Competição bentônica em ecossistemas recifais: resultados, mecanismos e efeitos de estressores ambientais

dc.contributor.advisorLongo, Guilherme Ortigarapt_BR
dc.contributor.authorMonteiro, Ana Carolina Grillopt_BR
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0000-0001-8838-5811
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/5917417675747912
dc.contributor.referees1Cruz, Igor Cristino Silvapt_BR
dc.contributor.referees2Ramos, Bárbara Segalpt_BR
dc.contributor.referees3Cordeiro, Ralf Tarciso Silvapt_BR
dc.contributor.referees4Faria, Samuel Coelho de
dc.date.accessioned2025-05-30T22:44:12Z
dc.date.available2025-05-30T22:44:12Z
dc.date.issued2025-03-27
dc.description.abstractCompetition among organisms is one of the strongest ecological interactions structuring communities. In reef ecosystems, sessile organisms compete for the limited hard substrate available to settle and grow, and they use a range of mechanisms to maintain their space and outcompete organisms nearby. Calcifying corals (hard corals or scleractinians and hydrocorals) are one of the main organisms that build reefs, however, climate change and local disturbances are causing declines in their abundance. This is shifting the benthic communities toward dominance by non-calcifying taxa like macroalgae, zoantharians, and soft corals, that can outcompete corals for substrate. However, the outcomes of competition can vary with the environmental factors that influence the competitive ability of organisms. This thesis aimed to investigate the outcomes of competition between calcifying corals and macroalgae, soft corals, and zoantharians from Southwestern Atlantic and Indo-Pacific reefs, the mechanisms of competition, and how present and future environmental stressors affect the outcome of these interactions, through laboratory experiments. In the first two data chapters I investigated the mechanisms and outcomes of competition involving calcifying corals from the Southwest Atlantic (Siderastrea sp. and Millepora alcicornis) and the Indo-Pacific (branching Porites sp. and Acropora cf. kenti), competing with common local competitors: a macroalga (Dictyopteris delicatula) and a zoantharian (Palythoa caribaeorum) in the Southwest Atlantic, and a soft coral (Clavularia sp.) in the Indo-Pacific. In Chapter 2, both competitors only harmed the calcifying corals upon physical contact, with the zoantharian being a stronger competitor than the macroalga. In Chapter 3, the soft coral negatively affected the weakest hard coral (branching Porites sp.) through physical damage, and its allelochemicals did not impact any hard coral. Both chapters demonstrated that the susceptibility to damage from competition in calcifying corals is species dependent: Mi. alcicornis suffered more damage than Siderastrea sp. when competing with the macroalga but both corals were highly affected when contacted by the zoantharian, and A. cf. kenti did not suffer damage by the soft coral while branching Porites was negatively affected. In Chapter 4, I assessed the effects of iron enrichment on physical competition between three calcifying corals (Siderastrea sp., Mi. alcicornis, and Mussismilia harttii) and a macroalga (Lobophora variegata) and a zoantharian (P. caribaeorum), considering the potential effects of mining dam rupture disasters that occurred on the Brazilian coast. Competition via direct contact was deleterious for all calcifying corals irrespective of iron, but high iron enrichment aggravated the negative impacts of competition on the most vulnerable coral, Mu. harttii. Finally, in Chapter 5, I investigated separate and combined effects of nitrate enrichment and ocean acidification on competition between hard and soft corals (Stylophora pistillata and Xenia spp., respectively) from the Indo-Pacific. While competition negatively affected the hard coral, the combination of acidification and nitrate enrichment mitigated the negative effects on the responses of its endosymbionts, but acidification reduced the calcification rates of the hard coral. The responses of the endosymbionts of the soft coral were favored by nitrate enrichment, and acidification had no impacts on the soft coral. Overall, calcifying corals suffered detrimental effects when in physical contact with the competitors, while most of the organisms interacting with the calcifying corals did not exhibit detectable damage from competition. This thesis demonstrates that: the severity of competition effects on calcifying corals and the mechanisms used by competitors depend on the species involved and the environmental conditions. Specifically, environmental stressors related to pollution present more risks to calcifying corals when they are competing with other benthic organisms, and scenarios with increasing anthropogenic stressors, either related to climate (global scale) or pollution (local scale), tend to have a lesser impact on non-calcifying competitors. These results increase our understanding of the specificities of competitive interactions on benthic reef ecosystems and enable more accurate forecasts of the consequences of increasing anthropogenic stressors in reef ecosystems.
dc.description.resumoA competição entre organismos é uma das interações ecológicas mais fortes que estruturam as comunidades. Nos ecossistemas recifais, organismos sésseis competem pelo limitado substrato consolidado para assentarem e crescerem, e utilizam uma variedade de mecanismos para manter seu espaço e competir com organismos vizinhos. Corais calcificadores (corais duros escleractínios e hidrocorais) são um dos principais construtores de recifes, no entanto, mudanças climáticas e distúrbios locais estão reduzindo sua abundância. Isso promove a dominância do bentos recifal por organismos não calcificadores, como macroalgas, zoantídeos e corais moles, que competem com os corais pelo substrato. Contudo, os resultados da competição podem variar com os fatores ambientais que influenciam a habilidade competitiva dos organismos. Esta tese teve como objetivo investigar os resultados da competição entre corais calcificadores e macroalgas, corais moles e zoantídeos de recifes do Atlântico Sudoeste e do Indo-Pacífico, os mecanismos de competição e como estressores ambientais, presentes e futuros, afetam essas interações, por meio de experimentos laboratoriais. Nos dois primeiros capítulos, investiguei os mecanismos e resultados da competição em corais calcificadores do Atlântico Sudoeste (Siderastrea sp. e Millepora alcicornis) e do Indo-Pacífico (Porites sp. ramificado e Acropora cf. kenti), competindo com organismos comuns nesses recifes: uma macroalga (Dictyopteris delicatula) e um zoantídeo (Palythoa caribaeorum) no Atlântico Sudoeste, e um coral mole (Clavularia sp.) no Indo-Pacífico. No Capítulo 1, os competidores prejudicaram os corais apenas quando em contato físico, sendo o zoantídeo um competidor mais forte do que a macroalga. No Capítulo 2, o coral mole afetou negativamente o coral duro mais fraco (Porites sp.) por meio de dano físico, mas seus aleloquímicos não impactaram nenhum coral duro. Ambos os capítulos demonstraram que a suscetibilidade aos danos da competição em corais calcificadores depende da espécie: Mi. alcicornis sofreu mais danos do que Siderastrea sp. ao competir com a macroalga, mas ambos foram altamente afetados pelo zoantídeo. Já, A. cf. kenti não sofreu dano pelo coral mole, enquanto Porites sp. foi negativamente afetado. No Capítulo 3, avaliei os efeitos do enriquecimento por ferro na competição física entre três espécies de corais (Siderastrea sp., Mi. alcicornis e Mussismilia harttii) e uma macroalga (Lobophora variegata) e um zoantídeo (P. caribaeorum), considerando o potencial efeito dos desastres de mineração ocorridos na costa brasileira. A competição por contato direto foi prejudicial para todos os corais calcificadores, independentemente do ferro, mas altas concentrações agravaram os impactos negativos da competição no coral mais vulnerável, Mu. harttii. Por fim, no Capítulo 4, investiguei os efeitos do enriquecimento por nitrato e da acidificação oceânica na competição entre corais duros e moles(Stylophora pistillata e Xenia spp., respectivamente) do IndoPacífico. Enquanto a competição afetou negativamente o coral duro, a combinação de acidificação e aumento de nitrato mitigou os efeitos negativos nas respostas seus endossimbiontes, mas a acidificação reduziu as taxas de calcificação do coral duro. As respostas dos endossimbiontes do coral mole foram favorecidas pelo aumento de nitrato, e a acidificação não causou impactos no coral mole. Em geral, os corais calcificadores sofreram efeitos negativos em contato físico com os competidores, enquanto a maioria dos organismos que interagiram com os corais calcificadores não apresentou danos detectáveis da competição. Esta tese demonstra que: a severidade dos efeitos da competição em corais calcificadores e os mecanismos utilizados pelos competidores dependem das espécies envolvidas e das condições ambientais. Especificamente, os estressores ambientais relacionados à poluição apresentam maiores riscos para os corais calcificadores quando estão competindo com outros organismos, e cenários de aumento de estressores antropogênicos, relacionados ao clima (escala global) ou à poluição (escala local), tendem a ter menor impacto nos competidores nãocalcificadores. Esses resultados aumentam nossa compreensão sobre as especificidades das interações competitivas nos ecossistemas recifais bentônicos e possibilitam previsões mais precisas sobre as consequências do aumento de estressores antropogênicos nos ecossistemas recifais.
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES
dc.identifier.citationMONTEIRO, Ana Carolina Grillo. Competição bentônica em ecossistemas recifais: resultados, mecanismos e efeitos de estressores ambientais. Orientador: Dr. Guilherme Ortigara Longo. 2025. 147f. Tese (Doutorado em Ecologia) - Centro de Biociências, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2025.
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/63769
dc.language.isopt_BR
dc.publisherUniversidade Federal do Rio Grande do Norte
dc.publisher.countryBRpt_BR
dc.publisher.initialsUFRNpt_BR
dc.publisher.programPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ECOLOGIApt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectScleractinia
dc.subjectMacroalga
dc.subjectZoantídeo
dc.subjectCoral mole
dc.subjectEutrofização
dc.subjectMudanças climáticas
dc.subject.cnpqCIENCIAS BIOLOGICAS::ECOLOGIA
dc.titleCompetição bentônica em ecossistemas recifais: resultados, mecanismos e efeitos de estressores ambientais
dc.typedoctoralThesispt_BR

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