Thesis (M.S.)--University of Alabama at Birmingham, 2007. / Description based on contents viewed Oct. 2, 2008; title from PDF t.p. Includes bibliographical references (p. 34-42).

Made available in DSpace on 2014-06-12T23:00:49Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo6664_1.pdf: 1479861 bytes, checksum: 8670ffd344297360d7cbb808876c100a (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2011 / Faculdade de Amparo à Ciência e Tecnologia do Estado de Pernambuco / Testes de toxicidade são uma ferramenta efetiva na análise da qualidade de água e sedimentos marinhos e estuarinos. O ouriço do mar Lytechinus variegatus é um dos organismos mais utilizado de toxicidade da água, no entanto, ao longo da costa nordestina as populações encontram-se reduzidas e o desenvolvimento de um modelo biológico sensível para a avaliação ecotoxicológica da água faz-se necessário. O teste crônico com náuplios de Tisbe biminiensis consiste na exposição dos náuplios durante 48h ou até que 50% dos indivíduos do controle sejam copepoditos. As amostras ambientais utilizadas nos testes foram coletas no Complexo Estuarino de Suape em 5 diferentes pontos . Já para os testes com sedimentos com a finalidade de observar se há diferença entre os copépodos T. biminiensis e Nitokra sp quando expostas aos mesmos sedimentos, foram escolhidos 3 locais com toxicidade anteriormente comprovada, são eles: os Complexos estuarinos de Santos e São Vicente (Alemoa, Cosipa/Usiminas, Marina e Mariana), Suape e Parque dos Manguezais (Ilha de Deus).. De modo geral os náuplios de T. biminiensis demonstraram o mesmo padrão de resposta dos ouriços e em algumas ocasiões uma maior sensibilidade. Já para os testes com sedimento também foi observado quem os copépodos apresentam padrão de sensibilidade semelhante e em alguns experimentos Nitokra sp demonstrou maior sensibilidade ao sedimento exposto. Logo, náuplios do copépodo T. biminiensis podem ser utilizados com sucesso na avaliação da toxicidade de amostras ambientais de água do mar/estuarinas. E testes com os copépodos T. biminiensis e Nitokra sp mostram um padrão de sensibilidade relativamente semelhante

Os ouriços do mar são extremamente importantes no que diz respeito ao funcionamento do ecossistema marinho. Sua capacidade de estruturar este ambiente causa implicações em larga escala. Baseado nisso e tomando em conta que sua faixa de distribuição é bastante larga, esforços são necessários para uma melhor compreensão de sua ecologia. Neste trabalho buscou-se compreender como diâmetro, densidade populacional e desenvolvimento gonadal se apresentam em uma escala espaço-temporal. Foi feito também um estudo para entender como são compostas as comunidades do fitobentos associada ao ouriço e a sua dieta e, como estas composições se comportam entre tempos e locais diferentes. Por fim, foi realizado um estudo com índices de preferência alimentar a fim de identificar se estes ouriços exibem preferência ou rejeição para algum item alimentar e, da mesma maneira que feito anteriormente, verificar se a seletividade é heterogênea no tempo e no espaço. No período de aproximadamente um ano, foram analisadas populações e coletados 192 ouriços da espécie Lytechinus variegatus. Foi verificado que, em relação às densidades populacionais, parece existir um padrão espacial de crescimento dos animais de sudeste a noroeste da enseada de Parati-Mirim, sem a observação de um padrão temporal. Quanto ao diâmetro, os ouriços parecem ser menores no setor 2, a partir da segunda coleta até a quinta coleta os ouriços apresentam crescimento. Entre todos os setores, o desenvolvimento gonadal foi maior no setor 3, parece haver aumento do grau de desenvolvimento gonadal da segunda até a sexta coleta, mas sem padrão definido, apontando para o fato de que sempre existem ouriços com gônadas em diferentes graus de desenvolvimento. Quanto à composição do fitobentos, existe uma heterogeneidade espaço-temporal determinada por Sargassum, Jania e Padina. Entre estas três formações existe um gradiente de mudança na fisionomia dos setores. O mesmo não foi observado na composição da dieta, neste caso, a heterogeneidade espaço-temporal se deu principalmente devido a difusão da variabilidade desta composição, sem que existam grupos característicos determinando as diferenciações. Por fim, os resultados do índice de seletividade mostraram que apesar de ser conhecido como um generalista, L. variegatus exibe preferência por alguns gêneros de algas e rejeita outros. Em média não existem grandes variações espaço-temporais no comportamento de preferência e rejeição / Sea urchins are extremely important for the functioning of the marine ecosystem. Its capacity to structure this environment is causes implications on large scale. Based on that and considering that its distribution range is very wide, efforts for a better understanding of its ecology are necessary. On this study the aim was to comprehend how diameter, population density and gonadal development are presented on a spatial-temporal scale. A study to understand how phytobenthos communities and sea urchins diet are composed and how they behave in different places and sampling periods was conducted. At least, a study with a selective preference index was conducted in order to identify if these sea urchins exhibit preference or rejection for particular food items and, as before, verify if selection is heterogenous through sectors and sampling times. On the period studied, 192 Lytechinus variegates sea urchins were collected and analyzed. It was noted that, in relation to population densities, there seems to be a spatial growing pattern from the southeast to the northwest of Parati-Mirim inlet, with no recognition of a temporal pattern. As to urchins\' diameter, sea urchins seem smaller on sector 2, from the second to the fifth sampling period sea urchins increase in size. Among all sectors gonadal development was higher on sector 3, there seems to be an increase on the degree of gonadal development from the second to the sixth sampling period, although with no defined pattern, pointing to the fact that through time there are always urchins with gonads in different degrees of development. As to phytobenthos composition there is a spatial-temporal heterogeneity determined by Sargassum, Jania and Padina. Between these three formations there is a gradient of substrate change. The same pattern was not observed considering urchins diet, in this case, spatial-temporal heterogeneity occurred due to the grater variability of diet composition, with no defined groups determining these differences. At least, the results of the selective index showed that, even though considered a generalist, L. variegates exhibits preference for some algae genus and rejects others. In average there are no marked spatial-temporal variations on the behavior of preference and rejection

Em ouriços, os esferulócitos vermelhos são responsáveis pela biossíntese do equinocromo, um pigmento naftaquinônico considerado antioxidante e bactericida, no entanto seu papel na resposta imune permanece pouco elucidado. O presente trabalho avaliou a reposta imune inata de ouriços-do-mar Lytechinus variegatus, através da atividade fagocítica frente a diferentes concentrações de equinocromo (50 e 100 µg/ml). Para tanto, o equinocromo foi extraído e purificado por RP-HPLC. Nossos resultados demonstraram que o equinocromo em ambas as concentrações modula positivamente a fagocitose, aumentando a quantidade de células fagocitando. A concentração de 50 µg/ml foi capaz de ativar os amebócitos fagocíticos (AF), e aumentar a quantidade de AF com quatro ou mais leveduras fagocitadas. Já na concentração de 100 µg/ml, além da ativação dos AF, aumentou também, a quantidade de AF com uma, duas, quatro ou mais leveduras fagocitadas, sugerindo uma atuação dose-dependente. Desta forma, os dados apresentados demonstram que o equinocromo exerce um importante papel na resposta imune. / The biosynthesis of echinochrome is mediated by red sphere cell. This naphthoquinonic e pigment presents antioxidant and bactericidal characteristics. However, the echinochrome role in immune response remains unclear. In this study, we evaluated the innate immune response of the sea urchin Lytechinus variegatus. To this purpose, the echinochrome was extracted and purified by RP-HPLC. Finally, phagocytic amoebocytes were exposed to different concentrations of echinochrome (50 and 100 mg/ml), when phagocytic activity was analysed. Here, we showed that echinochrome positively modulate phagocytosis, increasing the number of phagocytizing cells. The concentration of 50 mg/ml activated phagocytic amoebocytes (AF), and increased the number of AF containing four or more phagocytosed yeasts. For the other hand, at 100 mg/ml exposure, the activation of AF also increased the number of AF with one, two, four or more yeast phagocytosed, suggesting a dose-dependent activity. Thus, the data presented demonstrated that echinochrome plays an important role in the immune response.

Thesis (M.S.)--University of Alabama at Birmingham, 2008. / Additional advisors: Marion Nipper, Robert A. Angus, Addison L. Lawrence. Description based on contents viewed May 30, 2008; title from title screen. Includes bibliographical references.

Os ouriços do mar são extremamente importantes no que diz respeito ao funcionamento do ecossistema marinho. Sua capacidade de estruturar este ambiente causa implicações em larga escala. Baseado nisso e tomando em conta que sua faixa de distribuição é bastante larga, esforços são necessários para uma melhor compreensão de sua ecologia. Neste trabalho buscou-se compreender como diâmetro, densidade populacional e desenvolvimento gonadal se apresentam em uma escala espaço-temporal. Foi feito também um estudo para entender como são compostas as comunidades do fitobentos associada ao ouriço e a sua dieta e, como estas composições se comportam entre tempos e locais diferentes. Por fim, foi realizado um estudo com índices de preferência alimentar a fim de identificar se estes ouriços exibem preferência ou rejeição para algum item alimentar e, da mesma maneira que feito anteriormente, verificar se a seletividade é heterogênea no tempo e no espaço. No período de aproximadamente um ano, foram analisadas populações e coletados 192 ouriços da espécie Lytechinus variegatus. Foi verificado que, em relação às densidades populacionais, parece existir um padrão espacial de crescimento dos animais de sudeste a noroeste da enseada de Parati-Mirim, sem a observação de um padrão temporal. Quanto ao diâmetro, os ouriços parecem ser menores no setor 2, a partir da segunda coleta até a quinta coleta os ouriços apresentam crescimento. Entre todos os setores, o desenvolvimento gonadal foi maior no setor 3, parece haver aumento do grau de desenvolvimento gonadal da segunda até a sexta coleta, mas sem padrão definido, apontando para o fato de que sempre existem ouriços com gônadas em diferentes graus de desenvolvimento. Quanto à composição do fitobentos, existe uma heterogeneidade espaço-temporal determinada por Sargassum, Jania e Padina. Entre estas três formações existe um gradiente de mudança na fisionomia dos setores. O mesmo não foi observado na composição da dieta, neste caso, a heterogeneidade espaço-temporal se deu principalmente devido a difusão da variabilidade desta composição, sem que existam grupos característicos determinando as diferenciações. Por fim, os resultados do índice de seletividade mostraram que apesar de ser conhecido como um generalista, L. variegatus exibe preferência por alguns gêneros de algas e rejeita outros. Em média não existem grandes variações espaço-temporais no comportamento de preferência e rejeição / Sea urchins are extremely important for the functioning of the marine ecosystem. Its capacity to structure this environment is causes implications on large scale. Based on that and considering that its distribution range is very wide, efforts for a better understanding of its ecology are necessary. On this study the aim was to comprehend how diameter, population density and gonadal development are presented on a spatial-temporal scale. A study to understand how phytobenthos communities and sea urchins diet are composed and how they behave in different places and sampling periods was conducted. At least, a study with a selective preference index was conducted in order to identify if these sea urchins exhibit preference or rejection for particular food items and, as before, verify if selection is heterogenous through sectors and sampling times. On the period studied, 192 Lytechinus variegates sea urchins were collected and analyzed. It was noted that, in relation to population densities, there seems to be a spatial growing pattern from the southeast to the northwest of Parati-Mirim inlet, with no recognition of a temporal pattern. As to urchins\' diameter, sea urchins seem smaller on sector 2, from the second to the fifth sampling period sea urchins increase in size. Among all sectors gonadal development was higher on sector 3, there seems to be an increase on the degree of gonadal development from the second to the sixth sampling period, although with no defined pattern, pointing to the fact that through time there are always urchins with gonads in different degrees of development. As to phytobenthos composition there is a spatial-temporal heterogeneity determined by Sargassum, Jania and Padina. Between these three formations there is a gradient of substrate change. The same pattern was not observed considering urchins diet, in this case, spatial-temporal heterogeneity occurred due to the grater variability of diet composition, with no defined groups determining these differences. At least, the results of the selective index showed that, even though considered a generalist, L. variegates exhibits preference for some algae genus and rejects others. In average there are no marked spatial-temporal variations on the behavior of preference and rejection

Em ouriços, os esferulócitos vermelhos são responsáveis pela biossíntese do equinocromo, um pigmento naftaquinônico considerado antioxidante e bactericida, no entanto seu papel na resposta imune permanece pouco elucidado. O presente trabalho avaliou a reposta imune inata de ouriços-do-mar Lytechinus variegatus, através da atividade fagocítica frente a diferentes concentrações de equinocromo (50 e 100 µg/ml). Para tanto, o equinocromo foi extraído e purificado por RP-HPLC. Nossos resultados demonstraram que o equinocromo em ambas as concentrações modula positivamente a fagocitose, aumentando a quantidade de células fagocitando. A concentração de 50 µg/ml foi capaz de ativar os amebócitos fagocíticos (AF), e aumentar a quantidade de AF com quatro ou mais leveduras fagocitadas. Já na concentração de 100 µg/ml, além da ativação dos AF, aumentou também, a quantidade de AF com uma, duas, quatro ou mais leveduras fagocitadas, sugerindo uma atuação dose-dependente. Desta forma, os dados apresentados demonstram que o equinocromo exerce um importante papel na resposta imune. / The biosynthesis of echinochrome is mediated by red sphere cell. This naphthoquinonic e pigment presents antioxidant and bactericidal characteristics. However, the echinochrome role in immune response remains unclear. In this study, we evaluated the innate immune response of the sea urchin Lytechinus variegatus. To this purpose, the echinochrome was extracted and purified by RP-HPLC. Finally, phagocytic amoebocytes were exposed to different concentrations of echinochrome (50 and 100 mg/ml), when phagocytic activity was analysed. Here, we showed that echinochrome positively modulate phagocytosis, increasing the number of phagocytizing cells. The concentration of 50 mg/ml activated phagocytic amoebocytes (AF), and increased the number of AF containing four or more phagocytosed yeasts. For the other hand, at 100 mg/ml exposure, the activation of AF also increased the number of AF with one, two, four or more yeast phagocytosed, suggesting a dose-dependent activity. Thus, the data presented demonstrated that echinochrome plays an important role in the immune response.

Non-point source pollution is not generated from any single source, rather can arise from a mixture of agricultural, residential, and industrial activities. As a result of these activities millions of tons of chemicals enter into aquatic environments annually with the potential to disrupt the fragile ecosystems existing within. Common anthropogenic compounds most frequently seen in estuarine environments include pesticides, antifoulants, polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH), and industrial solvents. This dissertation examines the acute toxicity and sub-lethal effects of diuron, CuPT, B(a)P, and styrene in the mud snail, Ilyanassa obsoleta, the American oyster, Crassostrea virginica, the sea urchin, Lytechinus variegatus, and/or the barnacle, Amphibalanus (= Balanus) amphitrite. In addition, the general effects of non-point source pollution within the Rachel Carson Estuarine Research Reserve (RCERR) were examined at six sites in order to gain a better understanding of the current health of this unique habitat. Of the four compounds tested, only the industrial solvent, styrene, resulted in an LC50 (1341 µg L-1, I. obsoleta) that was within the range of currently reported environmental levels. Diuron and CuPT did not elicit mortality at environmentally relevant concentrations, but did significantly reduce fecundity in I. obsoleta and C. virginica and fertilization success and larval development in L. variegatus. The only notable sub-lethal effect elicited by the PAH, benzo(a)pyrene, was a significant decrease in egg capsule production by I. obsoleta following exposure to concentrations as low as 50 µg L-1. Within the RCERR, animals from Sites 4, 5, and 6 were observed to have significant differences with respect to fecundity, condition index, and/or ECOD activity when compared to conspecific organisms from control Site 1. This is most likely a consequence of their proximity to anthropogenic sources. Large variation in mortality (15-98.9%) was observed when families of A. amphitrite from a single population where exposed to CuPT. It is often difficult to extrapolate data from laboratory findings into natural populations. Frequently the organisms used under laboratory conditions are genetically very similar, while field population can vary with anthropogenic exposure. Caution must be taken when developing protocols for risk assessment to ensure that actual environmental conditions are being represented. / Dissertation

Many organisms that lack vision rely on chemical signals to glean information from their environment. Little is known, however, about the ability of sea urchins to detect and respond to such signals. This lack of understanding is especially surprising given the ecological impact of urchins in their respective communities. Regardless of geography, urchins exert strong top down control of plants, algae, and sedentary invertebrates, and these effects are especially evident when urchins, or urchin predators, are removed from an ecosystem. Facultative omnivorous species such as Lytechinus variegatus may greatly alter the abundances of other invertebrates in seagrass communities by preying on juvenile and adult bivalves as well as gastropod egg masses. These potential food resources, however, are patchily distributed within seagrass beds. To find such resources before other organisms can exploit them may require acute abilities to detect signals emanating from these patches. Experiments performed in this study demonstrated a consistent ability of L. variegatus to detect and orient to chemicals emanating from potential food resources over a distance of 1 m. Unlike what has been found in some other marine organisms, turbulent flow conditions did not negatively affect the ability of L. variegatus to find the source of this chemical cue. In fact, only the slowest flows hindered this ability; the bluff shape of the urchin formed a relatively large boundary layer at slow flows, preventing the delivery of chemical signals to the sensors. The relatively high success rates of L. variegatus in turbulent flows may allow it to effectively forage in areas where other organisms cannot. Thus, turbulence may provide a selective advantage for this animal, based on its comparative ability to detect and respond to signals in its environment.

Thesis (Ph. D.)--University of Washington, 2001. / Vita. Includes bibliographical references (leaves 83-95).