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Publication
Aquaculture of corals: the effects of temperature and modifications in photoperiod in performance and growth of Stylophora pistillata
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Authors
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Abstract(s)
Nowadays, corals have a large economic potential and the increasing demand places an enormous pressure on wild reefs. This issue brings new challenges for coral production in terms of increasing production and efficiency. Besides this, climate change and warmer oceans are threatening the future of corals, with several bleaching events occurring worldwide. Many factors that influence the growth and health of the corals have already been extensively studied, however, some factors, such as low temperatures and photoperiod require further research. Temperature and light also play a critical role in the phenomena of coral bleaching, which means that our knowledge about the interaction of these two factors is essential. The main objectives of this research were to find more information to improve the production protocols and better understand the physiology of stony corals under abnormal light and thermal conditions. In this study different combinations of temperatures (20º, 23º, 26º and 29ºC) and photoperiods (8L16D, 12L12D, 16L8D) were tested for a period of one month. Growth and metabolism measurements, zooxanthellae counts and pigments’ analysis were conducted to evaluate the condition, calcification and photosynthetic activity of Stylophora pistillata. No increase in growth was achieved with the extension of the photoperiod, however, a shorter photoperiod revealed to be detrimental to growth after a significant reduction of 25% compared to control treatment. Colonies maintained at 20º and 29ºC suffered reductions on their growth rates independently of the photoperiod regime. Photosynthetic efficiency and concentration of pigments suffered a decrease under the 16h light regime while corals maintained at 8h regime kept their photosynthetic efficiency and increased their pigmentation. Zooxanthellar populations were strongly reduced by low temperatures. The interaction between photoperiod and temperature was observed in photosynthetic efficiency and pigments concentration. These results lead to conclude that the effects of photoperiod are similar to those of light intensity, cold stress presents analogous effects to heat stress, as, the combined effects of photoperiod and temperature are similar to light intensity and temperature.
Na actualidade, os corais têm um potencial económico muito elevado e o aumento da sua procura coloca uma grande pressão sobre os recifes de coral. Este problema trás novos desafios para a produção de corais em termos de aumento da produção e da sua eficiência. Para além disto as alterações climáticas e oceanos mais quentes são uma ameaça ao futuro dos corais, com vários eventos de branqueamento a ocorrer em todo o mundo. Muitos dos factores que influenciam o crescimento e a saúde dos corais foram já extensamente estudados, no entanto, alguns factores como a temperatura ou o fotoperíodo requerem mais investigação. Boas performances a temperaturas de produção mais baixas ou em fotoperíodos mais curtos podem representar uma redução no consumo energético, aumentando a viabilidade económica da produção. Os principais objectivos deste estudo serão encontrar pistas para melhorar os protocolos de produção e melhorar o nosso entendimento sobre a fisiologia dos corais sob condições anormais de temperatura e luz. O propósito do procedimento experimental é testar diferentes combinações de temperaturas (20º, 23º, 26º e 29ºC) e fotoperíodos (8L16D, 12L12D, 16L8D) com a espécie Stylophora pistillata. Medições de taxas de crescimento, de consumo e produção de oxigénio, contagem de zooxantelas e análises de pigmentos fotossintéticos e carotenoides serão levados a cabo para avaliar a condição, calcificação e actividade fotossintética de desta espécie de coral duro. A experiencia durou 1 mês e meio e foi interrompida devido ao surto de uma doença infeciosa e contagiosa que levou à morte dos corais. Os resultados não demonstraram incremento das taxas de crescimento em conjugação com a extensão do fotoperíodo. No entanto, uma redução do fotoperíodo demonstrou ser negativa para o crescimento com uma redução de 25% comparado com o grupo de controlo. Os corais mantidos a 20º e 29º sofreram uma redução na sua taxa de crescimento, independentemente do fotoperíodo a que estiveram expostos. A eficiência fotossintética e a concentração de pigmentos dos corais sofreram uma redução quando expostas a 16 horas de luz enquanto que corais expostos a 8 horas de luz mantiveram a sua eficiência fotossintética e aumentaram a sua pigmentação. A densidade de zooxantelas foi intensamente reduzida pelas temperaturas mais baixas. Ocorreu interação entre o fotoperíodo e as temperaturas na eficiência fotossintética e na concentração de pigmentos. Estas observação levam a concluir que os efeitos do fotoperíodo são similares aos da intensidade luminosa, que baixas temperaturas causam efeitos análogos aos das temperaturas elevadas, bem como os efeitos combinado do fotoperíodo e da temperatura são semelhantes ao da intensidade luminosa e da temperatura.
Na actualidade, os corais têm um potencial económico muito elevado e o aumento da sua procura coloca uma grande pressão sobre os recifes de coral. Este problema trás novos desafios para a produção de corais em termos de aumento da produção e da sua eficiência. Para além disto as alterações climáticas e oceanos mais quentes são uma ameaça ao futuro dos corais, com vários eventos de branqueamento a ocorrer em todo o mundo. Muitos dos factores que influenciam o crescimento e a saúde dos corais foram já extensamente estudados, no entanto, alguns factores como a temperatura ou o fotoperíodo requerem mais investigação. Boas performances a temperaturas de produção mais baixas ou em fotoperíodos mais curtos podem representar uma redução no consumo energético, aumentando a viabilidade económica da produção. Os principais objectivos deste estudo serão encontrar pistas para melhorar os protocolos de produção e melhorar o nosso entendimento sobre a fisiologia dos corais sob condições anormais de temperatura e luz. O propósito do procedimento experimental é testar diferentes combinações de temperaturas (20º, 23º, 26º e 29ºC) e fotoperíodos (8L16D, 12L12D, 16L8D) com a espécie Stylophora pistillata. Medições de taxas de crescimento, de consumo e produção de oxigénio, contagem de zooxantelas e análises de pigmentos fotossintéticos e carotenoides serão levados a cabo para avaliar a condição, calcificação e actividade fotossintética de desta espécie de coral duro. A experiencia durou 1 mês e meio e foi interrompida devido ao surto de uma doença infeciosa e contagiosa que levou à morte dos corais. Os resultados não demonstraram incremento das taxas de crescimento em conjugação com a extensão do fotoperíodo. No entanto, uma redução do fotoperíodo demonstrou ser negativa para o crescimento com uma redução de 25% comparado com o grupo de controlo. Os corais mantidos a 20º e 29º sofreram uma redução na sua taxa de crescimento, independentemente do fotoperíodo a que estiveram expostos. A eficiência fotossintética e a concentração de pigmentos dos corais sofreram uma redução quando expostas a 16 horas de luz enquanto que corais expostos a 8 horas de luz mantiveram a sua eficiência fotossintética e aumentaram a sua pigmentação. A densidade de zooxantelas foi intensamente reduzida pelas temperaturas mais baixas. Ocorreu interação entre o fotoperíodo e as temperaturas na eficiência fotossintética e na concentração de pigmentos. Estas observação levam a concluir que os efeitos do fotoperíodo são similares aos da intensidade luminosa, que baixas temperaturas causam efeitos análogos aos das temperaturas elevadas, bem como os efeitos combinado do fotoperíodo e da temperatura são semelhantes ao da intensidade luminosa e da temperatura.
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Aquacultura Corais Stylophora pistillata