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Oct 13, 2023

A predação de nudibrânquios aumenta o ciclo de silício da esponja

Relatórios Científicos volume 13,

Scientific Reports volume 13, Número do artigo: 1178 (2023) Citar este artigo

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As diatomáceas desempenham um papel fundamental no ciclo da sílica marinha, mas estudos recentes mostraram que as esponjas também podem ter um efeito importante nessa dinâmica. Eles acumulam grandes estoques de sílica biogênica em seus corpos durante longos períodos, que variam pouco em escala intra-anual. A observação de um declínio abrupto na biomassa da esponja em paralelo com grandes aumentos na abundância de um nudibrânquio espongívoro (Doris verrucosa) nos levou a realizar um estudo de um ano sobre o efeito da predação de nudibrânquios no balanço de silício de uma esponja (Hymeniacidon perlevis) população. Após 5 meses de predação, a abundância de indivíduos de esponja não mudou, mas sua biomassa diminuiu 95%, dos quais 48% foram explicados pela predação de nudibrânquios. Cerca de 97% das espículas de esponja ingeridas pelos nudibrânquios durante a alimentação foram excretadas, a maioria delas intactas, implicando uma alta taxa de deposição de sílica de esponja nos sedimentos circundantes. Após a predação, as esponjas recuperaram parcialmente seus estoques de biomassa em 7 meses. Isso envolveu uma rápida taxa de crescimento e grande assimilação de silício dissolvido. Surpreendentemente, as maiores taxas de absorção de silício ocorreram quando a concentração de silício dissolvido na água do mar era mínima (< 1,5 µM). Essas descobertas sugerem que o ciclo anual de predação-recuperação das esponjas desencadeia mudanças intra-anuais sem precedentes nos estoques de silício das esponjas e aumenta a ciclagem desse nutriente. Eles também destacam a necessidade de coleta de dados intra-anuais para entender a dinâmica e a resiliência do funcionamento do ecossistema de esponjas.

O silício é um nutriente chave no oceano necessário para uma variedade de organismos marinhos construir seus esqueletos siliciosos e crescer. Esses organismos, conhecidos como silicificadores, incluem organismos de diferentes níveis tróficos e relevância ecológica, como diatomáceas, silicoflagelados, a maioria das espécies de rizarianos e esponjas, e algumas espécies de coanoflagelados1. Entre eles, as diatomáceas e as esponjas são os silicificadores pelágicos e bentônicos mais abundantes, respectivamente. Esses organismos desempenham papéis ecológicos importantes nos ecossistemas marinhos. As diatomáceas representam cerca de 40% da produtividade primária oceânica e da exportação de carbono particulado da superfície para o oceano profundo2,3. As esponjas contribuem para a reciclagem de nutrientes para níveis tróficos superiores através do acoplamento bentônico-pelágico e para o aumento da biodiversidade marinha de micro e macroorganismos4,5. Assim, o silício é um recurso crítico para os silicificantes, que podem ser importantes para sustentar a biodiversidade marinha e as cadeias alimentares com influências finais nas populações humanas6,7.

Entre os silicificantes, as esponjas são o único grupo de metazoários (ou seja, animais). São organismos multicelulares, heterotróficos, com longa expectativa de vida, que pode durar de anos a, talvez, milênios8,9. As esponjas são componentes comuns da fauna bentônica marinha em todos os oceanos globais, sendo numericamente abundantes e com biomassa dominante em muitos ecossistemas marinhos das latitudes polares às equatoriais10. Como em outros silicificadores, as esponjas consomem silício dissolvido da água do mar para construir seus esqueletos feitos de sílica biogênica (ou seja, opala). Esses esqueletos são mais resistentes à dissolução do que os de outros silicificantes, por razões ainda a serem determinadas11. Suas características biológicas e esqueléticas tornam as esponjas siliciosas grandes sumidouros de silício em ecossistemas marinhos, acumulando estoques de sílica biogênica em seus tecidos e nos sedimentos abaixo deles11,12 e reciclando seu silício a taxas significativamente mais lentas (200 a 1.000 vezes mais lentas) do que as de outros silicificadores unicelulares de vida curta, como as diatomáceas13. Ainda assim, em áreas onde formam grandes agregações (por exemplo, solos de esponja), a ciclagem de silício de esponja pode enriquecer camadas demersais de silício dissolvido em escala oceanográfica14.

A dinâmica das populações de esponjas depende do recrutamento, longevidade, competição espacial e predação15. Em particular, a predação pode afetar a estrutura da comunidade de esponjas e os processos do ecossistema16,17. A predação de esponjas foi relatada em recifes de corais de esponjas tropicais e subtropicais18,19,20, recifes de esponjas mesofóticas21,22 e em latitudes polares de ambientes intertidais a ambientes de alto mar17,23. A espongivoria, ou seja, alimentação de esponjas, já foi descrita em algumas espécies de moluscos, equinodermos, peixes e tartarugas18,19,20,21. Entre os moluscos, os nudibrânquios dorídeos (Ordem Nudibranchia, Família Dorididae) são um dos grupos mais diversos de predadores de esponjas. A maioria deles são espongívoros estritos com radulas adaptadas à organização esquelética específica da esponja da qual se alimentam24. Muitos também têm uma coloração críptica com suas presas25. Essa alta especificidade predador-presa implica que a maioria das espécies de nudibrânquios doridos se alimentam de uma ou poucas espécies de esponjas, que às vezes sobrepastoreiam23,26,27.