Effects of temperature on Gracilaria caudata (Gracilariales, Rhodophyta): physiology studies in different populations that occur on the Brazilian coastline

Nas últimas décadas, o aumento da temperatura global vem se mostrando impactante em ambientes terrestres e aquáticos. Até o momento, aponta-se que houve pelo menos aumento de 1ºC na média da temperatura da superfície global, e que em até 2.100, este número pode aumentar entre 3,7°C a 4,8°C, se não houver esforços para mitigação. Os limites térmicos de uma espécie são determinados por sua genética, ou seja, por sua capacidade de adaptação e aclimatação. Variações genotípicas relacionadas à adaptação, em resposta a situações ambientais distintas, podem resultar em populações com pools genéticos bastante diversos. Populações que apresentam essa diversidade são chamadas de ecótipos. Gracilaria caudata é uma espécie de alga vermelha que ocorre nos mares da América Central e do Sul, presente em quase toda costa brasileira, e, portanto, sujeita à grande diversidade climática. Deste modo, levantam-se questões relacionadas aos limites fisiológicos de G. caudata quanto a diferentes temperaturas e à ocorrência de ecótipos. Neste trabalho, gametófitos femininos de quatro populações de G. caudata, duas do Nordeste (Estado do Ceará, CE; e Estado da Bahia, BA), uma do Sudeste (Estado do Espírito Santo, ES) e uma do Sul (Estado de Santa Catarina, SC) do Brasil, foram expostos a nove tratamentos de temperatura (15, 18, 20, 23, 25, 28, 30, 33 e 35 ºC) por um período de 28 dias em condições controladas de laboratório. As variáveis analisadas foram taxa de crescimento (TC), comprimento do talo, número de ramificações, fluorescência in vivo da clorofila a e composição pigmentar (apenas para CE e ES). As populações analisadas mostraram respostas morfológicas e fisiológicas distintas nas diferentes temperaturas, com exceção de 35 ºC, considerada letal para todas. As maiores diferenças com relação às taxas de crescimento, comprimento do talo e rendimento quântico máximo foram verificadas entre as populações dos estados do CE e de SC na maioria dos tratamentos de temperatura. Dos 23 aos 30°C, a população do CE mostrou maior desempenho fisiológico; já aos 18 e 20°C, isto ocorreu para a população de SC. Indivíduos da BA e ES apresentaram resultados intermediários relativos aos parâmetros analisados, similares aos das populações do estado do CE ou de SC. Os indivíduos da população da BA foram os que apresentaram capacidade de sobrevivência em maior amplitude térmica (15 a 33°C), seguidos dos indivíduos da população do estado do CE (18 a 33°C), do ES (15 a 30°C), e de SC (18 a 30°C). Esses dados, acrescidos das diferenças quantitativas observadas quanto aos valores obtidos para os parâmetros fisiológicos e morfológicos analisados, permitem afirmar que se trata de populações ecotípicas. Ressalta-se o desempenho fisiológico dos indivíduos procedentes do CE, que se mostraram mais promissores para futuros cultivos comerciais (TC: 23°C, ±10,85%; 25°C, ±11,23%; 28°C, ±11,83%; e 30°C, ±11,60%). Além disso, a população do estado do CE parece mais propensa a resistir a possíveis aumentos de temperatura, uma vez que a 33°C, apesar de suas taxas de crescimento terem sido inferiores (±5,98%) às observadas na faixa de 23 a 30°C, foram superiores às verificadas para indivíduos do estado da BA (±3,82%) que foi a única outra população que teve sobreviventes a este tratamento de temperatura.In recent decades, the increase in global temperature has been proving to have an impact on terrestrial and aquatic environments. Thus far, it has been shown that there was an increase of at least 1ºC in the average temperature of the global surface, and that by 2,100, this number can increase from 3.7°C to 4.8°C, if no mitigating measures are implemented. The thermal limits of a species are determined by its genetics, that is, by its adaptability and acclimation capacity. Genotypic variations related to adaptation, as a response to distinct environmental situations, can result in populations with quite diverse genetic pools. Populations that exhibit this diversity are called ecotypes. Gracilaria caudata is a species of red algae that occurs in the seas of Central and South America, being present on almost the entire Brazilian coast, and therefore subject to great climatic diversity. Thus, questions are raised related to the physiological limits of G. caudata regarding different temperatures and the occurrence of ecotypes. In this work, female gametophytes of four populations of G. caudata, two from the Northeast (Ceará State, CE; and Bahia State, BA), one from the Southeast (Espírito Santo State, ES) and one from the South (Santa Catarina State, SC) of Brazil, were exposed to nine temperature treatments (15, 18, 20, 23, 25, 28, 30, 33 and 35 ºC) for a period of 28 days under controlled laboratory conditions. The variables analyzed were growth rate (GR), thalli length, number of branches, in vivo chlorophyll a fluorescence and pigment composition (only for CE and ES). The analyzed populations have showed distinct morphological and physiological responses in the different temperatures, with the exception of 35ºC, considered lethal for all of them. The greatest differences regarding growth rates, thalli length and maximum quantum yield were found between populations from CE and SC states in most temperature treatments. From 23 to 30°C, the CE population showed greater physiological performance; in contrast, from 18 to 20°C, the same occurred for the population from SC. Individuals of the populations from BA and ES presented intermediate results in relation to the parameters analyzed, similar to populations from the state of CE or SC. Individuals of the population from BA were the ones that showed the ability to survive in the greatest temperature range (15 to 33°C), followed by individuals of the population from the State of CE (18 to 33°C), from ES (15 to 30°C), and from SC (18 to 30°C). These data, added to the quantitative differences observed in the values obtained for the analyzed physiological and morphological parameters, allow us to state that these are ecotypic populations. It should be noted the physiological performance of the individuals originating from CE, that showed to be more promising for future commercial farming (GR: 23°C, ±10.85%; 25°C, ±11.23%; 28°C, ±11.83%; e 30°C, ±11.60%). In addition, the population from the state of CE seems more inclined to resist the possible increases in temperature, once at 33°C, although the growth rate was inferior (±5.98%) to the one observed between 23 and 30°C, it was superior to the rate verified for individuals from the state of BA (±3.82%) which was the only other population that had survivors to this temperature treatment