The effect of light and heterotrophy in the ex situ culture of the soft coral Sarcophyton cf. glaucum

Dissertação de mestrado, Biologia Marinha, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade do Algarve, 2015The increasing demand of corals, either for bioprospecting marine natural products for biomedical purposes, for the marine aquarium trade, or for utilization in coral reefs restoration efforts, has led to the need of cultivating these organisms. The production ex situ allows a better control over biomass production through the optimization of culture protocols. Therefore, it is important to understand the biology and physiology of cultivated organisms, in order to improve culture conditions, maximize growth and reduce production costs. These issues are highly relevant for the economic feasibility of coral aquaculture. Among a varied number of factors affecting coral growth, light (either the Photosynthetically Active Radiation – PAR, or the emitted spectrum) is one of the most important issues for symbiotic corals, due to their association with photosynthetic dinoflagellates of genus Symbiodinium (commonly termed as zooxanthellae). Additionally, the dynamics between autotrophy and heterotrophy also plays a key role in the success of coral growth. The present study was performed to evaluate the effect of: 1) light spectrum (white and blue light), 2) light PAR intensity (50 and 120 μmol quanta.m-2.s-1), 3) heterotrophic feeding (rotifers - Brachionus plicatilis (Müller, 1786)), in the physiology, photobiology and growth of fragments obtained from three mother colonies of the mixotrophic coral Sarcophyton cf. glaucum (Quoy & Gaimard, 1833), cultured ex situ in recirculated systems during 80 days. The supply of rotifers did not affect corals growth and promoted the accumulation of inorganic nutrients (nitrates and phosphates) in the culture water. The effect of light PAR intensities and spectrum as well as the interaction of these factors with heterotrophic feeding did not follow a similar pattern in coral fragments originating from different mother colonies. We concluded that the variability between colonies of the same species can play a key role in the response of corals to the studied parameters. Therefore, in a production scenario, mother colonies should be selected according their specific characteristics, to meet production objectives and culture conditions.O aumento da procura de corais, tanto para bioprospecção de produtos naturais, como para o mercado da aquariofilia marinha, levou à necessidade de cultivo destes organismos. O cultivo de corais ex situ permite um maior controlo dos processos de produção, mas implica o desenvolvimento e otimização das infraestruturas e dos protocolos de cultivo. Para proporcionar condições ótimas de cultivo é essencial deter conhecimento da biologia e fisiologia dos organismos a cultivar, permitindo assim o seu desenvolvimento de uma forma rápida e saudável, a redução dos custos associados à produção, bem como a contribuição para a viabilidade económica da exploração. O cultivo de corais é afetado por diversos fatores, bióticos e abióticos. A luz (radiação fotossinteticamente ativa ou o espectro emitido) é um dos fatores abióticos mais importantes no cultivo ex situ de corais fotossintéticos, devido à relação ecológica de simbiose que mantêm com dinoflagelados do género Symbiodinium, vulgarmente designados por zooxantelas. Adicionalmente, o balanço entre autotrofia e heterotrofia desempenha um papel importante no sucesso do crescimento dos corais. O presente estudo foi desenvolvido com o objetivo de estudar o efeito de três fatores: 1) espectro de luz (luz branca e luz azul), 2) intensidade da radiação fotossintética ativa (50 e 120 μmol quanta.m-2.s-1) e 3) alimentação heterotrófica (fornecimento de rotíferos - Brachionus plicatilis (Müller, 1786)), na fisiologia, fotobiologia e crescimento do coral mole Sarcophyton cf. glaucum (Quoy & Gaimard, 1833), cultivado ex situ em sistemas recirculados, durante 80 dias. Os resultados obtidos revelaram que o fornecimento de rotíferos como alimento não beneficia diretamente a taxa de crescimento dos corais e promove um aumento de nutrientes inorgânicos na água de cultivo (nitratos e fosfatos). A resposta fisiológica ao espectro e intensidade de luz testados, bem como à interação destes fatores com a alimentação heterotrófica diferiu nos fragmentos de coral provenientes de diferentes colónias. Assim, conclui-se que a variabilidade entre colónias da mesma espécie influencia a resposta dos corais aos diferentes parâmetros estudados, pelo que num cenário de produção este aspeto deve ser acautelado através de uma seleção de colónias que reúnam determinadas características, em função dos objetivos de produção e das condições das instalações de cultivo