Diferentes perspectivas das interações ecológicas entre corais, algas e herbívoros

dc.contributor.advisorLongo, Guilherme Ortigara
dc.contributor.advisorIDhttp://orcid.org/0000-0003-2033-7439pt_BR
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/3947302863354812pt_BR
dc.contributor.authorInagaki, Kelly Yumi
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0000-0002-5469-7646pt_BR
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/0516521616848399pt_BR
dc.contributor.referees1Ferreira, Carlos Eduardo Leite
dc.contributor.referees2Sissini, Marina Nasri
dc.contributor.referees3Roos, Natália Carvalho
dc.contributor.referees4Mendes, Thiago Costa
dc.date.accessioned2024-07-16T20:40:34Z
dc.date.available2024-07-16T20:40:34Z
dc.date.issued2024-03-08
dc.description.abstractEcological interactions involve all organisms and ecosystems that we know. In reef environments, corals and algae are important organisms that interact with each other in positive, negative, or neutral ways, and their interactions are influenced by top-down (consumer-mediated) and bottom-up (producer-mediated) effects. Reefs and their complex interactions are threatened by local impacts and global climate change, which may alter the patterns and outcomes of these interactions. In this thesis, we explored the ecological interactions among corals, algae, and herbivores from different perspectives. In Chapter I, we conducted a systematic review covering the last 20 years of studies (2001-2020) and investigated: i) where these interactions have been most explored globally; ii) the main organisms involved; iii) the most frequent outcomes of these interactions; iv) the effects of herbivores; and v) the effects of climate change on the interactions. We observed that: (i) 86% of ecological interactions were explored in the Pacific and Caribbean regions; ii) the main groups involved are massive and branched corals and macroalgae and turf, with some variations between regions; iii) adult corals are mostly harmed by algae, suffering sublethal damages, while juvenile corals may be both benefited and harmed particularly through recruitment; iv) most studies evaluate herbivory effects on coral-algal interactions indirectly (e.g., abundance correlation), with few experimental efforts; and v) the effects of climate change were explored in only 10% of the studies, negatively affecting coral recruitment or causing sublethal effects, as well as reducing algal abundance. In Chapter II, we explored the effects of coral interaction on algal palatability to herbivores from a global perspective and found that herbivores prefer to feed on algae near coral edges. This pattern is observed in tropical reefs of the Caribbean and South Atlantic, potentially originating from differences in algal palatability due to contact with corals. In Chapter III, we explored coral-algae-herbivore interactions on a tropical reef in Brazil, seeking to understand: i) the relationship of their historical abundances; ii) the current frequency of coral-algal interactions; iii) the outcome of these interactions for corals and algae; iv) how ocean warming could influence these interactions; and v) whether different herbivores could mediate coral-algal interactions in the present and in warming scenarios. We observed that i) benthic cover has remained stable over the last decade, reflecting even older records, with algae dominance (60%) and low coral cover (~6%), a scenario that does not seem to relate to local herbivorous fish biomass; ii) coral-algal interactions are frequent, with 96% involving the coral Siderastrea stellata mainly interacting with turf algae; iii) most of these interactions lead to a decrease in coral photosynthetic efficiency, but vulnerability varies among coral species; iv) coral-algal interactions in warming scenarios remain equally detrimental to corals when compared to interactions at current temperatures, with variations among species; v) the dominant macroalgae are poorly consumed by different herbivores, regardless of temperature, indicating little effect on coralalgal interactions. In Chapter IV, we explored the effects of iron enrichment on algal palatability, evaluating different concentrations (control, 100 µg/L, 300 µg/L, 900 µg/L) at three exposure times (days 0, 13/14, and 27/28). We found that different iron concentrations do not affect algal palatability, but we observed higher consumption at the average exposure time, probably due to the balance between chemical defense production and algal integrity. Thus, we explored coral-algae-herbivore interactions, highlighting global and regional patterns that challenge a prevailing paradigm in marine ecology that herbivory would be the primary factor in mediating coral-algal interactions.pt_BR
dc.description.resumoInterações ecológicas envolvem todos os organismos e ecossistemas que conhecemos. Em ambientes recifais, corais e algas são importantes organismos que interagem entre si de maneiras positivas, negativas, ou neutras, e tem suas interações influenciadas por efeitos top-down (mediados pelo consumidor) e bottom-up (mediados pelo produtor). Os recifes e suas complexas interações estão sob ameaça de impactos locais e das mudanças climáticas globais, que podem alterar os padrões e resultados dessas interações. Nesta tese, exploramos as interações ecológicas entre corais, algas e herbívoros sob diferentes perspectivas. No Capítulo I, fizemos uma revisão sistemática compreendendo os últimos 20 anos de estudos (2001-2020) e investigamos: i) onde essas interações têm sido mais exploradas globalmente; ii) quais os principais organismos envolvidos; iii) os resultados mais frequentes dessas interações; iv) os efeitos dos herbívoros e v) das mudanças climáticas sobre as interações. Observamos que: (i) 86% das interações foram estudadas nas regiões do Pacífico e Caribe; ii) os principais grupos envolvidos são corais massivos e ramificados e macroalgas e turf, com algumas variações entre as regiões; iii) corais adultos são majoritariamente prejudicados pelas algas sofrendo danos subletais, enquanto corais juvenis podem ser beneficiados e prejudicados particularmente através do recrutamento; iv) a maior parte dos estudos avalia efeitos de herbivoria sobre interações coral-alga de forma indireta (e.g. correlação de abundâncias), com poucos esforços experimentais; e v) os efeitos das mudanças climáticas foram explorados em apenas 10% dos estudos, afetando negativamente o recrutamento de corais ou causando efeitos subletais, além de reduzir a abundância de algas. No Capítulo II, nós exploramos os efeitos da interação com corais sobre a palatabilidade de algas para herbívoros, em uma perspectiva global, e vimos que há uma preferência pelos herbívoros em se alimentar de algas próximas às bordas de corais. Tal padrão é observado nos recifes tropicais do Caribe e do Atlântico Sul, originado potencialmente por diferenças na palatabilidade das algas devido ao contato com corais. No Capítulo III, exploramos as interações coral-alga-herbívoro em um recife tropical no Brasil, buscando entender: i) a relação de suas abundâncias históricas; ii) a frequência atual de interações coral-alga; iii) o resultado dessas interações para corais e algas; iv) como o aquecimento poderá influenciar essas interações; e v) se diferentes herbívoros seriam capazes de mediar as interações coral-alga no presente e em cenários de aquecimento. Observamos que i) a cobertura bentônica se manteve estável na última década, refletindo registros ainda mais antigos, com dominância de algas (60%) e baixa cobertura de corais (~6%), um cenário que não parece ter relação com a biomassa local de peixes herbívoros; ii) as interações coralalga são frequentes e 96% delas envolvem o coral Siderastrea stellata interagindo principalmente com algas turf; iii) a maior parte dessas interações leva a uma diminuição da eficiência fotossintética de corais, porém a vulnerabilidade varia entre espécies de corais; iv) interações coral-alga em cenários de aquecimento continua igualmente prejudicial aos corais quando comparadas às interações em temperatura atual, com variações entre espécies; v) a macroalga dominante é pouco consumida por diferentes herbívoros, independente da temperatura, indicando pouco efeito sobre as interações coral-alga. No Capítulo IV, exploramos os efeitos do enriquecimento por ferro sobre a palatabilidade das algas, avaliando diferentes concentrações (controle, 100 µg/L, 300 µg/L, 900 µg/L) em três tempos de exposição (dias 0, 13/14 e 27/28). Vimos que diferentes concentrações de ferro não afetam a palatabilidade das algas, mas observamos um consumo maior no tempo de exposição médio, provavelmente pelo balanço entre a produção de defesas químicas e a integridade da alga. Dessa forma, exploramos as interações coral-alga-herbívoros, evidenciando padrões globais e regionais que desafiam um paradigma vigente na ecologia marinha de que a herbivoria seria o principal fator na mediação das interações coral-alga.pt_BR
dc.description.sponsorshipFundação Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESpt_BR
dc.identifier.citationINAGAKI, Kelly Yumi. Diferentes perspectivas das interações ecológicas entre corais, algas e herbívoros. Orientador: Dr. Guilherme Ortigara Longo. 2024. 122f. Tese (Doutorado em Ecologia) - Centro de Biociências, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2024.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/58801
dc.languagept_BRpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal do Rio Grande do Nortept_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.initialsUFRNpt_BR
dc.publisher.programPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ECOLOGIApt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectSiderastrea stellatapt_BR
dc.subjectPorites astreoidespt_BR
dc.subjectMillepora alcicornispt_BR
dc.subjectDictyopteris delicatulapt_BR
dc.subjectPalatabilidade de algaspt_BR
dc.subjectMudanças climáticaspt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::ECOLOGIApt_BR
dc.titleDiferentes perspectivas das interações ecológicas entre corais, algas e herbívorospt_BR
dc.typedoctoralThesispt_BR

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