Desenho Experimental

Os caranguejos foram mantidos em aquários de grandes dimensões (comprimento x largura x profundidade: 90 cm x 46 cm x 30 cm), mas em densidades pequenas (10 indivíduos por aquário) para minimizar interacções competitivas. Foram alimentados durante duas semanas com berbigão, recolhido do local de captura dos caranguejos. Foram seguidamente sujeitos a um período de jejum de 48 horas antes das experiências. Os quítones foram mantidos durante uma semana em aquários iguais aos dos caranguejos e com pedras abundantes, com densidade de cerca de 100 quítones por aquário. Em todos os aquários foi mantido um fluxo de água constante de água do mar filtrada a 20ºC.

Os ensaios foram realizados em 15 aquários (comprimento x largura x profundidade: 50 cm x 10 cm x 30 cm), cujo fundo foi coberto por lajes de rochosas naturais (calcário liso), semelhantes em textura às rochas naturais (não considerando cobertura algal). Cada predador e presa foi usado apenas uma vez para manter a independência dos dados.

Experiência I – Selecção dos quítones com base na coloração das rochas:

As cores das rochas testadas variaram de acordo com a alga colonizadora dominante. Foram utilizadas rochas com as seguintes cores dominantes: verde (rocha coberta dominantemente por algas Chlorophyta), vermelha (rocha coberta por algas Rhodophyta), nua (sem algas mas com uma superfície em tons de cinzento e verde) e coberta com Lithothamnium, conferindo-lhe coloração rosa. Estas cores foram seleccionadas por serem as mais abundantes naturalmente, nas praias estudadas no Capítulo 2.

Com o objectivo de examinar a preferência dos quítones polimórficos pela cor das rochas, foram colocadas no aquário de vidro quatro rochas de pequenas dimensões com características colorimétricas diferentes. Cada rocha foi colocada aleatoriamente num dos cantos do aquário, e foram introduzidos no fundo do aquário dois quítones do mesmo polimorfismo. Após 24 horas foi registado o local em que cada indivíduo se encontrava. No aquário de controlo, não estavam disponíveis rochas para escolha. Este desenho experimental foi replicado quatro vezes para cada uma das seis cores dos quítones e em cada uma a ordem de colocação das rochas foi diferente (Figura 4.1). Experiência II - Avaliação de preferência predatória de C. maenas sobre os polimorfismos de L. cinerea:

A fim de examinar a capacidade de detecção dos quítones por parte dos caranguejos, o ensaio foi dividido em duas fases. Na primeira fase, foi avaliado se o caranguejo consegue comer indiscriminadamente todas as cores de quítones na ausência do efeito camuflagem, e na segunda fase, se os caranguejos conseguem detectar os quítones quando estes se encontram camuflados nas rochas.

Na primeira fase, foram colocadas no aquário de vidro seis rochas nuas, cada uma com um quítone de uma cor. Foi depois colocado um caranguejo em cada aquário e após 24 horas foi registada a frequência de cor dos quítones comidos pelo caranguejo. Este procedimento foi repetido dez vezes onde a ordem pela qual eram colocadas as rochas foi diferente. Nos três aquários controlo não foi colocado nenhum caranguejo. Na segunda fase, todo este procedimento foi repetido, mas os quítones foram colocados nas rochas de forma a estarem camuflados pela coloração dominante da rocha. A frequência de cor dos quítones predados foi registada após 24 horas de experimentação (Figura 4.1).

Figura 4.1 – Esquema do desenho experimental realizado.

4.3.3. Análise de dados

Para testar a hipótese da experiência I foi usado o teste PERMANOVA, com base na matriz de similaridade de Bray-Curtis, recorrendo a um único factor, o factor polimorfismo (fixo, seis níveis: verde-escuro, verde-claro, cor variável com padrões, rosa, creme e castanho-escuro). O teste SIMPER foi utilizado para identificar o tipo de rocha que mais contribuiu para diferenças encontradas no teste PERMANOVA. A análise de coordenadas principais (PCO) foi utilizada como método de ordenação para visualizar os padrões dos dados e para estabelecer a percentagem de variância explicada por cada polimorfismo.

Para testar a hipótese da experiência II, foi usada a análise PERMANOVA, com base na matriz de similaridade de Bray-Curtis recorrendo a um único factor, o factor efeito camuflagem (fixo, dois níveis: presença e ausência de camuflagem). As diferenças foram representadas no gráfico MDS e a análise SIMPER foi utilizada para identificar o efeito que mais contribuiu para as diferenças detectadas.

interpretação dos resultados (Anderson e Gorley, 2007). Esta correcção Monte Carlo minimiza qualquer possível perda no poder de detecção de diferenças nos dados, causada por um número reduzido de permutações (Anderson, 2001a, c).

4.4. Resultados

Experiência I

Os resultados da PERMANOVA mostraram que existem diferenças significativas (p (Perm) < 0,05) na selecção da cobertura algal dominante das rochas por parte dos diferentes tipos polimórficos dos quítones (Tabela 4.1).

Tabela 4.1 - Resumo dos resultados de testes de permutação PERMANOVA sobre preferência dos

polimorfismos de cor dos quítones pelas rochas para refúgio.

A análise SIMPER indicou que indivíduos com a coloração “verde-escuro” têm uma tendência para seleccionar as rochas nuas (contribuição de 50%) ou permanecer na base do aquário (contribuição de 50%) (Tabela 4.2). Os indivíduos “verde-claro” têm uma maior tendência para seleccionar rochas rosa (contribuição de cerca de 46%), seguida de rocha nua e base (cada um com contribuição de 15%) ou encarnada e verde (cada um com contribuição de 12%). Os indivíduos “rosa” têm uma maior tendência para se refugiar em rochas rosas (contribuição de 53%), encarnadas (contribuição de 19%) e verde ou na base do aquário (ambos com contribuição de 14%). Exemplares de cor “creme” não possuem uma tendência para nenhuma rocha específica, refugiando-se tanto em rochas encarnadas, como em rosa, verde ou ficarem na base do aquário (cada variável com contribuição de 25%). Indivíduos “castanho-escuro” têm uma preferência por rochas encarnadas (contribuição de 44%), rosa (contribuição de 22%), ou verde e base do aquário (cada com contribuição de 17%). Indivíduos de cor variável têm maioritariamente preferência por rochas encarnadas (contribuição de 61%), seguida de rosa (contribuição de 22%) e base do aquário (contribuição de 17%) (Tabela 4.2).

Tabela 4.2 - resultados da análise SIMPER relativos à preferências dos vários polimorfismos dos

quítones por rochas de diferentes colorações. Número de permutações usadas = 9999.

De acordo com as visualizações gráficas do PCO, é possível separar os polimorfismos em dois grupos diferentes em relação ao tipo de rocha preferencial. Esta leitura é evidente pelo comprimento dos vectores para cada medida, ou seja, quanto maior é o vector maior é a sua relação com os padrões de cor que no espaço lhe são próximos. Indivíduos de padrões “rosa”,“castanho-escuro” e “cor variável”, têm uma maior preferência por rochas encarnadas e rosa, enquanto indivíduos “verde-escuro”, “creme” e “verde-claro”preferem rochas nuas (Figura 4.2). A selecção de rochas verdes e a permanecia na base do aquário constituíram comportamentos raros.

Figura 4.2 – Componentes principais da análise da relação entre os diferentes polimorfismos de cor dos

quítones e as rochas.

Ao longo dos diferentes ensaios experimentais, todos indivíduos dos aquários de controlo sobreviveram ao período experimental.

Experiência II

De uma forma geral todos os polimorfismos de cor dos quítones foram predados pelos caranguejos, contudo os polimorfismos mais seleccionados foram o “creme” e o “verde- claro” e “castanho-escuro”, e os menos seleccionados foram o “rosa”, “verde-escuro” e o “cor variável” (Tabela 4.3).

Os caranguejos seleccionaram significativamente os quítones com base na presença ou ausência de camuflagem, ou seja, estando as presas camufladas ou não com a cor da rocha (Tabela 4.4). Através da visualização do gráfico MDS pode ser observar essa diferenciação (Figura 4.3).

Figura 4.3 – Ordenação MDS baseada em matrizes de similaridade de Bray-Curtis com dados do número

de indivíduos, camuflados e não camuflados, ingeridos por caranguejos.

As diferenças na ingestão resultaram de um maior consumo de indivíduos que se encontravam camuflados (abundância média de 5%), comparativamente aos indivíduos que não se encontravam camuflados (abundância média de 3,2%) (Tabela 4.4).

Tabela 4.4 - Resumo dos resultados dos testes de permutação PERMANOVA sobre a forma como os

caranguejos seleccionam os quítones e, resultados da análise SIMPER da contribuição do efeito camuflagem para as diferenças encontradas. Número de permutações utilizado = 9999.

Ao longo dos diferentes ensaios experimentais todos indivíduos dos aquários de controlo sobreviveram ao período experimental.

4.5. Discussão

No ambiente intertidal rochoso da costa portuguesa, os quítones da espécie Lepidochitona cinerea possuem uma grande variedade de cores nas placas das suas conchas, e encontram-se fixos a rochas, muitas vezes camuflados pelas características colorimétricas dominantes das mesmas. Os resultados obtidos mostraram que indivíduos de polimorfismos “rosa”, “castanho-escuro” e “cor variável”, têm uma maior preferência por rochas encarnadas e rosa, e que indivíduos “verde-escuro”, “creme” e “verde-claro” preferem rochas nuas. Estes dados são consistentes com o facto de que as espécies polimórficas têm uma tendência para escolher substratos de fixação que combinam com as suas cores (Cain, 1977; Hoagland, 1977). Estudos anteriores demonstraram que a cor da concha dos quítones é um bom factor de dissimulação. Por exemplo, a espécie Callochiton laevis (Pennant, 1777), de coloração avermelhada, aparece sobre algas calcárias vermelhas, enquanto o Iscnhochiton alvus (Linnaeus, 1767), de coloração branca, aparece sobre as algas calcárias brancas (Monteiro, 1982). Foi considerado no presente estudo que, as rochas chamadas de encarnadas e rosa são rochas compostas por algas vermelhas e algas incrustantes, que proporcionam um efeito camuflagem aos indivíduos com cores rosa, encarnada e com vários padrões de cor. Por outro lado, as rochas nuas sendo rochas sem algas mas com uma superfície em tons de cinzento e verde, facilmente proporcionam um efeito camuflagem a indivíduos de tons verdes e cremes. As rochas rosas e as encarnadas são compostas por Lithothamnium, que sendo algas coralinas incrustantes são também o alimento preferencial de grande parte das espécies de quítones e, por algas vermelhas que também são um alimento importante na sua dieta (Steneck e Watling, 1982). Por outro lado, as rochas verdes são compostas por algas filamentosas, as algas menos seleccionadas pelos quítones na alimentação (Steneck e Watling, 1982). Tendo sido observado no presente estudo que as rochas vermelhas e rosas foram mais seleccionadas do que as verdes, sugere-se que a ecologia alimentar das espécies de quítones contribui largamente para explicar o seu comportamento de opção por substrato, ou seja, rochas que tenham o seu alimento preferencial. O mesmo observou Monteiro (1982), que verificou uma associação quase constante da espécie de quítone L. cinerea com Corallina elongata (J. Ellis e Solander, 1786) (alga rosa) e, Asparagopsis armata (Harvey, 1855) e Rhodophycea sp. (algas vermelhas). Este facto vem apoiar a ideia de que os quítones associam-se a diferentes rochas consoante a disponibilidade alimentar.

A camuflagem é muito comum na natureza e é uma das vantagens adaptativas que os organismos desenvolveram para se proteger dos seus predadores (Darwin, 1959). O facto dos quítones possuírem uma grande variedade de cores e de terem tendência para se encontrarem em substratos que lhes conferem um efeito camuflagem, origina uma hipótese alternativa, ou seja, que os polimorfismos resultem de uma predação preferencial por predadores sensíveis a cor/contraste visual colorimétrico. Esta possibilidade foi investigada no presente estudo, com C. maenas, tendo-se verificado que este consegue detectar todos os padrões de cor dos quítones e que selecciona positivamente indivíduos camuflados. Adicionalmente, a predação de C. maenas por quítones não é afectada negativamente por um efeito de camuflagem a presas. Ekendahl (1998) mostrou que a mesma espécie de caranguejo não faz selecção de cores quando exerce predação sobre os caracóis Littorina saxatilis (Olivi, 1792). Este facto pode ser devido à forma como os caranguejos predam. De acordo com as observações pessoais realizadas durante a experiência II, verificou-se que os caranguejos fazem movimentos aparentemente aleatórios e, quando encontram rochas percorrem-nas com as suas pernas num comportamento de busca. Quando as pontas das pinças tocam na concha de um quítone, reagem imediatamente, descolam o indivíduo da rocha e com os terceiros maxilípedes encaminham-no em direcção à boca. Esta técnica de alimentação foi anteriormente descrita por Crothers (1968) como a técnica comum de alimentação de caranguejos Carcinus maenas. De acordo com Crothers (1968), os caranguejos detectam as presas dentro de água com o auxílio dos órgãos sensitivos das antenas. Os resultados obtidos coincidem com a teoria de que os caranguejos localizam as suas presas através do toque e do cheiro (Crothers, 1968; Pettitt, 1975; Elner e Hughes, 1978) e não através de selecção visual. Não existem actualmente dados sobre a acuidade visual desta espécie, nem sobre a sua capacidade para descriminar cores. A eficácia da sua predação é apontada como não estando dependente da capacidade visual, uma vez que recorrem a técnicas de esmagamento e descascamento de conchas das presas (Klassen e Locke, 2007).

O facto de, no presente estudo, se ter observado que os caranguejos capturam mais os quítones em situação de camuflagem pode ser explicado pela forma como estes se encontravam camuflados. Os quítones são herbívoros, encontrando-se por isso em substratos cobertos por algas. E os caranguejos, sendo predadores de espécies herbívoras, estão possivelmente mais adaptados a explorar de uma forma mais atenta,

têm menor probabilidade de ser colonizadas por espécies herbívoras que são presas comuns de caranguejos.

Contudo não pode ser excluída a hipótese de existência de outro tipo de predador que exerça predação visual sobre as cores dos quítones e assim justifique a presença dos variados polimorfismos. Na zona intertidal, tais predadores podem ser peixes, por exemplo, os cabozes (Blennius spp.), que são conhecidos por predarem moluscos e crustáceos (Whitehead et al., 1986). Sabe-se que a faixa de sensibilidade espectral dos peixes é semelhante à dos seres humanos (Blaxer, 1970) e que conseguem igualmente descriminar cores. No entanto, é preciso ter em consideração que a cor da água vai afectar consideravelmente as cores das conchas (Lythgoe, 1979). Segundo Reimchen (1979), o caboz intertidal Blennius pholis (Linnaeus, 1758), usa orientações visuais para seleccionar as cores da concha da presa, Littorina fabalis (Turton, 1825). Também as gaivotas Larus occidentalis (Audubon, 1839), são conhecidas por ser predadores de quítones e por se alimentarem selectivamente de moluscos polimórficos (Sheppard, 1951; DeBevoise, 1975; Moore, 1975). No entanto, a espécie de quítone avaliada neste estudo é de dimensões muito reduzidas (com comprimento médio de 0,82 cm e largura de 0,43 cm), e por isso dificilmente pode ser considerada uma presa frequente destas aves. Será também pertinente questionar se os predadores visuais podem afectar a frequência de polimorfismos de espécies que são fototrópicas negativas, ou seja, vivem em locais abrigados e protegidos da luz, e que são principalmente activos durante a noite quando a diferença de cores não é visivelmente detectada pelos predadores visuais.

A explicação para o facto de muitas populações marinhas intertidais serem polimórficas na cor da sua concha parece ser um problema evolutivo complexo (Johanness e Ekendahl, 2002). Para além da selecção visual outro factor que parece ser responsável pela cor das conchas em archeogastrópodes, é a cor do alimento das espécies, e em gastrópodes mais avançados (mesogastrópodes) a cor é em geral geneticamente determinada (Johanness e Ekendahl, 2002).

Em archeogastrópodes a cor da concha é definida pela cor do alimento, que é retida e incorporada na nova concha (Lindberg e Pearse, 1990). Em quítones, dados recentes indicam que as suas conchas são fixas e inalteráveis ao longo da sua vida (Rodrigues et al., 2005). Sendo a concha única ao longo da vida, não ocorrem alterações na sua cor em função da alimentação, por isso esta parece não ser uma explicação plausível para a

A explicação genética, que para muitos autores parece ser a mais plausível, sugere que os polimorfismos são geneticamente estabelecidos ou mantidos através de processos estocásticos, como as mutações e a adição de genes de cores crípticas, favorecidos pela selecção visual (Johannesson e Ekendahl, 2002). Tendo a forma da concha uma base genética, também se assume que os seus padrões de coloração possam ter uma base genética (Cain e Shepard, 1950; Pettitt, 1973a; Atkinson e Warwick, 1983). Para a espécie de gastrópode marinho, Littorina saxatilis, Ward e Warwick (1980) sugerem que os padrões de polimorfismos não são induzidos ambientalmente, mas sim que reflectem variação genética. E mesmo não existindo estudos genéticos realizados em L. cinerea, esta é uma hipótese complementar possível.

Com este trabalho podemos adiantar que os quítones parecem ter uma associação com as algas que cobrem as rochas e que essa associação pode ser explicada por: i) efeito camuflagem e, ii) preferência alimentar. Por outro lado, os caranguejos não parecem exercer uma selecção visual em relação aos padrões de cor dos quítones, conseguindo detectar todas as cores dos indivíduos e exercem uma maior pressão sobre as rochas em que os quítones se encontram camuflados. Por esse facto, não parece que a predação por parte dos caranguejos possa ser a causa da existência de diferentes padrões de cor dos indivíduos, alternativamente neste trabalho sugere-se que causas alternativas possam ser: i) predação por parte de peixes com acuidade visual ou, ii) origem genética, que faz com que haja uma grande plasticidade fenotípica que permite que dentro da mesma espécie existam indivíduos com padrões de cor variados.

Assim, consideram-se estas hipóteses como um ponto de partida para estudos futuros, que devem passar inicialmente por definir todas as espécies predadoras de quítones, por exemplo através de análises de conteúdos estomacais de predadores. Com base nessas análises, seguidamente verificar se existe alguma tendência de selecção por cores, nomeadamente verificar quais as espécies de predadores que possuem acuidade visual e detectar se essas podem exercer uma pressão selectiva sobre os polimorfismos de cor dos quítones. Numa segunda fase, será também importante realizar estudos genéticos que possam detectar se existem diferenças genéticas entre os diferentes polimorfismos de cor.

4.6. Referências Bibliográficas

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