Effects of low salinity on the morphology and survival of the seaweed Kappaphycus alvarezii (Rhodophyta) cultivated in Ubatuba Bay, southeastern Brazil

Autores/as

Valéria Cress Gelli Instituto de Pesca, Agência Paulista de Tecnologia dos Agronegócios, Secretaria da Agricultura e Abastecimento do Estado de São Paulo. Estrada do Professor Joaquim Lauro Monte Claro, 2275, Ubatuba, SP, 11688-102, Brazil.
Nair S. Yokoya Instituto de Pesquisas Ambientais, Av. Miguel Estéfano 3687, São Paulo, SP, 04301-902, Brazil
Estela M. Plastino Instituto de Biociências, Universidade de São Paulo, Rua do Matão 277, 05508-090, São Paulo, SP, Brazil

Palabras clave:

climate change, biobank, strains, hyposalinity

Resumen

El cultivo de Kappaphycus alvarezii (Rhodophyta) proporciona materias primas renovables y contribuye a servicios ecosistémicos, tales como la captura de carbono, el reciclaje de nutrientes y la mitigación del cambio climático. Sin embargo, eventos climáticos extremos, incluyendo fluctuaciones abruptas en la salinidad, afectan significativamente su crecimiento y supervivencia. Este estudio evaluó el impacto de un evento de fuertes lluvias en marzo de 2024 en la morfología, supervivencia y recuperación de 12 cepas de K. alvarezii cultivadas en la Estación Experimental de Cultivo Marino del Instituto de Pesca, en la Bahía de Ubatuba, São Paulo, Brasil. Durante el evento, la salinidad disminuyó de 35 a 10 ‰, acompañada de reducciones en la transparencia y temperatura del agua. Estos cambios causaron necrosis de las ramas apicales, pérdida de pigmentación y anormalidades en la morfología del talo. Las tasas de mortalidad variaron entre las 12 cepas de color de K. alvarezii. La cepa gametofítica verde claro 'Edison de Paula', la cepa tetrasporofítica marrón y verde esmeralda, y la cepa tetrasporofítica roja y verde presentaron las mayores pérdidas. Las cepas de K. alvarezii cultivadas en el biobanco del Instituto de Pesca permitieron la resiembra de las diferentes cepas en el mar, aunque los resultados de recuperación variaron según cada cepa. Este estudio destaca la importancia crucial de los biobancos para mitigar los impactos de los fenómenos climáticos extremos en la acuicultura de algas marinas, garantizando la conservación ex situ de la diversidad genética y la sostenibilidad de la producción. Las estrategias de cultivo y el desarrollo de cepas más tolerantes son esenciales para mejorar la resiliencia del cultivo de K. alvarezii. Los hallazgos también subrayan la necesidad de políticas públicas e inversión en biobancos para proteger la acuicultura frente a las adversidades ambientales y apoyar el desarrollo sostenible. Las investigaciones futuras deberían centrarse en las respuestas específicas de cada cepa a niveles de salinidad inferiores a 15 ‰ y proporcionar directrices prácticas para el cultivo en condiciones ambientales extremas.

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Citas

Araújo P.G., Ribeiro A.L.N.L., Yokoya N.S., Fujii M.T. (2014). Temperature and salinity responses of drifting specimens of Kappaphycus alvarezii (Gigartinales, Rhodophyta) farmed on the Brazilian tropical coast. J. Appl. Phycol. 26, 1979–1988. https://doi.org/10.1007/s10811-014-0303-9

Bhushan S., Veeragurunathan V., Kavale M.G, Jaiswar S., Mantri V.A. (2023). Regulatory ecosystem services through large-scale commercial farming of Kappaphycus alvarezii: Pan-India potential estimates. J. Appl Phycol 35:1945–1956. https://doi.org/10.1007/s10811-023-03001-3

Brasil (2024). Centro Nacional de Monitoramento e Alertas de Desastres Naturais - Cemaden/MCTI. https://www.gov.br/cemaden/pt-br

Corrales C., Astrin J.J. (2023). Biodiversity Biobanking – a Handbook on Protocols and Practices. Pensoft Publishers, Bulgaria

Cruz E.P. (2024, March 8th). Ubatuba decreta situacao de emergencia apos chuva causar estragos. Agencia Brasil, São Paulo, Brazil. https://agenciabrasil.ebc.com.br/geral/noticia/2024-03/ubatuba-decreta-situacao-de-emergencia-apos-chuva-causar-estragos.

FAO. (2024). The State of World Fisheries and Aquaculture 2024. Blue Transformation in action. FAO, Rome. https://doi.org/10.4060/cd0683en

Gelli V.C., de Souza M.R., Plastino E.M., Yokoya N.S. (2023). Temperature as determinant factor on the generation of new strains of Kappaphycus alvarezii (Rhodophyta) cultivated in subtropical waters. J. Appl. Phycol. 36:537-544. https://doi.org/10.1007/s10811-023-03108-7

Gelli V.C., Plastino E.M., Yokoya N.S. (2024). Cultivation and Domestication of Kappaphycus alvarezii Strains at Ubatuba Bay, São Paulo State, Southeastern Brazil. 103–112. In: Critchley A.T., Hurtado A.Q., Neish I.C. (eds), Tropical Phyconomy Coalition Development. Developments in Applied Phycology, vol 11. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-031-47806-2_9

Hayashi L., Faria G.S., Nunes B.G., Zitta C.S., Scariot L.A., Rover T., Felix M.R, Bouzon Z.L., (2011). Effects of salinity on the growth rate, carrageenan yield, and cellular structure of Kappaphycus alvarezii (Rhodophyta, Gigartinales) cultured in vitro. J. Appl. Phycol. 23:439–447. https://doi.org/10.1007/s10811-010-9595-6

Khatri K., Sharma S., Rathore M.S. (2023). De novo transcriptome assembly and variable salinity induced differential biochemical and transcript responses in Kappaphycus alvarezii, a red carrageenophyte. J. Appl. Phycol. 35:1847–1864. https://doi.org/10.1007/s10811-023-03006-y

Mandal S.K., Ajay G., Monisha N., J. Malarvizhi J., Temkar G., Mantri V.A. (2015). Differential response of varying temperature and salinity regimes on nutrient uptake of drifting fragments of Kappaphycus alvarezii: implication on survival and growth. J. Appl. Phycol. 27:1571–1581. https://doi.org/10.1007/s10811-014-0469-1

Rathore, S.S., Kumar, S., Anand, S., Dhar, D.W. (2023). Adaptation strategies of Kappaphycus alvarezii to salinity stress: A review. J. Appl. Phycol. 35:289–302. https://doi.org/10.1007/s10811-023-03116-4

Siddiqui S.A., Agrawal S., Brahmbhatt H., Rathore M.S. (2022). Metabolite expression changes in Kappaphycus alvarezii (a red alga) under hypo- and hyper-saline conditions. Algal Res. 63:102650. https://doi.org/10.1016/j.algal.2022.102650

Siddiqui S.A., Sutariya J.A., Agrawal S., Rathore M.S. (2024). Variable salinity induced physio-chemical and chlorophyll a fluorescence responses in Kappaphycus alvarezii, a commercial carragenophyte. J. Appl. Phycol. 36:1489–1502. https://doi.org/10.1007/s10811-023-03180-z

Troell M., Costa-Pierce B., Stead S, Cottrell R.S, Brugere C., Farmery A.K., Little D.C., Strand A, Pullin R., Soto D., Beveridge M., Salie K., Dresdner J, Moraes-Valenti P., Blanchard J., James P., Yossa R., Allison E., Devaney Ch., Barg U. (2023) Perspectives on aquaculture’s contribution to the Sustainable Development Goals for improved human and planetary health. J. World Aquac. Soc. 54:251–342. https://doi.org/10.1111/jwas.12946