Distribuição de Ostreopsis cf. ovata e projeções para cenários climáticos futuros : avaliação de risco para a aquicultura marinha baseada em modelos de nicho ecológico

Orientador: Prof. Dr. Luiz Laureno Mafra Jr.

Coorientador: Dr. André Menegotto Domingos

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Campus Pontal do Paraná - Centro de Estudos do Mar, Programa de Pós-Graduação em Sistemas Costeiros e Oceânicos. Defesa : Pontal do Paraná, 19/12/2024

Inclui referências

Resumo: As microalgas marinhas são fundamentais para os ciclos biogeoquímicos e a sustentação da vida no planeta, porém, diversas espécies são formadoras de florações nocivas, com potencial de gerar danos ecossistêmicos, à saúde humana e às atividades aquícolas. Florações do dinoflagelado bêntico O. cf. ovata, produtor de substâncias altamente tóxicas, têm-se expandido globalmente nos últimos anos, gerando quadros graves de intoxicação em seres humanos, além da mortalidade massiva de animais cultiváveis pela aquicultura marinha. Este trabalho utilizou a modelagem de nicho ecológico para avaliar a distribuição atual desta microalga no ambiente marinho e projetar seus deslocamentos perante possíveis cenários climáticos de aquecimento do planeta, que variam de ~2 °C a >4 °C. Segundo o modelo gerado, 2.759.632 km² de áreas rasas marinhas globais possuem condições ambientais atualmente propensas à ocorrência da espécie, principalmente nas zonas tropicais e temperadas, ao passo que, nas latitudes polares, não há habitats suficientemente adequados para O. cf. ovata. Há uma distribuição heterogênea do risco associado à presença desta microalga ao longo dos locais de produção aquícola marinha, variando entre risco moderado e nulo. O modelo projeta, para um cenário de aquecimento climático de 2 °C, uma tendência de expansão global da distribuição da espécie em 30%, o que deve resultar na sua presença mais frequente em zonas temperadas e pode levar, inclusive, ao surgimento de habitats suficientemente adequados para ocorrência de O. cf. ovata nas latitudes polares. Contudo, cenários de maior aquecimento tendem a culminar em contração da distribuição global da espécie entre 11% e 63%, além da diminuição de 49% a 80% no número de locais de produção aquícola com presença potencial deste dinoflagelado tóxico. Apesar da tendência global de diminuição, projetam-se para vários locais, inclusive importantes regiões de produção aquícola marinha, tendências de aumento do risco perante todos os cenários de aquecimento analisados, indicando diferenças contrastantes a depender da escala espacial de análise. Trata-se, pois, de algo preocupante no contexto de mudanças climáticas e de projeções de aumento populacional pelos próximos anos, que demandará uma produção maior e mais diversa de alimentos, tendo a aquicultura marinha como uma das fontes mais promissoras. Portanto, para lidar com a tendência projetada de aumento do risco associado à presença de O. cf. ovata, determinados locais precisarão se preocupar com o monitoramento de microalgas nocivas e ficotoxinas na água, além de incorporar aos seus planos espaciais marinhos estratégias de enfretamento, a fim de prevenir possíveis danos ecossistêmicos, à saúde humana e às atividades aquícolas

Abstract: Marine microalgae are fundamental to biogeochemical cycles and the sustenance of life on Earth. However, several species are responsible for harmful algal blooms (HABs), with the potential to cause ecosystem damage, human health issues, and massive mortality of potentially farmable organisms via aquaculture. Blooms of the benthic dinoflagellate Ostreopsis cf. ovata, a producer of highly toxic substances, have expanded globally in recent years, resulting in severe cases of human intoxication and mass mortality of marine aquaculture organisms. This study employed ecological niche modeling to assess the current distribution of this microalga in marine environments and project its shifts under potential climate warming scenarios ranging from ~2°C to >4°C. According to the generated model, 2,759,632 km² of global shallow marine areas currently exhibit environmental conditions favorable for the occurrence of the species, primarily in tropical and temperate zones, whereas polar latitudes lack sufficiently suitable habitats for O. cf. ovata at the present. The associated risk for the presence of this microalga is heterogeneously distributed across marine aquaculture sites, ranging from moderate to negligible. Under a 2°C warming scenario, the model projects a 30% global expansion in the species' distribution, likely increasing its occurrence frequency in temperate zones and potentially emerging suitable habitats in polar latitudes. However, scenarios of more intense warming are projected to lead to a 11% to 63% global contraction in the species' distribution, and a reduction by 49% to 80% in the number of aquaculture production sites with potential presence of this toxic dinoflagellate. Despite the decreasing global trend, several locations, including key regions of marine aquaculture production, are projected to experience increased risk under all warming scenarios analyzed, highlighting contrasting outcomes depending on the spatial scale. This is particularly concerning in the context of climate change and projected population growth in the coming years, which will demand greater and more diversified food production, with marine aquaculture serving as one of the most promising sources. Therefore, to address the projected increase in risk associated with the presence of O. cf. ovata, certain locations will need to focus on monitoring harmful microalgae and phycotoxins in water, as well as incorporating coping strategies into their marine spatial planning to prevent potential ecosystem damage, human health risks, and disruptions to aquaculture activities