Avaliação dos efeitos de temperatura e nutrientes sobre a ecofisiologia de Laurencia catarinensis (Ceramiales, Rhodophyta)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biologia de Fungos, Algas e Plantas, Florianópolis, 2015.

Dentre as algas vermelhas os representantes com metabolismo secundário mais rico estão delimitados pelo gênero Laurencia (Ceramiales, Rhodomelaceae). Estes metabólitos apresentam importante papel ecológico e destacado potencial biotecnológico. Diversas espécies deste gênero possuem um metabolismo capaz de sintetizar substâncias de classes distintas, sendo os sesquiterpenos os mais abundantes e característicos do gênero. Estes papéis importantes nos ecossistemas marinhos são ameaçados, pelo aquecimento global e estressores locais uma vez que estas mudanças ambientais podem comprometer a aptidão fisiológica, empobrecendo o metabolismo secundário. Dessa forma, o presente trabalho teve com objetivo conhecer a fenologia reprodutiva de Laurencia catarinensis nos períodos de verão e inverno para então avaliar os impactos causados pelo aquecimento global e poluição antrópica sobre aspectos bioquímicos e fisiológicos da alga.Primeiramente, este trabalho avaliou a variação sazonal das concentrações dos pigmentos fotossintetizantes, Amido, compostos fenólicos totais, atividade antioxidante e no geral, pode-se observar que ocorreu aumento do conteúdo de clorofila a, Ficobiliproteínas e amido no perído de inverno e aumento das concentrações para os compostos fenólicos e carotenoides no período de verão, para praticamente todos os estádios reprodutivos.Dentro deste contexto, foi possível inferir, através do experimento realizado com a macroalga, que poderá ocorrer o aumento da sensibilidade de L. catarinensis a fatores como aquecimento global e poluição antrópica. Para a Taxa de crescimento relativo nas menores temperaturas com adição de nutrientes, o crescimento da macroalga foi maior variando entre (0,58 mg/gMF a 3,37 mg/gMF). Níveis altos de poluentes e o aumento da temperatura demonstraram toxicidade a macroalga podendo causar alterações bioquímicas e fisiológicas, diminuindo a produção de clorofila a nos tratamentos com concentrações altas de nutrientes (CAN) e temperatura de 28°C, em contrapartida o aumento das concentrações dos pigmentos acessóriosFicocianina e Ficoeritrina para aumento da captação de luz ao aparato fotossintético. Dessa forma, a análise do perfil dos carotenoides determinados por cromatografia liquida de alta eficiência (CLAE) identificou a Luteína, Zeaxantina e a- caroteno. A Luteína foi o composto majoritário em todos os tratamentos. Com relação ao perfil de compostos fenolicos (determinados por CLAE) foram detectados os seguintes compostos: epicatequina, galocatequina, epigalocatequina, acido cafeico, 4,5 dicafeoilquinico, acido Cumárico e dois compostos ainda não identificados (Composto X-Rt 4,3 min e Composto Y-Rt 9,2 min), sendo o composto majoritário a Epicatequina. O conteúdo de carotenoides e compostos fenólicos pode ser associado ao aumento de temperatura e fotoproteção e ao estresse causado pelo incremento de nutrientes, sendo que o mesmo pode ser verificado pelo teste de atividade antioxidante que foi observado em maior porcentagem no tratamento a 28°C. Com relação aos conteúdos de açucares totais e amido, ocorreu diminuição do conteúdo destes compostos produzidos pelas algas na temperatura de 28°C e no tratamento CAN.Para os dados da fluorescencia da clorofila a analisados através do PAM, verificou-se decréscimo da irradiância de saturação (Ik) da alga L.catarinensis na temperatura de 28°C, o mesmo também foi observado nos parâmetros ?F/F´m, ETR e a ETR. Para os dados de Fv/Fm tanto os tratamentos CBN quanto CAN decresceram seus valores em temperaturas de 28°C.<br>

Abstract : Among the red algae, representatives with richest secondary metabolism are delimited by genus Laurencia (Ceramiales, Rhodomelaceae). These metabolites have important ecological role and highlighted biotechnological potential. Several species of this genus have a metabolism able to synthesize different classes of substances, sesquiterpenes being the most abundant and characteristic of the genus. These important roles in marine ecosystems are threatened by global warming and local stressors because these environmental changes can impair the physiological fitness, impoverishing the secondary metabolism. Thus, this study was carried out to know the reproductive phenology of L. catarinensis in the summer and winter seasons and then evaluate the impacts of global warming and anthropogenic pollution on biochemical and physiological aspects of seaweed.First, this study evaluated the seasonal variation of concentrations of photosynthetic pigments, Total sugars, starch, total phenolics, antioxidant activity and can be seen that there was an increase of chlorophyll content, Phycobiliproteins, total sugars and starch in the winter period prescribed and increasing concentrations for the phenolic compounds and carotenoids in the summer period, for practically all reproductive stages. Inside this context, it was possible to conclude, with this study, which could take the increased sensitivity of L. catarinensis to factors such as global warming and anthropogenic pollution. For the growth rate on the lower temperatures with the addition of nutrients, the growth of macroalgae was higher ranging from (0.58 mg / gDW to 3.37 mg / gDW). High levels of pollutants and increasing temperature to demonstrate toxicity seaweed causing biochemical and physiological changes, reducing the production of chlorophyll in treatments with high concentrations of nutrients (HNC) and of 28 °C, however increasing concentrations of pigments acessories Phycoerythrin and Phycocyanin and for increased light reception the photosynthetic apparatus. Thus, the profile analysis of carotenoids determined by high performance liquid chromatography(HPLC) identified Lutein, Zeaxanthin and a-carotene. Lutein was the major compound in all treatments. Regarding the profile of phenolic compounds (determined by HPLC) The following compounds were detected: epicatechin, gallocatechin, epigallocatechin, caffeic acid, 4,5 dicaffeoylquinic, coumaric acid and two as yet unidentified compounds (Compound X-Rt 4.3 min, compound Y-Rt 9.2 min), being the major compound epicatechin. The content of phenolic compounds and carotenoids was associated with increases in temperature and photoprotection and stress caused by the increase of nutrients, where it can be verified by the test that the antioxidant activity was observed in a greater percentage in the treatment at 28°C. Relative to those of total sugars and starch content, a decrease in the temperature of 28°C and HNC, these compounds produced by algae. For the chlorophyll a fluorescence , there was a decrease in saturation irradiance (Ik) of the algae L.catarinensis at 28°C, it was also observed in parameters ?F/ F'm parameters ETR and a ETR. For data Fv / Fm both treatments LNC and HNC decreased their values in temperatures of 28°C.