Salinização causa evolução rápida da tolerância e menor tamanho celular em uma cianobactéria formadora de florações
dc.contributor.advisor | Ger, Kemal Ali | |
dc.contributor.advisor-co1 | Panosso, Renata de Fátima | |
dc.contributor.advisor-co1Lattes | http://lattes.cnpq.br/2543467420133635 | pt_BR |
dc.contributor.advisorLattes | http://lattes.cnpq.br/0949406269847477 | pt_BR |
dc.contributor.author | Domingos, Ingrid Elaine Rodrigues | |
dc.contributor.authorID | https://orcid.org/0009-0004-4300-7998 | pt_BR |
dc.contributor.authorLattes | http://lattes.cnpq.br/3994802730022496 | pt_BR |
dc.contributor.referees1 | Becker, Vanessa | |
dc.contributor.referees2 | Azevedo, Sandra Maria Feliciano de Oliveira e | |
dc.date.accessioned | 2025-03-20T22:43:45Z | |
dc.date.available | 2025-03-20T22:43:45Z | |
dc.date.issued | 2024-02-28 | |
dc.description.abstract | Global changes act as selective forces responsible for inducing species evolution over a short period of time, events that have implications on the structure and functioning of ecosystems, but limited information exists about subsequent ecological effects. Salinization, as a stress factor to freshwater ecosystems, not only represents a threat to biodiversity and key ecosystem functions and services but also exerts selective pressure on species. However, the way species locally adapt to salinization through microevolutionary processes is poorly understood. Thus, we investigated the capacity for rapid evolution to increased salinity and its effects on functional characteristics, growth, and morphology of Brazilian strains of Microcystis aeruginosa (Kütz.). Furthermore, we believe that populations adapted to high salinities will exhibit higher growth rates and smaller cell sizes. To this end, we set up a Common Garden experiment with 4 strains of toxin-producing Microcystis. Prior to the Common Garden, all strains were divided into 3 populations (replicates) and exposed to 2 treatments: addition of NaCl (1.5 g/L) and control (0 g/L NaCl) for a period of 6 to 8 months, resulting in over 100 generations. After this period, each population was exposed to treatments of 0, 1.5, 3, and 5 g/L NaCl with 3 replicates each in a Common Garden design for an additional 7 generations to remove the effects of phenotypic and epigenetic plasticity in the populations. After this stage, morphological and growth characteristics were measured. To test how salinity concentrations and adaptation affect Microcystis growth and morphology, we used Generalized Linear Models (GLMs). Populations exposed to a concentration of 1.5 g/L in the selection stage (adapted) showed higher growth rates compared to those exposed to the control (non-adapted) and grew in all salinization treatments, indicating increased salt tolerance driven by selection on preexisting genetic variation. Two strains, originally growing as individual cells, produced colonies at higher salinities. Colony formation, as well as size, was greater in nonadapted populations, indicating that adapted populations likely do not need to invest in colony formation to survive. The results demonstrate that adaptation to relatively low concentrations (1.5 g/L) of salt also enables tolerance to higher salinities (>3 g/L). We show rapid evolutionary adaptation (microevolution) of a common aquatic primary producer to freshwater salinization over ecological time, with effects on key traits (phenotype) such as cell size. Such adaptation is likely to occur in other cyanobacteria and microalgae species in nature where salinization occurs, with consequences for ecosystem functions still unknown. Our results justify a broader view of the ecoevolutionary implications of salinization-driven selection in aquatic ecosystems. | pt_BR |
dc.description.resumo | As mudanças globais atuam como forças seletivas responsáveis por induzir a evolução das espécies em um curto período temporal, eventos que possuem implicações na estrutura e funcionamento dos ecossistemas, porém são limitadas as informações sobre os efeitos ecológicos subsequentes. A salinização, como fator de estresse aos ecossistemas de água doce, não apenas representa uma ameaça à biodiversidade e às principais funções e serviços ecossistêmicos, mas também exerce pressão seletiva sobre as espécies. No entanto, a forma como as espécies se adapta localmente à salinização, através dos processos microevolutivos, é pouco compreendida. Desse modo, investigamos a capacidade de evolução rápida ao aumento da salinidade e seus efeitos nas características funcionais, no crescimento e morfologia de cepas brasileiras de Microcystis aeruginosa (Kütz.). Além do mais, acreditamos que populações adaptadas as altas salinidades irão apresentar taxas de crescimento mais altas e tamanhos celulares menores. Para isso, montamos um experimento de Common Garden com 4 cepas de Microcystis produtoras de toxinas. Previamente ao Common Garden, todas as cepas foram divididas em 3 populações (réplicas) e expostas a 2 tratamentos: adição de NaCl (1.5 g/L) e o controle (0 g/L de NaCl) por um período de 6 a 8 meses, resultando em mais de 100 gerações. Após esse período, cada população foi exposta aos tratamentos de 0, 1.5, 3 e 5 g/L de NaCl com 3 réplicas cada em um projeto de Common Garden por mais 7 gerações para remover os efeitos de plasticidade fenotípica e epigenética nas populações. Após essa etapa, as características morfológicas e de crescimento foram medidas. Para testar como as concentrações de salinidade e adaptação afetam o crescimento e a morfologia de Microcystis, utilizamos Modelos Lineares Generalizados (GLMs). As populações expostas a concentração de 1.5 g/L na etapa de seleção (adaptadas) apresentaram maiores taxas de crescimento em comparação às expostas ao controle (não adaptadas) e cresceram em todos os tratamentos de salinização, indicando um aumento da tolerância ao sal impulsionada pela seleção na variação genética preexistente. Duas cepas, originalmente crescendo em células individuais, produziram colônias em salinidades mais altas. A formação de colônias, bem como seu tamanho, foi maior nas populações não adaptadas, indicando que as populações adaptadas provavelmente não precisam investir na formação de colônias para sobreviver. Os resultados demonstram que a adaptação a concentrações relativamente baixas (1.5 g/L) de sal também permite tolerância às salinidades mais elevadas (>3 g/L). Mostramos a rápida adaptação evolutiva (microevolução) de um produtor primário aquático comum à salinização da água doce ao longo do tempo ecológico, com efeitos em traços-chave (fenótipo) como o tamanho celular. É provável que tal adaptação ocorra em outras espécies de cianobactérias e microalgas na natureza onde existe a salinização, com consequências para as funções ecossistêmicas ainda desconhecidas. Nossos resultados justificam uma visão mais ampla das implicações eco-evolutivas da seleção impulsionada pela salinização em ecossistemas aquáticos. | pt_BR |
dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES | pt_BR |
dc.identifier.citation | DOMINGOS, Ingrid Elaine Rodrigues. Salinização causa evolução rápida da tolerância e menor tamanho celular em uma cianobactéria formadora de florações. Orientador: Dr. Kemal Ali Ger. 2024. 40f. Dissertação (Mestrado em Ecologia) - Centro de Biociências, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2024. | pt_BR |
dc.identifier.uri | https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/63132 | |
dc.language | pt_BR | pt_BR |
dc.publisher | Universidade Federal do Rio Grande do Norte | pt_BR |
dc.publisher.country | Brasil | pt_BR |
dc.publisher.initials | UFRN | pt_BR |
dc.publisher.program | PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ECOLOGIA | pt_BR |
dc.rights | Acesso Aberto | pt_BR |
dc.subject | Salinização | pt_BR |
dc.subject | Microcystis | pt_BR |
dc.subject | Adaptação | pt_BR |
dc.subject | Crescimento | pt_BR |
dc.subject | Tamanho celular | pt_BR |
dc.subject.cnpq | CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::ECOLOGIA | pt_BR |
dc.title | Salinização causa evolução rápida da tolerância e menor tamanho celular em uma cianobactéria formadora de florações | pt_BR |
dc.type | masterThesis | pt_BR |
Arquivos
Pacote Original
1 - 1 de 1
Nenhuma Miniatura disponível
- Nome:
- Salinizacaocausaevolucao_Domingos_2024.pdf
- Tamanho:
- 1.47 MB
- Formato:
- Adobe Portable Document Format
Nenhuma Miniatura disponível