A cryptic haplosporidian parasite was detected infecting rock oysters from the Montebello Islands in north-western Australia using a PCR targeting the parasite’s small ribosomal subunit gene. The PCR products were cloned and sequenced along with the remaining sections of the parasite’s SSU rRNA gene. Phylogenetic analysis of the sequence generated indicated a Minchinia species (Haplosporidia). The SSU sequence generated was used to develop two in situ hybridisation assays to visualise the parasite in H/E sections as well as a PCR assay to detect the parasite. The molecular assays were assessed for specificity and sensitivity and were then used to compare the parasite to previous haplosporidian parasite infections of pearl oysters. Both assays produced positive results from the infected pearl oysters but not from other closely related haplosporidian species. An SEM and TEM electron microscopy analysis was performed on spores from both parasite species. The spores of the pearl oyster parasite had two spore wall filaments wound around the spore originating for a posterior thickening while the spores of the rock oyster parasite were covered in microtubule-like structures. These data suggests pearl oysters where co-infected with both the Haplosporidium sp. and the Minchinia sp. detected in rock oysters. No evidence of a posterior thickening could be found on the spores of the rock oyster parasite. Attempts to detect the parasite at the previous geographic sites of its detection in pearl oysters resulted in detection of the Minchinia species in tropical oysters in the Kimberley region of Western Australia by in-situ hybridisation.

Dans l'optique de faire de la coquille Saint-Jacques, Pecten maximus, un outil de reconstruction environnementale, une approche liant la biologie, l'écologie et la biogéochimie a été développée. Dans un premier temps, l'étude des anomalies de croissance coquillière de la coquille Saint Jacques nous a permis de révéler des dysfonctionnements de la production primaire. En effet, ces anomalies sont associées à des efflorescences de diatomées carencées en certains éléments nutritifs (acide orthosilicique et/ou phosphates), et dont les propriétés qualitatives sont modifiées (agrégation). La mesure du δ15N et du δ13C dans les tissus de P. maximus et l'application des facteurs de fractionnement moyens admis dans la littérature, montrent que le phytoplancton n'est pas une ressource trophique majoritaire. Deux hypothèses principales découlent de cette observation 1) le phytoplancton constitue une source minoritaire de nourriture 2) les facteurs de fractionnement utilisés ne sont pas valables. D'autre part, les variations saisonnières du δ15N et δ13C ont pu être mises en relation avec les différentes priorités d'allocation d'énergie de cet organisme. Ce résultat ouvre des perspectives quant à l'utilisation de ces rapports isotopiques en tant qu'outils écophysiologiques. Les variations de δ18Ocalcite permettent de tracer l'évolution saisonnière de la température à ± 0,7°C. Le δ13C de la calcite décroît au cours de l'année et au cours de la vie des individus, il semble être contrôlé par des processus biologiques. Le δ13C pourrait devenir un outil d'étude du métabolisme des coquilles Saint-Jacques. Enfin, le développement méthodologique du système LA-ICP-MS permet l'obtention de profils d'éléments traces à une échelle journalière (Mg/Ca, Mn/Ca, Ba/Ca, Sr/Ca et Pb/Ca). Ces rapports semblent cependant être influencés par plusieurs facteurs environnementaux et/ou métaboliques. Des études supplémentaires sont nécessaires pour calibrer ces proxy élémentaires.

La composition élémentaire des coquilles de bivalves pourrait, selon la communauté scientifique internationale, être modulée par les variations spatiales ou temporelles du milieu ambiant tel la température, la salinité, la productivité primaire.... Toutefois, un ensemble de travaux ont mis en évidence que la présence des éléments mineurs et en traces dans les coquilles sont souvent spécifiques aux espèces considérées ou dépendent de plusieurs paramètres environnementaux. En conséquence, des recherches supplémentaires s'avèrent nécessaires afin de mieux comprendre la modalité d'incorporation de ces potentiels traceurs dans la matrice carbonatée. L'objectif de ce travail de thèse était de développer des méthodologies analytiques sur un spectromètre de masse haute-résolution couplée à une source plasma (HR-ICP-MS Element 2 de Finigan) pour déterminer quantitativement un nombre important d'éléments en traces dans des matrices de carbonate de calcium (CaCO3). Deux méthodes (le couplage LA-ICP-MS et l'analyse en mode liquide) ont été développées afin de placer sur une échelle calendaire (± 3 jours) les variations ontogéniques des teneurs élémentaires dans les valves de P. maximus. Les résultats d'analyses obtenus sur une même valve gauche par les deux méthodes, montrent que les profils élémentaires demeurent reproductibles quels que soient les concentrations rencontrées et le transect choisi sur la valve. Les teneurs élémentaires dans les valves de P. maximus mesurées sur l'ICP-MS Element 2 sont en accord avec les valeurs obtenues précédemment sur la même population et la même année de croissance lorsque l'on se réfère aux résultats pionniers acquis par le laboratoire de Pau (LA-ICP-MS quadripolaire) L'analyse en mode liquide de trois transects de croissance d'une même valve démontre que la distribution élémentaire est homogène dans la matrice carbonatée de la coquille Saint-Jacques. Les résultats d'analyses de deux éléments en traces (Mo et Li) dans les valves de P. maximus ont été détaillés. Les variations de la concentration valvaire en molybdène sont reproductibles entre plusieurs individus issus d'une même population pendant différentes années et lorsque différents écosystèmes côtiers bretons sont étudiés (Rade de Brest, baie de Saint-Brieuc et Belle-Ile en mer). Chaque profil varie à un niveau voisin des limites de détection de l'appareil de mesure, mais est ponctué par un voire deux enrichissements épisodiques printaniers (mai). Parmi toutes les hypothèses discutées pour expliquer ces événements (pics en Mo), l'ingestion de cellules phytoplanctoniques ayant utilisées les nitrates comme source d'azote apparait la plus vraisemblable (ces cellules présenteraient une concentration forte en Mo suite au rôle de Mo lors de l'activité enzymatique de la nitrate réductase) La faible variabilité inter-individuelle des concentrations valvaires en Li d'une même population suggère l'influence d'un paramètre environnemental ou physiologique pour expliquer l'incorporation du lithium au sein des valves. Toutefois, les variations ontogéniques de la teneur coquillière en lithium chez P. maximus diffèrent selon l'année étudiée. Certaines populations de P. maximus présentent de brusques augmentations transitoires de la teneur en Li pendant leur période de croissance. Notre étude n'a pas pu mettre en évidence un lien généralisable entre ces pics en Li et un paramètre environnemental. Cependant, ces enrichissements en Li semblent apparaître quelques jours après des floraisons phytoplanctoniques de diatomées. En outre, nous constatons que le bruit de fond de la teneur en Li serait majoritairement lié à la vitesse de croissance de l'animal.

The environment of bivalve Sanguinolaria rostrata growth and reproduction is affected by temperature, salinity and algal concentration.The growth and fattening of the bivalves is closely associated with filter-feeding. Hence, the present work was to investigate the effect of temperature, salinity and algal concentration on the filter-feeding of the bivalves. The salinity ranging from 5 to 30 at the interval of 5 psu, four temperatures at 20¢X, 25¢X, 27¢X and 30¢J, and three algal concentrations of each Isochrysis galbana and each Chaetoceros gracilis, 104 , 105 and 106 cells/ml, were used. Algal concentration was measured each hour and each test run last for 6 hours. A peak appeared at the salinity of 20 psu in each clearance rate vs salinity curve and clearance rate decreased with increasing algal concentration; a peak also appeared at the salinity of either 15¡ã20 psu in the ingestion rate vs salinity curve; and ingestion rate and the amount of pseudofaeces increased with increasing algal concentration. Under the conditions of algal concentration 104 cells/ml and temperature range 20¢X~30¢J, a peak appeared at 25¢J in each clearance rate and each ingestion rate vs temperature curves, and the greatest peak of clearance rate was 1.13 l/h; and the amount of pseudofaeces was the greatest at 25¢J and 20 psu. The bivalves fed with Isochrysis galbana have greater clearance and ingestion rates but less amount of pseudofaeces, compared to those fed with Chaetoceros gracilis.

Marine ecosystem-based management requires end to end models, which are models capable of representing the entire ecosystem including physical, chemical and biological processes, anthropogenic activities, and multiple species with different sizes, life histories and from different trophic levels. To adequately represent ecosystem dynamics in shallow coastal regions, end-to-end models may need to include macrobiota species (wild and aquacultured) and may have to allow feedbacks (i.e. two-way coupling) between macrobiota and planktonic ecosystem dynamics. This is because the biomass of macrobiota can locally exceed the biomass of plankton, thus influencing the distribution of planktonic ecosystem tracers and altering the overall food web structure. Here, I describe a hybrid (Eulerian/Individual-Based) ecosystem framework, implemented in the Regional Ocean Modeling System (ROMS), a state-of-the-art 3-D ocean circulation model. The framework was applied to a model of a synthetic embayment containing seagrass, rockweed and kelp beds, a wild oyster reef, a mussel ranch and a fish farm. I found that two-way coupling is essential to reproduce expected spatial patterns of all variables and to conserve mass in the system. I also developed a shellfish ecophysiology model (SHELL E) and compared its results against water samples collected over 5 years in Ship Harbour, a fjord with mussel aquaculture in Nova Scotia, Eastern Canada. Also, from a high-resolution bio-optical survey of the fjord, I found that mussels decrease phytoplankton biomass inside the farm, but also cause a bloom of phytoplankton outside the farm. Using ROMS/SHELL-E, I determined that the increase of phytoplankton around the farm is caused by the waste products of the farmed bivalves, which have a fertilization effect, enhancing phytoplankton production outside the farm during nutrient-limited and light-replete conditions (i.e. late spring to late fall in Ship Harbour). The main conclusion of this thesis is that—in shallow coastal regions—ecosystem models must represent bilateral interactions between macrobiota and physical-planktonic dynamics, in a spatially-explicit setting, to adequately represent mass flows and ecosystem dynamics. The hybrid end-to-end modelling system provides a computationally efficient framework for describing these interactions and, through careful comparisons against observations, can be a powerful tool to test hypotheses and generate insights into coastal ecosystems.

The sea louse (Lepeophtheirus salmonis), whose larvae are planktonic and disseminated in the water column, is an economically important parasite of Atlantic salmon (Salmo Salar). The effect of temperature (5, 10, 15°C), diet (larvae alone, larvae plus phytoplankton), and bivalve size (small, medium, large) on the amount of L. salmonis larvae ingested by various species of filter-feeding bivalves (Pacific oysters, Pacific scallops, blue/Gallo’s mussel hybrids, basket cockles) was examined in a series of laboratory experiments. Four separate temperature/diet experiments were conducted (one for each species) in which large bivalves were individually placed in 2-L containers holding 750 ml of aerated, filtered seawater and fed one of three treatment diets: (1) phytoplankton: ~7.1 x 104 cells ml-1 of Isochrysis sp. (Tahitian strain, TISO); (2) sea lice larvae: ~431 larvae (mostly nauplii); and (3) phytoplankton and larvae (at the levels mentioned above). There was also a control treatment of phytoplankton and larvae, but no bivalve. After feeding for 1 h, the bivalve soft tissues were excised and preserved, the digestive system was dissected, and sea lice larvae were removed and counted to provide direct evidence of ingestion. The larvae remaining free swimming in the container were iv preserved and counted. The proportion missing from the container was used to estimate ingested larvae in statistical analyses. Two additional experiments investigating the effect of bivalve size (small, medium, large) on the ingestion of sea lice larvae were conducted with Pacific oysters and Pacific scallops. The heights for oysters (anterior-posterior axes) were 19.2, 44.2, and 84.0 mm, and scallops (dorsal hinges to ventral margins) were 40.3, 64.1, 102.7 mm. The methodology for the size experiments was as previously described for the temperature/diet experiments with the following changes: (1) the diet of larvae alone was not used; (2) the mean number of larvae in each container was ~498; (3) the mean concentration of TISO added to each container was ~7.8 x104 cells ml-1, and (4) the mean water temperature was 10.4°C. The data for the four temperature/diet experiments indicate that all four bivalve species ingested sea lice larvae, whether their diet included phytoplankton or not, and that temperature had no significant effect. The data for the two size experiments indicated that all three sizes of oysters and scallops ingested sea lice larvae and that there was a significant size effect. Large shellfish consumed a significantly greater proportion of the sea lice larvae than the small shellfish. Bivalves grown at salmon net pens as part of an IMTA (Integrated Multi-Trophic Aquaculture) system may be able to reduce the number of sea lice larvae as well as being an additional crop of market value. Future research, conducted at a commercial scale at a salmon farm, is warranted in order to determine if bivalves can serve in this role. / Graduate

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Bioquímica, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T07:35:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 284569.pdf: 1495105 bytes, checksum: b4504c0a28e414d6b42d9ecd0498ac9b (MD5) / As espécies reativas de oxigênio (ERO), metabólitos secundários do metabolismo do oxigênio, são moléculas geradas e reguladas constantemente pela célula. O aumento na sua produção pode levar a inúmeros processos patológicos, e para evitar esses efeitos tóxicos das ERO a célula conta com um complexo sistema de defesas celulares, incluindo defesas antioxidantes. Esse sistema é bem estudado e caracterizado em eucariotos mais complexos, como os mamíferos, e em eucariotos mais simples, como as leveduras, mas ainda pouco se sabe sobre esse sistema e sua regulação em invertebrados marinhos. Desta forma, o presente trabalho tem como objetivo estudar o sistema antioxidante de bivalves marinhos em situação de estresse oxidativo, e propor possíveis mecanismos de modulação e regulação redox nesses modelos animais. O trabalho foi dividido em dois experimentos: no primeiro, mexilhões azuis Mytilus edulis foram pré-expostos ao selênio (4µg/L) por 3 dias, e subseqüentemente expostos por mais 3 dias a cobre (56 µg/L). Neste experimento, objetivamos detectar se os efeitos oxidativos do cobre podem ser atenuados pela pré-exposição ao selênio. Vários parâmetros antioxidantes e de dano celular foram avaliados. Nesta primeira etapa, observou-se que o cobre causa oxidação de tióis protéicos (PSH) e inibição da enzima tioredoxina redutase (TrxR) na brânquia e induz danos no DNA em hemócitos. O selênio aumenta a atividade da enzima glutationa peroxidase dependente de selênio (GPx-Se) e os níveis de glutationa (GSH). Quando os animais são pré-expostos a selênio e expostos em seguida ao cobre, a pré-exposição ao selênio é capaz de neutralizar os efeitos deletérios desse metal, revertendo a oxidação dos PSH, evitando a indução de danos no DNA e revertendo parcialmente a inibição da TrxR. No segundo experimento, mexilhões Perna perna foram expostos por até 21 dias ao zinco (10 µM), um metal conhecido por afetar o metabolismo da glutationa. A exposição aguda (2 dias) ao zinco causou consumo de GSH e inibição da GR, porém estes valores retornam aos níveis basais após 7 e 21 dias de exposição. Os animais expostos por 7 e 21 dias ao zinco demonstram uma amplificação do sistema antioxidante, com aumento na atividade de diversas enzimas auxiliares (TrxR, GR) ou de detoxificação de ERO (catalase, glutationa peroxidase total, superóxido dismutase). Apesar disso, essa amplificação não impediu um aumento nos níveis de peróxidos citosólicos e nos índices de peroxidação lipídica evidenciados após a exposição por 7 ou 21 dias. O conjunto de dados desses dois experimentos demonstram a importância do sistema antioxidante para esses animais em situações de estresse oxidativo. O aumento dos níveis de GSH e da atividade da GPx-Se parecem ser uma importante via de proteção contra os danos oxidativos em mexilhões M. edulis, mediados pelo cobre. Já com relação ao zinco, o restabelecimento do metabolismo da glutationa, o qual é afetado pelo zinco, é fundamental para as células branquiais de mexilhões P. perna, o qual responde ao insulto oxidativo com uma forte resposta adaptativa de amplificação das defesas antioxidantes celulares.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias. Programa de Pós-Graduação em Aquicultura / Made available in DSpace on 2012-10-25T21:08:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 301628.pdf: 1238740 bytes, checksum: 980fbbc682989128db56aeaaad846547 (MD5) / Florações da microalga nociva Dinophysis acuminata vêm se tornando recorrentes na costa de Santa Catarina. No presente estudo avaliou-se a modulação de alguns parâmetros imunológicos em ostras C. gigas e mexilhões P. perna cultivados, durante florações naturais de D. acuminata que produzem toxinas diarréicas (ácido ocadáico e compostos relacionados). Os bivalves foram coletados durante duas florações, uma na Praia Alegre (PA: 2.950 algas/L) no município de Penha/SC e outra na Praia de Zimbros (PZ: 4.150 algas/L) no município de Bombinhas/SC e 30 dias após o término das florações (grupo referencia). Na PA foram coletados apenas mexilhões. Os parâmetros analisados a partir da hemolinfa foram: os hemogramas ou contagem total (THC) e diferencial de hemócitos (DHC), o índice de hemócitos apoptóticos (IA) (coloração de Hoechst), a atividade da enzima fenoloxidase ou PO (produção de DOPAcromo), a concentração de proteínas totais (CP - método de Bradford) e o título aglutinante (TA - eritrócitos de cão) da hemolinfa. Foram ainda realizadas análises histológicas convencionais com coloração HE nas ostras da PZ. Dentre os parâmetros imunológicos analisados, alguns apresentaram alterações significativas em relação aos grupos referencia. A THC dos mexilhões variou durante ambas as florações, porém de forma contrastante. Na PA houve uma diminuição do número de hemócitos (54%) e na PZ um aumento (64%) da THC. A atividade da PO aumentou (50%) nos mexilhões da PA e declinou (40%) nas ostras da PZ. A CP aumentou (66%) apenas nos mexilhões da PZ. Os outros parâmetros imunológicos não se alteraram em relação às florações em ambos bivalves. Não foram observados danos teciduais nas ostras analisadas. Os resultados obtidos não mostraram um comportamento uniforme da modulação dos parâmetros imunológicos em relação às florações de D. acuminata. Contudo, ficou evidente que alguns parâmetros são de fato afetados durante as florações em ambos bivalves, em especial nos mexilhões que parecem ser os mais sensíveis e que acumulam uma maior concentração de ácido ocadáico (10 vezes superior) em seus tecidos. Estas alterações poderiam tornar estes animais menos resistentes e mais propensos a contrair infecções, impactando desta forma seu cultivo.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Alimentos, Florianópolis, 2009. / Made available in DSpace on 2012-10-24T07:51:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 273188.pdf: 1561339 bytes, checksum: 09543929aab8a6adb371123aba63cfa3 (MD5) / Este trabalho teve por objetivo pesquisar a incidência de bactérias indicadoras de contaminação fecal em 12 diferentes áreas cultivos de moluscos bivalves situados na Baia Sul da Ilha de Santa Catarina, Brasil. Foram realizados ensaios microbiológicos para contagens de coliformes termotolerantes, E. coli e enterococos, e avaliação da influencia de parâmetros físico-químicos em amostras de ostras e de águas utilizadas para cultivo de moluscos. Avaliou-se também as águas dos principais rios e riachos que desembocam próximos as áreas de cultivo de moluscos bivalves na Baia Sul, tanto no lado Insular como no lado Continental, através de contagens das mesmas bactérias indicadoras utilizadas para avaliação das águas salinas. Utilizando-se o Sistema API 20 STREP, identificou-se espécies de Enterococcus sp isoladas das amostras de águas analisadas e determinou-se o perfil de resistência destas espécies aos principais antibióticos de uso clinico. Observou-se correlação estatística significante a 5% entre as contagens de E. coli nas águas utilizadas para cultivo de moluscos e na carne das ostras; enterococos, coliformes termotolerantes e E. coli apresentaram correlação estatística significante a 5% nas amostras de água analisadas; ocorreu uma maior sensibilidade na detecção de coliformes termotolerantes do que enterococos nas águas salinas, a salinidade foi o parâmetro físico-químico que mais esteve correlacionado com as contagens das bactérias; o acumulado pluviométrico do mês e da semana anterior a coleta teve influência sob as contagens médias das bactérias nas águas salinas; e sobre as contagens de E. coli nas amostras de ostras; Enterococcus faecium foi a espécie mais encontrada dentre as colônias de Enterococcus sp identificadas, tanto nas águas salinas da Baia Sul, quanto nas águas dos rios e córregos analisados.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Filosofia e Ciências Humanas, Programa de Pós-Graduação em Geografia, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2014-08-06T18:10:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 326763.pdf: 6434062 bytes, checksum: 06106ad739f291a8fa4e6f1c6fbdde84 (MD5) Previous issue date: 2014 / O presente estudo tem por objetivo analisar as condições ambientais e o desempenho produtivo dos cultivos de moluscos bivalves produzidos comercialmente no Estado de Santa Catarina por meio da comparação de variáveis físico-químicas, sanitárias e dados de produção em 35 das principais localidades produtoras a fim de verificar vulnerabilidades que possam influenciar na produção. Para isto foram utilizados dados secundários obtidos em cerca de 50 campanhas de amostragem em campo para cada local no período de 2007 á 2010, com a obtenção de valores de salinidade, temperatura da água do mar, clorofila a, potencial hidrogeônico, turbidez, concentração de coliformes termotolerantes e a presença de algas nocivas, além dos dados anuais de produção de ostras e mexilhões. Ficou caracterizado que existem na área marinha costeira do estado 6.396 estruturas de cultivo, na sua maioria formada por espinhéis, que somados atingem 407 quilômetros de extensão com um comprimento médio de 65 metros. Durante o período observado a temperatura da água do mar variou entre 10,0°C e 30,0°C, com uma média de 20,6°C, a salinidade de 2,7°/°° a 35,8°/°°, com uma média de 29,7°/°°, a clorofila a entre 0,4µg/l e 39,5 µg/l, com uma média de 5,2 µg/l ,o pH entre 6,8 e 8,9, com uma média de 8,0 e a turbidez entre 0,0 UNT e 44,6 UNT, com uma média de 4,3 UNT, considerando-se todas as localidades estudadas. Os resultados indicam que vinte e duas das áreas de cultivo analisadas apresentam capacidade de expansão da produção, porém três se encontram excessivamente ocupadas, superando 60 t/ha/ano e nove se encontram em nível de alerta, com produtividade entre 40 e 59 t/ha/ano, o que exige atenção para se evitar problemas de um futuro comprometimento ambiental. Observou-se que está ocorrendo uma concentração do cultivo de ostras no município de Florianópolis e excessiva concentração de mexilhões no município de Palhoça, com uma diminuição do número de trabalhadores e aumento da produtividade. Para um melhor desenvolvimento da atividade e contribuição ao desenvolvimento local os esforços públicos e da iniciativa privada devem ser direcionados aos 65% das áreas que se encontram mais ociosas. Também é necessário remodelar o atual sistema de coleta e a qualidade dos dados de cultivo, como forma de melhorar a análise, a divulgação de informações e colaborar na sustentabilidade da produção de moluscos bivalves.<br>