Efeito dos microplásticos no coral Zoanthus sociatus: respostas fisiológicas e bioquímicas

Abstract

Os recifes de coral apresentam um inestimável valor ambiental e socioeconómico, devido à sua elevada biodiversidade e serviços ecossistémicos. Contudo, estes ambientes estão a ser ameaçados pela elevada pressão antropogénica, a nível local (ex. poluição, pesca com métodos destrutivos) e global (ex. aquecimento global, acidificação dos oceanos). Recentemente, a poluição por microplásticos (MPs; < 5mm) nos recifes de coral despertou a atenção da comunidade científica, por estar relacionada com uma maior suscetibilidade dos corais a doenças. Os poucos estudos acerca dos potenciais efeitos dos microplásticos em corais têm-se focado em espécies endossimbióticas de corais duros (ordem Scleractinia, Anthozoa: Hexacorallia), descrevendo essencialmente alterações a nível do organismo (comportamento, desenvolvimento, reprodução, necrose e branqueamento). No entanto, o efeito dos microplásticos a outros níveis de organização biológica (p. ex. celular e bioquímico) ou em outros corais, permanece pouco estudado. Esta tese apresenta, assim, as primeiras evidências acerca dos efeitos despoletados pela presença de MPs (1 e 10 mg/L de polietileno de baixa densidade - LDPE MP, ou cloreto de polivinil - PVC MP) em Zoanthus sociatus (ordem Zoantharia. Anthozoa: Hexacorallia), a nível do organismo (sobrevivência, comportamento), dos endosimbiontes (eficiência fotossintética) e a nível celular (stress oxidativo, metabolismo). Numa exposição de curta duração (96h), esta espécie revelou-se mais sensível ao polímero de PVC, dada a ausência de efeitos observados nos tratamentos de LDPE MP. Os corais expostos a MPs de PVC apresentaram uma adesão dez vezes superior de partículas na sua epiderme comparativamente aos corais expostos a LDPE MP, devido provavelmente à elevada densidade desse polímero que tendia a sedimentar e estar mais disponível ao nível de coral do que o MPs de LDPE que apresentavam menor densidade e flutuabilidade positiva. Na concentração mais elevada de PVC MP (10 mg/L) observou-se um aumento significativo da eficiência fotossintética (Fv/Fm) dos corais, provavelmente devido ao efeito de sombreamento causado pelo elevado número de partículas aderidas à epiderme dos pólipos. Neste tratamento foi ainda observado um aumento da peroxidação lipídica e defesas antioxidantes (via catalase) nos corais. Apesar dos efeitos a nível fisiológico e bioquímico não comprometer a sobrevivência do Z. sociatus a curto prazo, não afasta a hipótese de potenciais efeitos (cumulativos) a longo prazo que poderão colocar em perigo esta e outras espécies de corais, que são a base dos recifes de coral.

Coral reefs have an inestimable environmental and socio-economic value due to their high biodiversity and ecosystem services. However, both local (e.g., pollution, destructive fishing) and global (e.g., global warming, ocean acidification) anthropogenic stressors are threatening these environments. Recently, microplastic pollution (MPs; < 5mm) in coral reefs has been raising particular attention in the scientific community when associated with increased susceptibility to diseases on corals. The few studies on the effects of microplastics on corals is focused on endosymbiotic hard corals (order Scleractinia. Anthozoa: Hexacorallia), mostly describing changes at organismal level (behavior, development, reproduction, necrosis, and bleaching). Thus, the effect of microplastics at other biological levels (e.g., cellular and biochemical) or on other coral species remains poorly uncovered. This work provides the first evidence on the potential effects induced by the presence of MPs (1 and 10 mg L-1 low-density polyethylene, LDPE MP, or polyvinyl chloride, PVC MP) in Zoanthus sociatus (order Zoantharia. Anthozoa: Hexacorallia), at organism level (survival, behavior), endosymbionts (photosynthetic efficiency) and at the cellular level (oxidative stress, energy consumed). In a short-term exposure (96h), this species revealed to be more sensitive to PVC MP, with no effects observed to LDPE MP treatments. MP. Coral exposed to PVC MP presented a ten-fold higher adhesion of particles to their epidermis than LDPE MP treatments, probably due to the high density and negative floatability of PVC polymer that made them more available at the coral level than its less dense and floating LDPE MP. The highest tested PVC MP concentration (10 mg L-1) increased photosynthetic efficiency (Fv/Fm), probably due to the shading effect induced by the high number of PVC particles adhered to polyps’ epidermis. At this PVC MP concentration, it was also observed an increased lipid peroxidation and antioxidant defenses (via catalase) in corals. Although the observed physiological and biochemical effects did not compromise Z. sociatus survival in the short term, it does not rule out potential long-term (cumulative) effects that could endanger this and other coral species that underlie coral reefs.