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Nov 03, 2023

O impacto de fatores abióticos selecionados no processo de eclosão de Artemia por meio de

Relatórios Científicos volume 13,

Scientific Reports volume 13, Número do artigo: 6370 (2023) Citar este artigo

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Os estudos atuais sobre impactos abióticos em Artemia, um crustáceo amplamente utilizado na aquicultura, e ecotoxicologia, geralmente se concentram na análise de pontos finais (por exemplo, taxas de eclosão, sobrevivência). Aqui, demonstramos que uma compreensão mecanística pode ser obtida por meio da medição do consumo de oxigênio em tempo real durante um período de tempo prolongado em uma plataforma microfluídica. A plataforma permite o controle de alto nível do microambiente e a observação direta de mudanças morfológicas. Como demonstração, a temperatura e a salinidade são escolhidas para representar parâmetros abióticos críticos que também são ameaçados pelas mudanças climáticas. O processo de eclosão da Artemia consiste em quatro estágios diferentes: hidratação, diferenciação, emergência e eclosão. Diferentes temperaturas (20, 35 e 30 °C) e salinidades (0, 25, 50 e 75 ppt) alteram significativamente a duração dos estágios de eclosão, taxas metabólicas e eclodibilidade. Especificamente, a retomada metabólica de cistos de Artemia dormentes foi significativamente aumentada em temperaturas mais altas e salinidade moderada, no entanto, o tempo necessário para essa retomada dependeu apenas de temperaturas mais altas. A eclodibilidade foi inversamente relacionada à duração do estágio de diferenciação da eclosão, que persistiu por mais tempo em temperaturas e salinidades mais baixas. A abordagem atual de investigação do metabolismo e alterações físicas correspondentes pode ser empregada para estudar os processos de eclosão de outras espécies aquáticas, mesmo aquelas com baixa taxa metabólica.

O aumento da concentração de gases de efeito estufa causado pela atividade antrópica está modificando o clima global, e um dos resultados imediatos é o aumento da temperatura ambiente1,2,3. Os oceanos ao redor do mundo, atuando como sumidouros de calor, absorvem a maior parte desse calor4,5. A expansão térmica dos oceanos como resultado do aumento do conteúdo de calor, bem como o derretimento das geleiras, produz um aumento no volume do oceano, que tem um efeito direto na salinidade da água oceânica6,7 que é ainda mais exacerbado por mudanças no ciclo global da água8,9 . Os efeitos das variações desses parâmetros na reprodução e saúde podem influenciar a abundância e distribuição de diferentes espécies aquáticas. Os mecanismos precisos de ação de diferentes fatores ambientais em mudança, como fatores abióticos10,11 e tóxicos ambientais12,13 na resposta fenotípica de diversas espécies, foram investigados. Aqui, pretendemos obter uma compreensão mecanicista dos impactos das mudanças no ambiente abiótico no processo de eclosão de Artemia, comumente referido como artemia, por meio de monitoramento em tempo real. Artemia é uma ração viva popular usada na aquicultura devido à sua alta densidade nutricional, facilidade de cultivo e tamanho relativamente pequeno, o que torna essa espécie ideal para facilitar a alimentação de larvas marinhas com abertura bucal pequena14,15. Também é amplamente utilizado como organismo modelo em estudos bioquímicos, fisiológicos, genéticos, ecológicos e ecotoxicológicos16,17,18. Apesar do fato de Artemia viver em um ambiente hipersalino, que é seu único mecanismo de defesa contra predadores19,20, a compreensão mecanicista dos efeitos de fatores abióticos no processo de eclosão de Artemia pode potencialmente fornecer informações sobre os efeitos da alteração da temperatura e da salinidade no eclosão de outros crustáceos amplamente difundidos no ambiente marinho, como os Copépodes.

Fêmeas com artemia desenvolvem um cisto de diapausa sem atividade metabólica detectável durante o modo de reprodução por oviparidade (diapausa endógena)21. Nesse estágio dormente, os cistos podem ser desidratados por secagem ao ar ou remoção osmótica da água, ponto em que os cistos ficam quiescentes e podem sobreviver até 28 anos22. O metabolismo dos cistos pode ser retomado - e a eclosão iniciada - quando as condições ambientais são favoráveis23, com os principais parâmetros ambientais abióticos afetando a eclodibilidade sendo a temperatura da água e a salinidade17,24,25. Vários estudos anteriores investigaram o impacto desses parâmetros ambientais abióticos na eclosão de Artemia26,27,28,29,30,31, no entanto, a avaliação foi limitada à medição da taxa de eclosão no ponto final do experimento. Por exemplo, Kumar et al. observaram que o desempenho ideal de eclosão de Artemia ocorreu a 29 °C e salinidade de 29 partes por mil (ppt)26, enquanto Sharahi et al. encontraram as condições ideais entre 27–28 °C e 35 ppt, respectivamente30. Hasan et ai. mostraram que a proporção máxima de Artemia eclodiu quando a salinidade e a temperatura foram de 30 ppt e 24 °C, respectivamente, e que a taxa de eclosão diminuiu à medida que a temperatura aumentou de 24 para 32 °C, enquanto a salinidade variou entre 20 e 40 ppt27. Ahmed et ai. relataram que a salinidade ideal para eclodibilidade é de 20 ppt31. Em outro estudo feito por Bahr et al. sobre a influência da salinidade na eclosão, a eclodibilidade ótima foi encontrada em salinidades de 60 ppt e temperaturas em torno de 30 °C28. A variação nos parâmetros ideais pode ser devido a diferenças nas configurações de teste (por exemplo, exposição à luz25,30,32) ou variação nas condições ambientais (tamanho do recipiente, gradientes de temperatura/salinidade em meio a granel).