Variabilidade química e morfológica de Arenosclera brasiliensis (Callyspongiidae, Demospongiae, Porifera) - Fonseca, Cássio Albernoz. (UFRJ, 2014)
[PT] Foi realizado um estudo integrado da variabilidade morfológica e química da esponja marinha Arenosclera brasiliensis (Demospongiae, Haplosclerida, Callyspongiidae). Busca-se delinear a variabilidade morfológica e química da espécie, além de sinais morfológicos que possam servir, em certo grau, de preditor do potencial/composição química. Para tal, um total de 139 fragmentos de espécimes foi coletado ao longo de sete bimestres e analisados morfologicamente, com ênfase na composição espicular. Destes, cinco fragmentos por bimestre foram subparticionados, submetidos a extração em diclorometano e análise por HPLC-PDA-UV-MS e HPLC-HRMS. A. brasiliensis tem grande variabilidade química, mostrando diferenças significativas na abundância relativa de alguns compostos entre determinados bimestres (Kruskal-Wallis | Pico 11: p = 0,011; Pico 13: p = 0,008; Pico 14: p = 0,006; Pico 15: p = 0,007), sem apresentar, contudo, um padrão temporal reconhecível, o que sugere que a produção de metabólitos secundários na espécie está relacionada a características individuais e/ou resposta a distintos microhabitats/pressões locais. Morfologicamente, a espécie também é bastante variável, apresentando diferenças significativas em seu conjunto espicular morfométrica entre coletas no comprimento (F 6, 13.167 = 165,53; p <0,001) e na largura (F 6, 13.167 = 181,65; p < 0,001) e entre indivíduos dentro da mesma coleta também tanto no comprimento (F 126, 13.167 = 24,39; p < 0,001) quanto na largura (F 126, 13.167 =16,37; p < 0,001). Qualitativamente, as espículas também variaram entre bimestres (p < 0,01, χ² de Pearson) e entre indivíduos no mesmo bimestre (p <0,01, χ² de Pearson) o que também sugere variação individual grande, apesar de haver algumas tendências aparentemente sazonais. De maneira geral, não foram encontradas correlações significativas entre morfologia e química. Entretanto, em quatro das oitenta tentativas decorrelação feitas foram significativas, sendo elas entre abundância relativa de dois compostos químicos e a frequência de óxeas (Pico 3: r = -0,415, p = 0,023; Pico 4: r = -0,381, p = 0,038) e a abundância relativa de outros dois compostos e o comprimento médio das espículas na esponja (Pico 5: r = -0,386, p = 0,035; Pico 16: r = -0,372, p = 0,043), que apesar de significativas, levantam não apenas hipóteses de trade-off entre produção espicular e de metabólitos secundários, como também questões sobre a confiabilidade de determinadas correlações em um cenário de tentativas múltiplas de correlação, sendo importante aumentar o número de amostragem química para se fazer asserções mais conclusivas. A variabilidade química e morfológica entre as coletas também poderiam estar correlacionadas, respectivamente, à variabilidade na composição endomicrobiana e ao ciclo de vida/crescimento da esponja. Sugerem-se experimentos específicos para fazer cada uma destas verificações. Em todo caso, a diagnose de A. brasiliensis deve ser modificada para abarcar seu potencial para produzir determinados tipos de espícula levantados aqui. Além disso, questionamentos de ordem evolutiva poderiam ser desenvolvidos também com base na diversidade de formas “malformadas” de espículas de A. brasiliensis. Por fim, a espécie analisada se mostrou um bom modelo pela sua importância química, apesar das causas de suas variabilidades química e morfológica ainda sejam desconhecidas.[EN] Chemical and morphological variability of the marine sponge Arenosclera brasiliensis were simultaneously studied in order to understand the variability of these characters in the species, besides seeking morphological predictors to chemical profiles or tendencies. A total of 139 fragments of specimens was collected throughout an year every two months and analyzed morphologically, with emphasis on the spicule set. From these, five fragments per period were partly reserved to extraction in dichloromethane and HPLC-PDA-UV-MS/HPLC-HRMS analyses. Arenosclera brasiliensis showed great chemical variability, with significant differences of the relative abundance of some compounds between each period (Kruskal-Wallis | Pico 11: p = 0,011; Pico 13: p = 0,008; Pico 14: p = 0,006; Pico 15: p = 0,007), although no apparent seasonal pattern was found, which suggests secondary metabolites production in the species might be related to individual characteristics and/or to microhabitat/local ecological pressures response. Also morphologically variable, the species presents significant differences on its spicule sets measurements of length (F 6, 13.167 = 165,53; p <0,001) and width (F 6, 13.167 = 181,65; p < 0,001) between periods and also measurements of length (F 126, 13.167 = 24,39; p < 0,001) and width (F 126, 13.167 =16,37; p < 0,001) among individuals within each period. The frequency of morphologically different spicule types was also different between periods (p < 0,01, Pearson’s χ²) and among sponges within periods (p <0,01, Pearson’s χ²), which also suggests a high degree of individual (genetic) variation driving morphology, despite the apparently seasonal tendencies observed. In general, there was not correlation between chemical and morphological characters. However, four in eighty correlation tests between chemistry and morphology were significant, of which two correlate the relative abundance of two compounds and the frequency of oxeas (Pico 3:r = -0,415, p = 0,023; Pico 4: r = -0,381, p = 0,038), and other two correlate the relative abundance of other two compounds and mean length of spicules (Pico 5: r = -0,386, p = 0,035; Pico 16: r = -0,372, p = 0,043). Although significant, these correlations raise not only hypotheses comprising trade-off between spicule and secondary metabolites productions, but questions over the reliability of certain apparent illogical correlations in a scenario of multiple testing. It is important to increase sampling in order to allow more conclusive assertions to be made. Chemical and morphological variability found could, respectively, be correlated to microbiome variability and life/growing cycles of the sponge. Specific experiment should be carried on to test these hypotheses. Diagnosis of A. brasiliensis should be modified to embrace the variability of spicules found throughout this study in the species, while evolutionary insights of this character could be developed concerning the genetic potential meaning of these ‘malformations’. Finally, the species is a good model to such studies and more to come, especially because the causes of its variability is still unknown.