Saltar para o conteúdo principal

FCCNserviços digitais da FCT

Consulte informações sobre apoios e financiamentos científicos em Portugal

Atividade Financiada

Interações entre temperatura e nutrientes em ectotérmicos aquáticos: indivíduos, populações e comunidades em extremos latitudinais

Temperature and nutrient interactions in aquatic ectotherms: individuals, populations and communities at latitudinal edges

Referência
PTDC/BIA-BMA/1893/2020
Data de Início do Projeto
2021-09-17
Data de Fim do Projeto
2025-09-16
Investigador Principal
Coinvestigador Principal
Área Científica
Ciências naturais
Programa de Financiamento
Concurso para Financiamento de Projetos de Investigação Científica e Desenvolvimento Tecnológico em Todos os Domínios Científicos - 2020

Resumo

As alterações climáticas aumentaram o interesse pelos efeitos da temperatura em organismos ectotérmicos. Embora a temperatura governe muitos processos fisiológicos, os seus efeitos nas necessidades nutricionais foram descobertos apenas recentemente. Compreender as interacções entre a temperatura e os nutrientes nos vários níveis de organização biológica é fundamental para obter previsões realistas das respostas ecológicas às alterações globais em curso [1], particularmente em ecossistemas aquáticos, dominados por ectotérmicos. Estudos recentes sugerem que a temperatura regula a aquisição de nutrientes em ectotérmicos omnívoros [2,3]. Baixas temperaturas promovem a carnivoria e a herbivoria aumenta com a temperatura [4-13]. Estas mudanças induzidas pela temperatura podem resultar de uma alteração das preferências alimentares, que leva a uma alimentação seletiva para otimizar o balanço energético [14], ou de um efeito passivo na eficiência de assimilação de nutrientes que altera o rácio de proteínas e hidratos de carbono assimilados [15]. As alterações de dieta induzidas pela temperatura foram observadas experimentalmente e concordam com estudos que demonstram um aumento da prevalência de herbivoria nas comunidades de peixes a baixas latitudes, possivelmente devido ao aliviar das restrições térmicas ao desenvolvimento da flora intestinal que facilita a digestão de matéria vegetal [16]. O trabalho anterior da equipa identificou este fenómeno biológico em vários ectotérmicos (larvas de anuro, lagostins e gastrópodes) e conta-se entre as primeiras contribuições para o tópico em todo o mundo [6,9,12]. Com implicações para a avaliação dos efeitos diretos e indiretos das alterações climáticas em espécies e ecossistemas, esta descoberta levantou novas questões. Os estudos disponíveis identificaram os mecanismos subjacentes às alterações na dieta induzidas pela temperatura, o seu valor adaptativo e o possível papel da flora intestinal. Concentraram-se principalmente no carbono (C) e azoto (N), mas uma compreensão ampla das interações de temperatura e nutrientes deve examinar outros nutrientes importantes, como o fósforo (P), e ultrapassar o nível de organização do organismo. Além disso, considerar as condições climáticas sob as quais as populações evoluem será fundamental para uma conceptualização da plasticidade destas alterações. Para esse fim, o projeto reúne investigadores com valências complementares em estratégias vitais, isótopos estáveis, metagenómica e teias tróficas, apresentando uma proposta ambiciosa que integra a adaptação local. Estruturado em três tarefas experimentais e uma tarefa de campo, o projeto estudará a plasticidade trófica em populações e comunidades nos limites de um gradiente latitudinal de 2500 km. Os objetivos são desenvolver um estudo abrangente dos efeitos interativos da temperatura e dos nutrientes na fitness individual (Tarefa 1), descrever as vias fisiológicas envolvidas (Tarefa 2), avaliar a contribuição da flora intestinal (Tarefa 3), e examinar como influenciam as comunidades naturais (tarefa 4). Em laboratório, iremos contrastar populações do sul de Portugal (38° N) e do sul da Suécia (56° N) de dois ectotérmicos aquáticos com ampla distribuição e pertencentes a diferentes filos (uma larva de anuro e um gastrópode), para avaliar a generalidade das respostas. Os indivíduos serão mantidos a quatro temperaturas (16, 20, 24 e 28ºC) e alimentados com dietas pobres em P (C:P = 500) ou ricas em P (C:P = 200), com quatro rácios de C:N (4:1, 12:1, 20:1, 28:1), ou escolhendo entre dietas com diferentes rácios de C:N (4:1 e 28:1). Na natureza, iremos comparar a omnivoria em comunidades de charcos nos limites do mesmo gradiente latitudinal. Visando espécies e comunidades de habitats prioritários para a conservação, o plano de investigação encaixa-se nos Objetivos para o Desenvolvimento Sustentável da Agenda 2030. Com implicações para a ecologia, muito além das espécies e sistemas em foco, o projeto contribuirá para a conceptualização geral das interações de temperatura e nutrientes em organismos ectotérmicos. Os novos aspectos fisiológicos revelados aumentarão o poder preditivo sobre as respostas ecológicas às alterações climáticas e informarão sobre a vulnerabilidade dos ecossistemas aquáticos. A adaptação local deverá influenciar a dimensão e o valor adaptativo das alterações de dieta induzidas pela temperatura nas populações das espécies modelo. As necessidades de C devem subir com a temperatura, relativamente a N e P, ao passo que os efeitos negativos da depleção de P, mais fortes no vertebrado, devem diminuir. As alterações de dieta dever-se-ão principalmente a efeitos nas preferências alimentares, mas os efeitos na eficiência da assimilação de nutrientes e na flora intestinal poderão ter um papel importante. Nas comunidades dos charcos a baixas latitudes, o nivel trófico dos ectotérmicos omnívoros deve ser menor e a diversidade da flora intestinal maior.

Instituições

Instituições Principais

  • FCiênciasID Associação para a Investigação e Desenvolvimento de Ciências (Fciências.ID)
  • Universidade de Lisboa Centro de Ecologia Evolução e Alterações Ambientais (CE3C/FC/ULisboa)

Outras Instituições

  • FCiênciasID Associação para a Investigação e Desenvolvimento de Ciências (Fciências.ID)
  • Universidade de Lisboa Instituto Superior de Agronomia (ISA/ULisboa)
  • Universidade de Lisboa Centro de Estudos Florestais (CEF)
  • School of Biological and Chemical Sciences, Queen Mary University of London (SBCS, QM)
  • Evolutionary Biology Centre from Uppsala University (EBC/UU)

Financiamento 249.851,13 €

Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT) - Portugal

249.851,13 €