foram estabelecidas duas temperaturas de fronteiras: a primeira temperatura de fronteira (TF1) utilizando a máxima média mensal climatológica (MMM) dos meses mais quentes do ano da região de Abrolhos (28ºC) e a segunda temperatura de fronteira (TF2), que é a MMM adicionada de 1ºC, temperatura de fronteira de Hotspot para branqueamento, como utilizado pela National Oceanic Atmospheric Adminitration – NOAA (29ºC). Observou-se que os fragmentos submetidos à temperatura de 28ºC, sem anomalia térmica, apresentaram alterações, o que indica que mesmo com DHW igual a zero houve branqueamento. Nos fragmentos submetidos à temperatura de 30ºC, o branqueamento iniciou com anomalia de cerca de 4ºC.semanas (TF1) ou 1ºC para 2ºC.semanas (TF2). Nos fragmentos submetidos à temperatura de 32ºC o branqueamento iniciou com anomalia acumulada de 3ºC.semanas (TF1) ou anomalia de 1ºC.semana (TF2). No grupo de 30ºC os fragmentos estavam mortos quando DHW atingiu 5ºC.semanas (TF2) e no grupo de 32ºC, a todos os fragmentos morreram com 6,5ºC.semanas (TF2). Portanto, Mussimilia harttii é uma espécie sensível ao aumento da temperatura da água, e sofre estresse térmico quando submetida por longo período de tempo à temperatura de 28ºC que é a média máxima de verão da região de Abrolhos. Essa sensibilidade é mais evidente levando-se em conta que o valor de DHW em que foi observada a mortalidade dos fragmentos foi menor que o utilizado pela NOAA que é DHW≥ 8. Para a NOAA, com base no trabalho de Liu et al. (2003), o branqueamento pode ocorrer quando a temperatura da superfície da água do mar ultrapassa em 1ºC da temperatura máxima das médias mensais (MMM) climatológicas (NOAA, 2008). A MMM em Abrolhos é de 28ºC. Para o grupo de M. harttii testado a essa temperatura, havia a expectativa de que não ocorresse branqueamento, uma vez que 28ºC não corresponde a 1ºC acima da MMM como indicado pela NOAA. Entretanto essa expectativa não se confirmou, pois, dentre os seis fragmentos, cinco apresentaram branqueamento. Nos fragmentos submetidos à temperatura de 30ºC, o branqueamento iniciou com DHW de cerca de 4ºC.semanas na TF1 ou 1ºC para 2ºC.semanas na TF2. Nos fragmentos submetidos à temperatura de 32ºC o branqueamento iniciou com DHW de 3ºC.semanas na TF1 e DHW de 1ºC.semana na TF2. Em ambas as situações, o início do branqueamento ocorreu com DHW inferior à esperada para eventos de grande escala, que é ≥ 4ºC.semanas. No grupo de 30ºC os fragmentos estavam mortos quando DHW atingiu 5ºC.semanas na TF2 e DHW de 11ºC.semanas na TF1 e no grupo de 32ºC, todos os fragmentos morreram com DHW de 6,5ºC.semanas na TF2 e DHW de 10,5ºC.semanas TF1. Do mesmo modo que no início do branqueamento, o índice DHW para a mortalidade é menor do que o indicado na literatura, pois, o valor de DHW esperado para esse índice de severidade é de 8ºC.semanas ou mais. Neste estudo, a mortalidade ocorre da mesma forma nos casos de anomalia menor por mais tempo e de anomalia maior por tempo mais curto. Em outras palavras, nos grupos de 30ºC e de 32ºC, todas as colônias morreram quando a temperatura acumulada ultrapassou 10,5ºC.semanas (TF1) ou 5ºC.semanas (TF2). No decorrer do experimento, observou-se que um ou dois dias antes da morte do coral o seu tecido se desprendia do esqueleto formando uma espécie de película na superfície do pólipo. Essa alteração difere da retração de tecido, uma vez que neste caso, a eliminação do tecido é gradual e não há desprendimento imediato de todo o tecido. Este estudo mostrou que a Mussimilia harttii é uma espécie sensível ao aumento da temperatura da água, e sofre estresse térmico quando submetida por longo período de tempo à temperatura de 28ºC que é a média máxima de verão da região de Abrolhos. Sua sensibilidade é mais evidente em temperaturas de 30ºC e 32ºC. Com uma anomalia acumulada de cerca de 2ºC.semanas as colônias apresentam branqueamento. Quando DHW chegou a 5ºC.semanas, valor menor do que a literatura indica com sendo o tempo necessário para o branqueamento forte e morte de corais (DHW ≥ 8), as colônias de M. harttii estavam mortas.