Diversity and biology of polychaeta of Diopatra Genus

Abstract

Os anelídeos poliquetas são elementos importantes em ambientes estuarinos e costeiros, pela sua elevada biodiversidade e abundância e pelo papel que têm nas cadeias tróficas. Algumas espécies são intensivamente exploradas para serem utilizadas como isco na pesca desportiva e profissional, como é o caso de Diopatra neapolitana. Apesar da importância económica, existem poucos estudos sobre a sua biologia e ecologia. No decorrer deste estudo foram identificadas duas outras espécies do género Diopatra em Portugal: D. marocensis, inicialmente descrita para a costa de Marrocos e cuja distribuição actual se sabe estender-se a toda a costa Portuguesa e Norte de Espanha e, D. micrura, espécie nova para a ciência. O presente estudo tem como objectivos principais estudar a diversidade e reprodução do género Diopatra, bem como a capacidade de regeneração da espécie D. neapolitana. Este trabalho aborda a distribuição espacial de D. marocensis ao longo da costa Portuguesa e descreve a espécie D. micrura, uma nova espécie do género Diopatra Audouin and Milne Edwards, 1833. As três espécies coabitam em águas transicionais, onde as espécies D. micrura e D. marocensis facilmente se confundem com juvenis de D. neapolitana. Foi realizada uma comparação morfológica e genética entre as três espécies. A espécie D. neapolitana coexiste em algumas áreas da Ria de Aveiro com a D. marocensis. Apesar destas duas espécies apresentarem padrões reprodutivos muito diferentes, Maio a Agosto é o período principal para a reprodução de ambas as espécies. D. neapolitana apresenta um desenvolvimento larvar planctónico, e os óocitos presentes na cavidade celómica são esverdeados e apresentam um diâmetro de 40-240 μm (média = 164.39±40.79 μm) e as fêmeas contêm no celoma milhares de óocitos. Contrariamente, a espécie D. marocensis reproduz-se por desenvolvimento directo no interior do tubo parental. Os óocitos observados no celoma são amarelos com um diâmetro entre 180 e 740 μm (média = 497.65 ± 31.38 μm) e o seu número varia entre 44 e 624 (276.85 ± 161.54). Por seu turno, o número de ovos observados no interior dos tubos varia entre 75 e 298, com um diâmetro entre 600 e 660 μm, e o número de larvas entre 60 e 194. A proporção machos: fêmeas foi de 1:1 para a população de D. neapolitana e entre 1:2 e 1:4 para a população de D. marocensis, em que as fêmeas dominam a população durante todo o ano. O estudo da capacidade de regeneração da espécie D. neapolitana, avaliada a partir de experiências de laboratório, revelou que esta espécie é capaz de sobreviver à perda de alguns setígeros. Durante a captura de D. neapolitana para vender como isco são normalmente cortados mais de 20 setígeros e de acordo com os nossos resultados a extremidade posterior que fica no tubo não é capaz de regenerar a extremidade anterior; a espécie consegue no entanto recuperar de ataques por predadores.

Polychaetes are key elements in the estuarine and coastal food webs, maintaining, beside others, fish and bird populations. Some species are intensively exploited as fresh fish baits for sport fishing such is the case of the Diopatra species. In Portugal wild populations of Diopatra neapolitana are harvested in various estuaries and lagoons. Very few have been published on the biology and ecology of Diopatra, and nothing on the Portuguese populations of these species. During this study it was reported the presence of others two Diopatra species in Portuguese waters, Diopatra marocensis and Diopatra micrura sp. nov. The aims of this thesis are to study the diversity and reproduction of Diopatra populations found in Ria de Aveiro. Also the regenerative capacity of D. neapolitana was studied, in order to realize if it contributes to the maintenance of the population, which is intensively exploited to be used as fresh bait. This study reports the presence of D. marocensis in European waters and describes D. micrura, a new species of the genus Diopatra Audouin and Milne- Edwards, 1833. The three species coexist in transitional waters, where D. marocensis and D. micrura may be mistaken for young specimens of D. neapolitana. A morphologic and genetic comparison between these species was performed. Besides D. neapolitana cohabits with D. marocensis in some areas in Ria de Aveiro, both species display very different reproductive patterns, but the main reproduction peak for both species was from May to August. D. neapolitana is a broadcast spawning, with free-swimming larvae. The oocytes found in female’s body cavity are green with a diameter of 40-240 μm (mean = 164.39±40.79 μm). Otherwise, D. marocensis reproduces by direct development in parental tube. The oocytes are yellow and its diameter in females’ coelom varied between 180 and 740 μm, with mean 497.65 ± 31.38 μm. The number of oocytes in females’ coelom varied from 44 to 624 (276.85 ± 161.54), the number of eggs observed in tubes varied between 75 to 298 and larvae from 60 to 194. The diameter of the eggs found in females’ tubes varied between 600 and 660 μm. The male: female sex ratio in D. neapolitana was about 1:1 along the year and in D. marocensis was between 1:2 and 1:4, with females dominating during all period. The study of regenerative ability of D. neapolitana, evaluated under laboratory conditions, revealed that this species should survive when a few anterior chaetigers are removed, mainly caused by predator attacks. However, the results also suggest that bait digging could impair the survival of the remaining posterior part as usually more than 20 chaetigers are harvested by bait collectors.