Publication
Octocoral restoration: improving methods for transplantation success
| datacite.subject.fos | Ciências Naturais::Outras Ciências Naturais | pt_PT |
| dc.contributor.advisor | Serrão, Ester | |
| dc.contributor.advisor | Paulo, Diogo | |
| dc.contributor.author | Padrão, Nuno Miguel Machado | |
| dc.date.accessioned | 2022-08-24T13:31:07Z | |
| dc.date.available | 2022-08-24T13:31:07Z | |
| dc.date.issued | 2021-11-18 | |
| dc.description.abstract | Octocorals are among the main habitat-engineering species, generating complex three dimensional ecosystems of unquestioned importance. Despite their ecological value, gorgonian habitats have dramatically declined in the last decades. Consequently, gorgonian gardens were internationally recognized as Vulnerable Marine Ecosystems, highlighting the importance to act and protect these valuable ecosystems. To reverse the actual scenario, it is important to not only develop policies and management directives but also methodologies to recover impacted, but still existing, endangered habitats. In this 2 years’ study we tested and compared the outcome of the “Stick” transplant method and the Direct Substrate Attachment (DSA), a novel transplantation method here developed. In the transplants performed using the octocoral Paramuricea clavata, size of the transplant, attachment, survival, holdfast formation, growth and ecological state were monitored and compared to assess the success of the transplant. The results obtained using the “Stick” methodology were not comparable with those previously published. Several issues resulting from the capacity to retain the gorgonians emerged, which together with a high mortality, culminated in a premature end of these treatments. Contrastingly, the DSA methodology produced positive results, with 70% survival and annual positive growth. Moreover, by the end of the study, the transplants were healthy and reattached to the natural substratum. The transplant done with the DSA method are to date the first successful gorgonian transplant in temperate seas with proven long-term success. The results achieved are especially important in a moment where ecological degradation and mitigation efforts are a hot topic among decision makers. Using the DSA method it has been proved that transplantation is possible and should be considered in conservation and restoration efforts of impacted areas. This study is an encouraging step, laying a base foundation for future restoration efforts using octocorals in temperate seas. | pt_PT |
| dc.description.abstract | Espécies com a capacidade de modificar significativamente fatores bióticos ou abióticos, mantendo, modificando ou destruindo dessa forma o habitat circundante são conhecidos como engenheiros de ecossistema ou espécies estruturantes. Estes organismos têm a capacidade de criar estruturas tridimensionais complexas através de processos endógenos, em que a modificação da sua própria estrutura modifica o habitat, ou através de processos alogénicos, em que o organismo modifica o espaço que o rodeia. Agregações de organismos autogénicos são extremamente importantes em zonas costeiras, e ainda mais no oceano profundo, onde a falta de relevo ambiental faz das estruturas criadas por estas espécies autênticos oásis. Várias espécies usam os espaços criados no seio destas agregações como refúgio para desovar, ou para os seus juvenis se desenvolverem ao abrigo de predadores naturais. Octocorais, também conhecidos como gorgónias, fazem parte deste grupo importante de espécies estruturantes. As gorgónias são organismos coloniais sésseis, que capturam o seu alimento da coluna de água por via dos seus pólipos. A sua importância é inquestionável, não só pelo intricado habitat que criam com a sua forma arbórea e ereta, mas também por contribuírem para as trocas energéticas que se verificam entre a coluna de água e as comunidades bentónicas. Vários estudos apontam para espécies estruturantes como as gorgónias, as ervas marinhas e diversas algas como sendo responsáveis pela abundante biodiversidade encontrada em diversos ecossistemas, nomeadamente em zonas costeiras. No entanto, as zonas mais impactadas nas últimas décadas são exatamente as plataformas continentais e zonas costeiras. O incremento da pesca com artes que têm como alvo o fundo marinho é uma das atividades antropogénicas com um impacto significativo nas comunidades bentónicas. Deste tipo de atividade pesqueira resulta a captura de um incalculável número de espécies que não são espécies alvo (bycatch). Os corais, em particular as gorgónias, encontram-se entre as espécies frequentemente impactadas, devido à sua morfologia. Outro fator com impacto crescente é a poluição das águas costeiras, resultante da massificação urbana e industrial no litoral. O turismo marinho (mergulho com escafandro e náuticas desportivas) e fenómenos associados às alterações climáticas (blooms de algas e infeções virais), são outros exemplos de impactos que têm sido reportados nas últimas décadas. Devido ao contínuo e crescente impacto sobre estes ecossistemas, associado ao declínio verificado nas populações ou agregações de gorgónias - tipicamente conhecidos como “Jardins de Gorgónias” -, estes foram classificados como Ecossistemas Marinhos Vulneráveis em 2010, pela Comissão OSPAR. Sem dúvida, este passo legitimou os pedidos de muitos investigadores para que se aumentem os esforços para a proteção e restauro destes habitats tão importantes. A criação de Áreas Marinhas Protegidas tem sido de extrema importância, porém, ecossistemas que foram impactados durante décadas podem não ter capacidade de se regenerar sem uma intervenção externa. Nesse sentido a restauração de habitat é uma disciplina que tem ganho relevância e obtido resultados positivos. A reintrodução de biomassa, recorrendo a transplantes, não só tem um impacto direto e imediato no aumento da estrutura do habitat, como visa aumentar a capacidade de autorregeneração da população alvo. Esta capacidade de autorregeneração resulta do incremento de organismos reprodutores na área transplantada e por consequência, o aumento de recrutamento na área. Para atingir os resultados desejados, muitas foram as tentativas de desenvolver métodos de transplante de corais, embora historicamente, o foco tenha sido nos corais rochosos. Só recentemente as gorgónias foram alvo de mais atenção no que toca a estudos de restauração de habitat. Apesar de alocações de recursos desiguais, foram desenvolvidos esforços para transplantar gorgónias desde os anos 70. No entanto, as dificuldades encontradas foram muitas e os estudos, na sua generalidade, de curta duração. Historicamente, nos estudos publicados, ocorreram acima de tudo problemas na fixação dos corais no novo local, o que limita a sua sobrevivência. Estudos mais recentes reportam resultados mais promissores no que toca à sobrevivência, porém são estudos de curta duração e sem monitorização do crescimento das colónias transplantadas. Estes resultados podem ser tendenciosos e induzir a comunidade científica em erro, uma vez que a curta duração dos estudos não engloba as várias estações do ano e as associadas alterações climatéricas, ou seja, a resiliência dos transplantes não é comprovada. Por outro lado, o não seguimento do crescimento dos corais transplantados não permite entender se a população transplantada está a crescer ou a perder tamanho, o que poderia inclusive levar à morte da colónia no espaço temporal já fora do qual decorreu o estudo. O seguimento do crescimento de corais sempre levantou questões e dificuldades. Seja pela complexidade da estrutura do coral ou pelo seu crescimento ser pouco previsível e influenciado por fatores ambientais (outros organismos e relevo do substrato). No entanto, há vários protocolos de monitorização de crescimento de corais desenvolvidos e testados, que podem ser aplicados. Em particular na última década, com o recurso a novas tecnologias, tais como câmaras fotográficas subaquáticas e programas para processamento de imagem, algumas destas metodologias geram a capacidade de seguir o crescimento destes organismos mesmo com monitorizações pouco espaçadas no tempo. De todas as metodologias disponíveis, tendo em consideração a sua precisão, provavelmente as que são mais adequadas para o seguimento de transplantes de gorgónias são: o método que segue o crescimento de todos os ramos da colónia “Total Branch Lenght” e o método que acompanha a área ocupada pelos ramos da colónia. Ainda assim, o método mais utilizado na literatura é a medição da altura da colónia, devido à facilidade logística e pouco tempo de processamento dos dados. Neste estudo, o objetivo foi comparar a longo prazo (2 anos) os resultados obtidos com a metodologia “Stick” (Linares et al., 2008) com uma metodologia desenvolvida recentemente no âmbito desta tese, a “Direct Substrate Attachment” (DSA). A metodologia “Stick” é descrita como fácil e rápida, para que possa ser implementada em projetos com voluntários. O processo é simples e envolve a remoção (raspagem) do material biológico do substrato para onde vai ser transplantada a gorgónia, a colocação de uma base de epóxi, e for fim a fixação da gorgónia no epóxi. A gorgónia deve ser preparada de antemão, pondo um pequeno tubo de PVC preso à mesma para lhe dar suporte quando colocada no epóxi. A metodologia DSA envolve a realização de um furo de pequenas dimensões no substrato, a inserção de epóxi no furo realizado, e a colocação da gorgónia de forma que o tecido da mesma fique em contacto com o substrato. Para a realização da experiência foi utilizada Paramuricea clavata, a espécie de gorgónia também utilizada no estudo realizado por Linares et al., 2008, permitindo assim comparar resultados entre estudos. Foram seguidos fatores como a fixação artificial (resultante da metodologia), a sobrevivência, a criação de uma fixação natural (Holdfast), o crescimento, e o estado ecológico (necroses, perda de cor, perda de tecido). Para além destes fatores, foi também testado o efeito do transplante no tamanho da colónia transplantada. Foram para isso reproduzidos os tratamentos acima referidos em 2 classes de tamanho: <10cm e 10-20cm. Este estudo testou 4 tratamentos distintos, considerando os dois métodos de transplante e 2 classes de tamanho. Os resultados obtidos com a metodologia “Stick” foram aquém do esperado, contrariando os resultados do estudo publicado por Linares et al., 2008. Problemas associados à fixação dos transplantes da classe <10cm tiveram um papel decisivo nos resultados obtidos. A maioria dos transplantes não ficou na base de epóxi, acabando por cair. Dos restantes transplantes, observou-se uma mortalidade que foi atribuída a eventos naturais. Com a classe 10-20cm, tal como descrito no estudo original, não foi possível transplantar. O tamanho e peso dos transplantes, aliado à normal movimentação da água, não permitiu manter os transplantes perpendiculares ao substrato. Devido à falta de sucesso na fase de transplantação, não foi possível a análise dos restantes fatores para fragmentos de 10-20cm. Com a metodologia DSA o sucesso na fixação dos transplantes foi de 100% tanto no dia do transplante como 24h depois, estabilizando em 95% de sucesso ao fim de 3 meses. No final do primeiro ano de estudo, todas as colónias transplantadas tinham desenvolvido uma fixação natural com o substrato, sendo que as gorgónias de classe de tamanho 10-20cm desenvolveram esta fixação mais rapidamente. A sobrevivência dos transplantes ao fim de 2 anos foi de 70% e 68% na classe de tamanho <10cm e 10-20cm, respetivamente. Um resultado acima da média de sobrevivência reportada na literatura, em estudos que, na sua maioria, têm durações inferiores a 1 ano.(…) | pt_PT |
| dc.identifier.tid | 202910881 | pt_PT |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/10400.1/18170 | |
| dc.language.iso | eng | pt_PT |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ | pt_PT |
| dc.subject | Restoration | pt_PT |
| dc.subject | Transplantation success | pt_PT |
| dc.subject | Methods | pt_PT |
| dc.subject | Gorgonian | pt_PT |
| dc.subject | Octocoral growth | pt_PT |
| dc.title | Octocoral restoration: improving methods for transplantation success | pt_PT |
| dc.type | master thesis | |
| dspace.entity.type | Publication | |
| rcaap.rights | openAccess | pt_PT |
| rcaap.type | masterThesis | pt_PT |
| thesis.degree.grantor | Universidade do Algarve. Faculdade de Ciências e Tecnologia | |
| thesis.degree.level | Mestre | |
| thesis.degree.name | Mestrado em Biologia Marinha | pt_PT |