Impactos ambientais na integridade estrutural dos rodolitos britânicos

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 13473 (2023) Citar este artigo

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As algas coralinas formam habitats complexos que são pontos críticos de biodiversidade. Estudos experimentais sugerem que as alterações climáticas diminuirão a integridade estrutural das algas coralinas. Estas experiências, no entanto, carecem de informações sobre a variabilidade morfológica local e quanta mudança estrutural seria necessária para ameaçar a formação de habitat. Aqui, usando modelagem de elementos finitos, avaliamos a variabilidade na estrutura celular e na composição química do esqueleto carbonático de quatro espécies de algas coralinas da Grã-Bretanha em espécimes contemporâneos e históricos coletados nos últimos 130 anos. As propriedades celulares e minerais são altamente variáveis ​​dentro das espécies, entre locais e ao longo do tempo, com células estruturalmente mais fracas nas espécies do sul e no material contemporâneo em comparação com os táxons do norte e o material histórico. No entanto, as diferenças temporais na força foram menores que as diferenças espaciais. Nosso trabalho apoia experimentos de longo prazo que mostram o potencial de adaptação deste grupo. Nossos resultados sugerem que futuras mudanças climáticas antropogênicas podem levar à perda da complexidade do habitat no sul e à expansão de espécies do sul estruturalmente mais fracas para locais do norte.

As algas coralinas são macroalgas vermelhas calcificadas (Rhodophyta) reconhecidas como importantes formadoras de habitat em plataformas marítimas em latitudes médias a altas . Eles precipitam calcita com alto teor de Mg, o polimorfo mais solúvel do carbonato de cálcio2, dentro de suas paredes celulares, tornando esses organismos vulneráveis ​​à acidificação contínua e potencial futura dos oceanos. Estudos experimentais mostraram impactos negativos do aquecimento e do aumento das condições de CO2 no tamanho das células3, na geoquímica4 e nas ligações moleculares5. Mudanças na composição química, crescimento e calcificação são controles importantes na integridade estrutural e na formação de habitat, pois células maiores e paredes mais finas levam a esqueletos mais fracos3,5,6. Assim, qualquer enfraquecimento potencial na integridade estrutural do esqueleto pode levar ao aumento da fragmentação e resultar na perda da função do ecossistema formador de habitat.

Os rodolitos, formas de vida livre de algas coralinas, são importantes formadores de habitat e protegidos pela legislação da UE (Diretiva 92/43/CEE do Conselho), com muitas Áreas Especiais de Conservação (ZEC) no Reino Unido centradas em leitos gerados por rodolitos. Portanto, alterações na estrutura interna dos rodolitos têm implicações na composição e integridade dos habitats que os formam. A maioria dos estudos sobre a resposta das algas coralinas ao CO2 elevado tem sido de curto prazo, mas a forma como um organismo individual responde a longo prazo pode ser muito diferente3,7. Experimentos em escalas de tempo mais longas sugerem que as reduções de curto prazo na calcificação em resposta às mudanças ambientais nas algas coralinas podem ser revertidas7,8 e, portanto, destacam a plasticidade morfológica das algas coralinas para responder e se aclimatar às mudanças no ambiente local7,9,10, 11. Consequentemente, tem sido sugerido que as algas coralinas são mais suscetíveis às taxas de acidificação dos oceanos do que à magnitude5. As algas coralinas também mostraram evidências de serem capazes de se adaptar para tolerar níveis mais baixos de pH após exposição multigeracional12. Estas respostas combinadas podem permitir que os rodolitos continuem a crescer sob condições desafiadoras e potencialmente mantenham a sua função como formadores de habitat. Assim, estudos de campo a longo prazo que incorporem os efeitos da aclimatação e adaptação podem fornecer informações sobre como a integridade estrutural e a função do habitat serão afectadas.

Dentro de qualquer leito de rodolitos podem ser encontradas múltiplas espécies de algas coralinas, contribuindo para a formação de habitat . Como tais respostas específicas de espécies às alterações climáticas poderiam resultar na extirpação ou migração, levando à criação de novos nichos. Nas algas coralinas crustosas, as respostas dependentes da morfologia à acidificação dos oceanos levaram a mudanças nas habilidades competitivas . Portanto, as respostas específicas das espécies terão de ser tidas em conta na previsão de respostas futuras às alterações climáticas e às mudanças dinâmicas da comunidade15.