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CARLA GUINART MARQUES Aspectos Reprodutivos do Berbigão Tivela mactroides (Born,1778) (Bivalvia;Veneridae) na Enseada de Caraguatatuba, São Paulo - Brasil CENTRO UNIVERSITÁRIO DA FUNDAÇÃO DE ENSINO OCTÁVIO BASTOS SÃO JOÃO DA BOA VISTA, SP, 2004 CARLA GUINART M ARQUES Aspectos Reprodutivos do Berbigão Tivela mactroides (Born,1778) (Bivalvia;Veneridae) na Enseada de Caraguatatuba, São Paulo - Brasil ORIENTADOR: Dr. Márcia Regina Denadai CO-ORIENTADOR: Dr. Luciana Lê Sueur Maluf Monografia apresentada como requisito da disciplina de Estágio supervisionado, do Curso de Ciências Biológicas. CENTRO UNIVERSITÁRIO DA FUNDAÇÃO DE ENSINO OCTÁVIO BASTOS São João da Boa Vista, SP, 2004 2 FOLHA DE APROVAÇÃO Data___/___/___ Dr. Márcia Regina Denadai Universidade de Campinas - UNICAMP Presidente da Banca Prof. Dr. Alexander Turra Unifeob Membro da Banca Examinadora Dr. Luciana Le Seuer Maluf Universidade Santa Cecília / Santos Membro da Banca Examinadora 3 DEDICATÓRIA Dedico este estudo principalmente a minha mãe Tereza de Castro Guinart e ao meu Filho, Ariel Marques Sartório que foram as pessoas, que indiretamente mais sofreram com a minha ausência ao me dedicar em realizar este trabalho, mesmo sendo as pessoas que menos queria que sofressem, pois as amo mais que tudo no mundo. Não poderia deixar de esquecer das pessoas que de alguma forma acreditaram na minha capacidade e me ergueram quando pensei em desistir, principalmente aos meus professores e orientadores, este trabalho só foi possível por terem me passado seus ensinamentos. 4 AGRADECIMENTOS Ao Prof. Dr. Alexander Turra pelos incentivos nos estudos e principalmente neste Projeto de iniciação científica. A minha querida orientadora Dr. Márcia Regina Denadai que com sua sabedoria me orientou com muito empenho e dedicação. Agradeço também ao Dr. Alexander e Dr. Márcia pela hospedagem e momentos de grande aprendizagem em Caraguatatuba, SP, além das muitas coletas em que não pude ir. Não poderia esquecer jamais a dona Natalina Denadai que com sua maravilhosa mão na cozinha me proporcionou ótimas refeições durante minhas coletas. A minha Co-orientadora Dr. Luciana Lê Seuer Maluf que me ensinou a arte da histologia que sem ela não seria possível realizar este estudo. Agradeço à Universidade de Campinas (UNICAMP), Departamento de Histologia e Embriologia, Laboratórios de Ultraestrutura Celular – Ação de Venenos em Sistemas Biológicos e Laboratório de Citoquímica e Imunocitoquímica e seus respectivos responsáveis Profª Dra Maria Alice da Curz Höfling e Prof Dr. Paulo Pinto Joazeiro, pelo empréstimo do micrótomo o que tornou possível este estudo. Agradeço também ao Laboratório de Biologia Marinha (LABIOMAR) do Departamento de Zoologia, e a responsável por ele Profª Drª Cecília Amaral por me permitir tirar as fotos das lâminas. Ao meu amado João Paulo de Lima e família pela hospedagem e transporte enquanto precisei estar em Campinas, foi de grande ajuda e em especial ao João Paulo que agüentou os meus maus humores quando as coisas davam errado. Agradeço à minha amiga de classe Fernanda Navarro Anadão, que ao fazer estágio comigo, me ajudou muito a conseguir cumprir meus prazos. 5 Agradeço ao meu lindo filho, Ariel Marques Sartório, que aos seus cinco anos de idade se privou de muitos passeios, horas de brincadeiras, joguinhos na internet e muitas vezes da minha atenção, para permitir que eu escrevesse este trabalho. A minha mãe Tereza de Castro Guinarte e o Meu Pai José Carlos Marques pelo carinho e atenção que deram ao meu filho enquanto precisei estar coletando, estudando, analisando e escrevendo meu trabalho. As minhas amigas Leilane Ronqui, Ana Lúcia de Lima, Adriana Maciel, Cristiane Garcia, Fernanda Navarro e Fernanda Ribeiro pelos momentos de descontração, pois sem eles teria ficado louca. Querida Mãe agradeço especialmente a você pelas horas em que me acalmou quando pensava não ter mais tempo, agradeço a você por ter tornado possível estar realizando este trabalho e principalmente por me tornar uma Bióloga. Enfim a todos aqueles que direta ou indiretamente estiveram envolvidos neste trabalho e que tornaram possível a sua realização. 6 RESUMO Há uma preocupação atual mundial em efetuar a exploração racional de recursos naturais como cultivos e/ou manejo sustentado. Tal atitude proporciona não só a regulamentação da atividade de explotação de moluscos bivalves, mas também a associação entre uma atividade econômica e as peculiaridades biológicas de cada espécie, visando aliar o consumo com a manutenção da diversidade biológica.O bivalve Tivela mactroides, popularmente conhecido como Berbigão, possui distribuição geográfica desde as Ilhas Ascenção, México até Santa Catarina, Brasil. Este bivalve tem sido coletado de forma indiscriminada, sem qualquer restrição, controle ou supervisão dos órgãos ambientais competentes nas praias da Enseada de Caraguatatuba, SP. Essa coleta indiscriminada poderá acarretar na redução acentuada dos estoques da população natural do local. Assim, é necessário que se obtenha o maior número possível de dados a fim de estabelecer diretrizes que tenham como preocupação não apenas manter as referidas reservas, como repovoar áreas onde eles não mais se encontrem e, ainda, auxiliar no desenvolvimento de uma eventual técnica de cultivo. Este estudo teve como objetivo descrever a morfologia dos diferentes de estádios de maturação das gônadas maduras de indivíduos sexualmente maduros de T. mactroides, de ambos os sexos, contribuindo assim com o conhecimento sobre história de vida da espécie Foram analisados 90 exemplares sexualmente maduros de Tivela mactroides, sendo 15 por mês durante 6 meses que foram coletados na Enseada de Caraguatatuba, SP. Os espécimens passaram por processo histológico e emblocados em parafina, os cortes foram corados em HE para análise qualitativo das gônadas. As gônadas dos exemplares masculinos foram classificadas em três estádios: gametogênese, maturidade e eliminação parcial de gametas; Os exemplares femininos apresentaram quatro estádios: gametogênese, maturidade, eliminação parcial de gametas e eliminação total de gametas, sendo que este ultimo estádio não foi encontrado nos especimens machos 7 LISTA DE FIGURAS Figura 1: Mapa da área de Estudo – Enseada de Caraguatatuba e arredores, SP......................................................................................................................21 Figura 2. - Folículos masculinos em estádio de gametogênese. a. seta mostra a grande camada de células em estádios iniciais da espermatogênese. No centro do lúmen já se nota a presença de alguns espermatozóides maduros. b. as duas setas apontam a não presença de tecido interfolicular neste estádio. No detalhe alguns espermatozóides já maduros soltos no centro do lúmen. (a. e b.aumento 100x, coloração HE).....................................................................27 Figura 3. - Folículos masculinos em estádio de espermatogênese. Intensa atividade espermogênica com presença de muitas células em fase inicial. No detalhe, ducto ciliado responsável pelo transporte dos espermatozóides encontra-se vazio. (aumento 100x, coloração HE)............................................28 figura 4. – a. e b. Folículos masculinos em estádio maduro com o centro do lúmen preenchido por espermatozóides maduros e soltos. Não há formação de tecido interfolicular. Ainda há presença de todas as fases iniciais da espermogênese. Setas, camadas de células em desenvolvimento; em destaque, camada de espermatozóides maduros. (a. e b. aumento 100x, coloração HE)....................................................................................................29 Figura 5. - Folículos masculinos em estádio de eliminação parcial de gametas. Nota-se a diminuição da camada de células em estádio iniciais da gametogênese. Seta, camada de células em desenvolvimento; em destaque, camada de gametas maduros; (a. aumento 100x, coloração HE; b.aumento 400x, coloração HE)..........................................................................................30 Figura 6. - Folículo masculino em estádio de eliminação parcial de gametas. Nos detalhes nota-se os espaços formados pela constante eliminação dos espermatozóides.( aumento 400x, coloração HE).............................................31 Figura 7. - a. Folículos masculinos em estádios de eliminação parcial de gametas (aumento 100x, coloração HE) b. ducto ciliado com presença de espermatozóides (na ponta da seta) (aumento 1000x, coloração HE)..............32 Figura 8. - Folículo masculino em estádio de eliminação parcial avançada de gametas. A intensa eliminação de gametas do folículo o leva a uma quase eliminação total. Muitos espermatozóides maduros no lúmen do folículo (aumento 400x, coloração HE)..........................................................................33 Figura 9 – Folículo em intensa atividade gametogênica. Células germinativas encontradas na parede do folículo (1), presença de todos as fases da ovogênese; ovogônia (2), ovócitos em fase pré-vitelogênica ou basófilo (3), ovócitos em fase vitelogênica (4), ovócito maduro (5) (aumento 1000x, coloração HE)....................................................................................................35 8 Figura 10. – a. Folículo feminino em estádio de gametogênese. Já se encontram ovócitos maduros piriformes (ponta da seta) (aumento 100x; coloração HE) b. há presença de muitas células iniciais da ovogênese e o tecido interfolícular ainda está presente (em destaque) (aumento 400x, coloração HE)....................................................................................................36 Figura 11. - Folículos em estádio de gametogênese. Presença de alguns ovócitos maduros (om), e intensa atividade gametogênica (cg, células em gametogênese). (aumento 100x; coloração HE)...............................................37 Figura 12. - Ovócito maduro com Nucléolo (N); núcleo (n); camada gelatinosa (em destaque) evidente. (coloração HE; aumento de 1000x alterado por editor de imagem aumentando em 3x)........................................................................38 Figura 13. – a. Folículos femininos em estádios maduros (aumento 100x; coloração HE). b. No detalhe um folículo feminino em estádio maduro com grande presença de ovócitos maduros soltos no centro do folículo , ainda há presença de ovócitos em vitelogênese (setas)(aumento 400x; coloração HE).....................................................................................................................39 Figura 14. – a. e b. Folículos femininos em liberação parcial de gametas há ainda grande presença de ovócitos maduros (om), mas já não se encontra células em fases iniciais da ovogênese, apenas ovócitos em vitelogênese (ov). (a. e b. aumento 100x; coloração HE)...............................................................40 Figura 15. – a. Folículo feminino em estádio de eliminação total de gametas, circundado por folículos em estádio de eliminação parcial de gametas (aumento 100x; coloração HE). b. folículos em estádio de eliminação total de gametas com ovócitos maduros residuais (om) ou em vitelogênese estagnada (ov) (aumento 400x; coloração HE)..........................................................................41 Figura 16. - a. e b. Mostram estruturas intrafolicular encontradas no folículo circundando cada ovócito maduro individualmente. Tal estrutura foi encontrada freqüentemente (a. aumento 100x; coloração HE; b. detalhe de a. em aumento de 400x; coloração HE).....................................................................................42 figura 17. – Estruturas semelhantes a parasitas encontrado em um espécimen macho, tomando grande parte das gônadas.....................................................43 figura 18. – a. Fêmea com estruturas (destaque), provavelmente parasitas, ocupando quase toda a área gonadal. Presença de folículo ativo (fa) (aumento 100x, coloração HE). b. Macho com quase castração devido a presença de estruturas (destaque) semelhantes a parasitas (Setas: folículos ativos estrangulados entre folículos contaminados) (aumento 100x; coloração HE)....................................................................................................................44 Tabela 1. Comparação dos estádios de desenvolvimento da gônada em indivíduos sexualmente maduros, em diferentes espécies e localidades...........................................49 9 SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO ........................................................... 11 2. OBJETIVO .................................................................. 14 3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ...................................... 15 3. 1 CONHECENDO OS MOLUSCOS............................ 15 3. 2 SEXUALIDADE NOS BIVALVES ............................. 16 3. 3 GAMETOGENESE .................................................. 18 3. 3. 1 Espermogênese .............................................................19 3. 3. 2 Ovogênese .....................................................................20 3. 4. CICLO REPRODUTIVO.......................................... 21 3. 4. 1. Estágios de Desenvolvimento da Gônada em Indivíduos Sexualmente Maduros ...............................................................22 3. 4. 1. 1. Caracterização dos estádios da gônada madura em machos e fêmeas sexualmente maduros ...............................23 3. 5. FATORES AMBIENTAIS QUE INFLUECIAM O CICLO REPRODUTIVO .................................................. 25 3. 6. CICLO REPRODUTIVO E O USO SUSTENTÁVEL DE RECURSOS .............................................................. 27 3. 6.1. O Berbigão: Tivela mactroides.......................................29 4. MATERIAIS E MÉTODO ............................................ 30 4. 1 ÁREA DE TRABALHO............................................. 30 4. 2 COLETA .................................................................. 31 4. 3 TÉCNICAS HISTOLÓGICAS ................................... 32 4. 3. 1 Fixação e Inclusão ........................................................32 4. 3. 2. Preparo dos Cortes e Coloração .................................33 4. 4. ANÁLISE DOS CORTES ............................................ 35 5. RESULTADOS........................................................... 36 5.1 ANÁLISE DOS CORTES DAS GONADAS ................ 36 5. 2 PARASITISMO ........................................................ 54 6. DISCUSSÃO ............................................................... 56 7. REFERÊNCIAS .......................................................... 60 ANEXO A........................................................................ 66 10 1. INTRODUÇÃO Há indícios do contato do homem com os moluscos em épocas préhistóricas (Sambaquis). Os moluscos serviam de alimento e suas conchas eram utilizadas como ornamento e para a confecção de utensílios de corte e abrasão. Existem relatos de várias culturas em que conchas eram usadas como moedas ou mesmo ostentação de poder e sabedoria. Ainda hoje os moluscos são extremamente importantes na economia de muitos países, possibilitando inclusive a existência de uma indústria de pérolas e de adornos de madrepérola. Apresentam interesse médico-sanitário, pois muitas espécies são vetores de doenças, enquanto outras, aparentemente, podem ser usadas no controle destas (Simone, 1999). O ambiente marinho vem sendo considerado como resistente às agressões do homem, porém tem se notado que as populações das espécies que ali vivem, moluscos particularmente, têm sofrido drásticas modificações equiparáveis às que ocorrem em outros ambientes (Simone, 1999). As mais sérias ameaças à biodiversidade malacológica marinha com certeza são os diversos tipos de degradação ambiental. Construção de portos, com conseqüentes derramamentos de dejetos e petróleo; resíduos industriais, produtos de limpeza industrial e doméstico, despejo de esgoto em áreas urbanizadas e fertilizantes e agrotóxicos utilizados na agricultura, afetam a fauna marinha, podendo acarretar declínio da diversidade local e exclusão de espécies menos resistentes. Desmatamentos e aterros expõem o solo que é carregado ao mar pelas chuvas, causando soterramento e assoreamento, com sérias conseqüências a fauna local. Coletas crônicas e sem o mínimo controle, visando a alimentação ou a confecção de ornamentos, comprometem certas populações de molusco (Simone, 1999). Muitas espécies são comestíveis e localizam-se em áreas de fácil acesso ao homem, na região entremarés de prais ou mangues, em águas rasas ou em costões rochosos, por isso há um estímulo à extração de animais como berbigões, mexilhões e ostras, para servirem como alimento. No Brasil, especificamente, essas características proporcionam um consumo intenso de berbigão (Anomalocardia brasiliana e Tivela mactroides), rala-coco 11 (Trachycardium muricatum), ostra (Crassostrea brasiliensis), mexilhões (Perna perna), sururus (Mytela falcata), lambreta (Lucina pectinata), concha e tarioba (Iphigenia brasiliensis) e unha-de-velho (Tagelus pleibeus) (Narchi, 1972; Araújo,2001) Embora o grande interesse econômico dos homens pelos moluscos marinhos principalmente como fonte de alimento, os estudos realizados ainda são muito escassos quando comparados ao número de espécies existentes. A maior parte das espécies de areia, incluindo algumas citadas acima, é desprivilegiada em termos de dados biológicos básicos, incluindo-se aspectos reprodutivos. A importância de se adquirir conhecimento em reprodução relaciona-se com a necessidade de um estudo adequado da história de vida das diversas espécies de molusco e sua pertinência com o manejo adequado e a conservação. Há uma preocupação atual mundial em efetuar a exploração racional destes recursos naturais como cultivos e/ou manejo sustentado. Tal atitude proporciona não só a regulamentação da atividade de explotação de moluscos bivalves, mas também a associação entre uma atividade econômica e as peculiaridades biológicas de cada espécie, visando aliar o consumo com a manutenção da diversidade biológica. Mesmo na década de 90, apenas algumas espécies de bivalves de areia, em determinadas regiões do mundo, são privilegiadas em termos de conhecimentos científicos básicos que possibilitem a elaboração de planos de manejo, como é o caso de Siliqua patula (Pacific razor clam) e Tivela stultorum (Pismo clam) (McLachlan et al., 1996). O bivalve Tivela mactroides, popularmente conhecido como Berbigão ou Marisco-de-areia (Caraguatatuba, SP); Sapinhauá (Ubatuba, SP); Crioulo (Balneário Camboriu, SC) e Guacuco (Venezuela). Possui distribuição geográfica desde as Ilhas Ascenção, México até Santa Catarina, Brasil (Rios, 1994). É um bivalve de areia que vive desde a região entremarés até cerca de 5 m de profundidade (Denadai, Amaral & Turra, submet.), onde faz parte da infauna. É muito apreciado como fonte de alimento ou para fabricação de adornos que são vendidos em barracas de artesanato das praças públicas do litoral norte paulista. 12 Este bivalve tem sido coletado de forma indiscriminada, sem qualquer restrição, controle ou supervisão dos órgãos ambientais competentes nas praias da Enseada de Caraguatatuba, SP. Essa coleta indiscriminada poderá acarretar na redução acentuada dos estoques da população natural do local. Assim, é necessário que se obtenha o maior número possível de dados a fim de estabelecer diretrizes que tenham como preocupação não apenas manter as referidas reservas, como repovoar áreas onde eles não mais se encontrem e, ainda, auxiliar no desenvolvimento de uma eventual técnica de cultivo. Atualmente poucos estudos têm sido realizados com T. mactroides, que é mais comumente citado em estudos sistemáticos ou em listagem de biodiversidade. Alguns estudos sobre morfologia funcional e aspectos reprodutivos foram realizados por Narchi (1972) e Prieto (1980) respectivamente. Estudos ecológicos na Venezuela (Etchevers, 1976; Prieto, 1983; Tata & Prieto, 1991) também foram desenvolvidos. 13 2. OBJETIVO Este estudo tem como objetivo descrever a morfologia dos diferentes de estádios de maturação das gônadas maduras de indivíduos sexualmente maduros de T. mactroides, de ambos os sexos, contribuindo assim com o conhecimento sobre história de vida da espécie. 14 3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 3. 1 CONHECENDO OS MOLUSCOS Os membros do Filo Molusca estão entre os animais invertebrados mais abundantes e familiares, e incluem formas tais como os mariscos, ostras, as lulas, os polvos e os caramujos. Em abundância de espécies, os moluscos constituem o segundo maior filo de invertebrados sendo ultrapassados apenas pelos artrópodes. Foram descritas mais de 50.000 espécies vivas e 35.000 fósseis (Ruppert & Barnes, 1996). Os moluscos habitam quase todos os ambientes do planeta, ocorrendo desde as fossas abissais até as mais altas montanhas e desde geleiras polares até desertos tórridos. Vários grupos de bivalves e gastrópodes, durante seu processo de evolução deixaram o mar e invadiram a água doce e, no caso dos gastrópodes, o ambiente terrestre. Há moluscos pastadores, predadores, carnívoros e herbívoros, vida livre, ecto e endoparasitas, filtradores, suspensívoros, depositívoros e não filtradores, sésseis, vágeis, pelágicos e bentônicos. Em certos ambientes representam grande parte da biomassa e são importantes na reciclagem de alimentos (Simone, 1999). A Classe Bivalvia, também chamada de Pelecypoda ou Lamellibranchia, abrange animais tão comuns como mariscos, ostras e mexilhões. São aquáticos e a maioria é marinha. Os tamanhos variam desde alguns milímetros a mais de 1 m, como o gigante Tridacna (Moore, 2003). Os bivalves são comprimidos lateralmente e possuem uma concha composta de duas valvas que envolvem todo o corpo, encaixadas em dobradiça dorsalmente. O pé, como o restante do corpo, é lateralmente comprimido. Daí a origem do nome Pelecypoda (Pelecy = machado; poda = pé). A cabeça é pouco desenvolvida. A cavidade do manto é mais espaçosa do que em qualquer outra classe de molusco, e as brânquias são geralmente muito grandes, tendo assumido na maioria das espécies uma função de seleção de alimento (filtragem), além da realização das trocas gasosas. A maioria dessas características permiti aos bivalves terem hábitos escavadores de fundos não consolidados, para os quais a compressão lateral do corpo é 15 bem adequada. Embora os bivalves mais recentes tenham invadido outros habitats, as adaptações originais à escavação na lama e na areia levaram os bivalves se tornarem predominantemente restritos a um modo de vida sedentário (Ruppert & Barnes, 1996; Moore, 2003). 3. 2 SEXUALIDADE NOS BIVALVES A maioria dos bivalves são dióicos. As duas gônadas de um indivíduo envolvem as alças intestinais e encontram-se geralmente tão próximas entre si que a condição pareada torna-se difícil de detectar. Os gonodutos são sempre simples porque não há cópula (Ruppert & Barnes, 1996). A Classe Bivalvia, que possue mais de 10.000 espécies (Coe, 1943), exibe uma grande variedade de expressão da sexualidade, desde estritamente dióicos a hermafroditas funcionais. A sexualidade pode variar entre espécies pertencentes ao mesmo gênero ou também dentro de uma mesma população. Ocasionalmente, indivíduos hermafroditas são encontrados em espécies estritamente dióicas (Eversole, 1989). O sexo nesta classe pode ser distinguido apenas pela análise das gônadas ou fazendo observações durante a liberação de gametas (Eversole, 1989), exceto em raras espécies que possuem dimorfismo sexual. Este é o caso de Cuspidaria (Naera) cuspidata e Xylophaga dorsalis que possuem órgãos genitais acessórios funcionais na fase masculina, e também em gêneros como Lampsilis onde a fêmea possui uma concha mais larga que o macho e no gênero Astarte onde o macho possui as bordas da conchas mais lisas enquanto as das fêmeas são mais craqueladas (Sastry, 1979). Coe (1943) propôs alguns padrões de sexualidade para explicar a variedade sexual nos bivalves. Muitos trabalhos subseqüentes a Coe (1943), quando confirmam sua classificação, tem acrescentado um número de exemplos e tipos intermediários de sexualidade (Runham, 1992). Os padrões usados por Coe (1943) também são citados por Runham (1992), Sastry (1979) e Eversole (1989). Eles permitem classificar os bivalves em: 16 1) Dióicos (unisexual ou gonocórico). Desenvolvimento separado de indivíduos machos e fêmeas sendo que, uma vez que o sexo tenha se diferenciado este é mantido por toda a vida reprodutiva do animal. Algumas espécies consideradas estritamente dióicas são: Modilus demnissus, Mya arenaria, Barnea truncata, Petricola pholadiformis, Mytilus califorianus, Septifer bifurcatus, Donax gouldi e Anomia simplex, Chlamys tigerina, C. striata, C. furtiva, Mulinia lateralis, Macoma balthica, e Brachidontes recurvus. 2) Hermafroditas ou monóicos (ambisexual; bisexual). A maioria dos indivíduos da população produzem ambos os gametas, masculino e feminino, durante a vida reprodutiva do animal. Os hermafroditas podem ser subdivididos em quatro tipos: a) Hermafroditismo funcional ou ambisexualidade funcional: Não há incompatibilidade entre os órgãos sexuais masculino e feminino, ambos os tipos de células podem ser produzidos simultaneamente. Este tipo de hermafroditismo pode ter duas origens: i) Normal: está implicito uma condição estritamente monoica, ou ambisexual, com a corrente produção de ambos os tipos de gametas sexuais, por qualquer indivíduo. ii) acidental ou desenvolvido: em algumas espécies que são estritamente dióicas podem ocorrer, ocasionalmente, indivíduos hermafroditas funcionais. Neste caso pode ser considerado como conseqüências de desvios no processo de desenvolvimento devido à falhas na função normal da diferenciação sexual. Ocasionalmente alguns indivíduos hermafroditas funcionais foram encontrados em Mytilus edulis, Mya arenaria, Modiolus modiolus, Placopecten magellanicus, Spisula solidissima e Modiolus barbatus (Sastry, 1979). T. mactroides se enquadra na categoria de dióicos, tendo sido registrados casos de hermafroditismo ocasional na Venezuela (Pietro, 1980) e na Enseada de Caraguatatuba (Caobeli, 2003). De acordo com (Sastry, 1979), são encontrados casos de hermafroditismo funcional nos gêneros Pecten, Chalamys, Tridacna, Tivela, Tharacia, Cardium, Poromya, Montacuta, Lasaca, Teredo, e Cetoconcha, mas não são todas as espécies pertencentes a estes gêneros que se incluem nesta categoria de 17 sexualidade. Prieto (1983) vereficou aproximadamente 1% de indivíduos de T. mactroides com hermafroditismo funcional, sendo um dos sexos dominantes b) Hermafroditismo consecutivo: ocorre mudança de sexo uma única vez durante o período reprodutivo do animal. Pode ser classificado em protândriaco quando a fase masculina precede a fase feminina, já quando o contrário ocorre, ou seja, a fase feminina precede a fase masculina é chamado de protogenico. Hermafroditas consecutivo ocorre em Kellia suborbicularis e Montacuta ferruginosa (Sastry, 1979). c) Hermafroditismo consecutivo rítmico: espécies ambisexuais no qual compostas por indivíduos que possuem uma vida longa o bastante para passar por vários períodos de liberação completa dos gametas, experimentando um número igual de fases sexuais. Normalmente a fase inicial é masculina, seguido de uma sucessão de alternância de fases femininas e masculinas durante toda a vida. Ostrea lurida, Ostrea edulis e Ostrea esquestris apresentam hermafroditismo consecutivo rítmico (Sastry, 1979). d) Hermafroditismo alternativo: várias mudanças de sexo ocorrem durante a vida do animal, mas o sexo adotado durante cada período reprodutivo apresenta desenvolvimento aleatório, ou seja, não é possível saber qual sexo o indivíduo irá assumir no próximo período Ostrea gigas e Ostrea virginica exibem hermafroditismo alternativo (Sastry, 1979). 3. 3 GAMETOGENESE Têm sido realizadas muitos estudos sobre a gametogênese em bivalves. Dentre eles estão os trabalhos com Mesodesma donacium (Peredo, Parada & Valdebenito, 1987); Mytilus edulis (Pipe, 1987; Lowe, Moore & Bayne, 1982); Mercenaria linneus (Loosanoff,1937); Loripes lucinalis (Johnson & Pennec, 1994); Corbicula sp. (Kennedy & Huekelem); Tapes philippinarum (Mann, 18 1979); Anomalocardia brasiliana (Araújo, 2001; Narchi, 1976; Soare, ShaefferNovell & Mandelli, 1982); Phacosoma japonicum (Sato, 1995). 3. 3. 1 Espermogênese Nos bivalves de areia a espermogênese se inicia com a célula germinativa primária (Eversole, 1989), também chamada de célula-mãe ou célula-haste (Sastry, 1979), no qual através de divisões mitóticas dá origem à espermatogônias primárias e secundárias. As células germinativas primárias estão intimamente ligadas a parede folicular enquanto as espermatogônias primárias e secundárias ocorrem progressivamente fechando o centro do lúmem. A célula germinativa primária é maior que a espermatogônia primária, e esta maior que a espermatogônia secundária. (Eversole, 1989; Sastry, 1979). Segundo Sastry (1979) há ainda uma terceira espermatogônia chamada de espermatogônia definitiva o que não é mencionado por Eversole (1989). Os estágios espermáticos entre as células germinativas primárias e espermatogônia definitiva mostram uma diminuição no volume citoplasmático e são chamados de fase de multiplicação espermática, já desta etapa em diante é chamado de maturação espermática (Sastry, 1979). A espermatogônia definitiva de Sastry (1979) ou a espermatogônia secundária, de Eversole (1989), já na fase de maturação espermática, origina diretamente o espermatócito primário, o qual sofre divisão meiótica dando origem ao espermatócito secundário (Eversole, 1989; Sastry, 1979). Segundo Sastry (1979) o espermatócito secundário é de difícil observação, pois a divisão é muito rápida neste estágio, e este começa rapidamente a se diferenciar em espermátides. Os espermatocitos primários e secundários e as espermátides ocorrem se dirigindo da parede do folículo para o centro do lúmen (Sastry, 1979). As espermátides se diferenciam em espermatozóides, e estes se orientam com cabeças e caudas juntas preenchendo o centro do lúmen (Eversole, 1989; Sastry, 1979). Enquanto a espermogênese prossegue, o número de espermatozóides aumenta, e há um correspondente decréscimo no número de células dos 19 estágios anteriores, ficando então o folículo preenchido por espermatozóides (Eversole, 1989; Sastry, 1979). Usualmente, machos maduros são caracterizados por terem seus folículos preenchidos por espermatozóides com suas caudas orientadas para o centro do lúmem (Eversole, 1989). Em Mesodesma donacium, (Peredo, Parada & Valdebenito, 1987), a espermogênese segue os padrões gerais invertebrados, como também em vertebrados. encontrados em outros Narchi (1976) em estudo realizado com a espécie Anomalocardia brasiliana verificou todos os estágios da espermogênese em zonas sucessíveis, embora, às vezes, a relação entre elas não seja fácil de estabelecer. 3. 3. 2 Ovogênese Segundo Eversole (1989), diferentes espécies de bivalves de areia apresentam os mesmos padrões de ovogênese, e os estágios iniciais da ovogênese são muito similares ao estágio pré-meiótico da espermogênese. Células germinativas primárias possuem uma forma alongada e se encontram por toda a parede do folículo. Estas células germinativas primárias, através de divisão mitótica, originam as ovogônias primárias e estas por sua vez originam as ovogônias secundárias, que sofrem divisão meiótica originando os ovócitos (Eversole, 1989; Sastry, 1979). Sastry (1979) considera a fase que vai até o estagio de ovócito I como fase de multiplicação e aquela que se inicia no ovócito II como fase de crescimento. No estágio de ovócito II inicia-se o crescimento da célula, o que ocorre até o final da ovogênese, aumentando em volume o núcleo e citoplasma, esta fase é chamada de pré-vitelogênese (Eversole, 1989; Sastry, 1979). A fase de vitelogênese é caracterizada pelo rápido acúmulo de nutrientes como lipídio, glicogênio e vitélo, e pela adição de organelas. As mitocôndrias são numerosas, e no fim da fase de vitelogênese são dispersas por todo perímetro da célula. O complexo de Golgi também é numeroso (Sastry, 1979). Os ovócitos mudam de forma com o acúmulo destas substâncias e com o movimento da parede folicular. Contudo os ovócitos mantêm-se ligados à 20 parede folicular por uma haste delgada, até que um adequado tamanho e nível de diferenciação seja atingido. Ovócitos, quando livres no lúmem, são cercados por um envoltório protéico e estão prontos para serem liberados (Eversole, 1989; Sastry, 1979). Após todo este processo de gametogênese, os folículos ficam preenchidos por ovócitos (Eversole, 1989), que podem estar separados por uma substância não granular que aparenta ser um componente da membrana celular (Sastry, 1979). Segundo Pipe (1987), durante os estágios primários da ovogênese de Mytilus edulis, o ovócito é circundado por um pequeno número de células foliculares. Com a continuação do desenvolvimento, as células foliculares se tornam restritas à região da haste que prende o ovócito a parede do folículo. Já em Mesodesma donacium, Peredo, Parada & Valdebenito (1987), dizem que a ovogênese possui as mesmas características usualmente descritas em outros bivalves marinhos, só não sendo possível distinguir as ovogônias primárias e secundárias como é distinguido em outros moluscos. Para Anomalocardia brasiliana, Narchi (1976) descreve que a maioria das ovogônias situadas na parede dos folículos entra em meiose, sendo que algumas permanecem em repouso, não completando seu desenvolvimento. 3. 4. CICLO REPRODUTIVO Geralmente o ciclo reprodutivo de uma população inclui uma série de eventos como: ativação, crescimento da gônadas e gametogênese, amadurecimento, liberação de gametas e um período de repouso (Sastry, 1979). Esta série de eventos no ciclo reprodutivo de uma população pode ser sincronizada, com todos os indivíduos procriando simultaneamente, ou não sincronizada, na qual os indivíduos de uma mesma população se encontram, num mesmo período, em estágios diferentes de desenvolvimento (Sastry, 1979). Narchi (1976) observou que, em uma população da espécie Anomalocardia brasiliana, há um sincronismo, tanto nos machos como nas 21 fêmeas, apesar de haver algumas diferenças entre as seqüências do ciclo sexual. Araújo (2001) observou em uma outra população desta mesma espécie que há um sincronismo entre indivíduos do mesmo sexo, mas não há sincronismo na liberção de gametas pelos diferentes de sexos. O ciclo reprodutivo pode ser anual, bianual ou contínuo, em populações de uma mesma espécie. A sincronia, a duração do ciclo reprodutivo e o número de ciclos durante o ano podem ser características específicas de cada população ou podem variar em populações que ocorrem em diferentes áreas geográficas (Eversole, 1989; Sastry, 1979). Lowe, Moore & Bayne (1982) estudaram duas populações de Mytilus edulis L., na Inglaterra e verificaram que enquanto uma das populações apresentou gametogênese no outono e inverno, a outra população apresentou gametogênese no verão. Este fato provavelmente se deve, segundo os autores, ao estresse térmico sofrido pela segunda população no inverno. Narchi (1976), Grotta & Lunetta (1980) e Araújo (2001) estudaram o ciclo reprodutivo da espécie Anomalocardia brasiliana na Paraíba, São Paulo e Santa Catarina. Reprodutivamente ambas as populações estudadas por Narchi (1976) e Grotta & Lunetta (1980) apresentaram ciclo contínuo. No entanto a população estudada por Araújo (2001) na Reserva extrativista Marinha do Pirajubaé, em Florianópolis (SC) apresentou um período de repouso a partir da primeira quinzena de julho até a segunda quinzena de agosto. Em algumas espécies, ciclos sucessivos de gametogênese podem ser interrompidos por um breve ou prolongado período de inatividade da gônada. os espermatozóides são formados apenas depois da primavera. 3. 4. 1. Estágios de Desenvolvimento da Gônada em Indivíduos Sexualmente Maduros Alguns estudos do ciclo reprodutivo em bivalves têm sido realizado (Feder, et al. 1979; Lasta & Calvo, 1978; Grotta & Luneta, 1980; Masello & Defeo, 1986; Navarro, Iglesias & Larranaga, 1989; Morton, 1990; VillalejoFuerte; Garcia-Domingues & Ochoa-Baez, 1995; Cardenas & Aranda, 2000) e 22 em muitos desses estudos, o ciclo reprodutivo é dividido em um certo número de estágios, que foram baseados em alguns critérios visualizados em cortes histológicos das gônadas, como o tamanho dos ovócitos, o tamanho relativo da gônada, a fase de gametogênese, entre outros critérios (Eversole, 1989; Sastry, 1979). De acordo com Eversole (1989), por causa da dificuldade em distinguir claramente a gônada e o tecido circundante em bivalves de areia, o tamanho relativo da gônada não tem sido usado com freqüência, como é usado em outros moluscos. Pesquisadores utilizam diferentes critérios para classificar esses estágios em bivalves de areia e o número e tipo dos estágios usados variam consideravelmente (Eversole, 1989; Sastry, 1979). Por exemplo, Eversole, Michener & eldridge (1980), e Manzi, Bobo & Burrell (1985) usam somente cinco estágios enquanto Porter (1964) e Keck, Maurer & Lind (1975) usam 14 e 10 estágios de desenvolvimento, respectivamente, para caracterizar o ciclo reprodutivo sazonal de Mercenaria mercenaria. 3. 4. 1. 1. Caracterização dos estádios da gônada madura em machos e fêmeas sexualmente maduros Araújo (2001) usou alguns estádios para classificar as gonadas maduras de machos e fêmeas de um população da espécie Anomalocardia brasiliana. Foram 4 estádios para classificar as gônadas de fêmeas e 3 estádios para os machos, sendo que os estádios de gametogênese e maturidade apresentados pelas fêmeas pertencem a um único estágio para os machos: 1. ESTÁDIO DE GAMETOGÊNESE: sucessivas divisões mitóticas das células germinativas que estão aderidas na parede folicular, já encontrando alguns gametas maduros soltos no lúmem. 2. MATURIDADE: folículos justapostos com paredes delgadas. Várias etapas da gametogênese são evidenciadas, especialmente gametas maduros soltos no lúmem. 23 3. ELIMINAÇÃO PARCIAL DE GAMETAS: eliminação da maior parte dos gametas maduros, com permanência de alguns gametas soltos no lúmen ou em fase pré-vitelogênica, com aspecto piriforme, e poucas células gaméticas ainda em fases iniciais da gametogênese. 4. ELIMINAÇÃO TOTAL DE GAMETAS E REPOUSO: a intensa eliminação de gametas maduros modifica a morfologia da região gonadal. Folículos apresentam gametas maduros residuais soltos nos lúmenes e minimização do processo de gametogênese Narchi (1976) e Grotta & Lunetta (1980) distinguiram outros estádios para A. brasiliana. Segundo Narchi (1976): IIIA : Folículos totalmente preenchidos por gametas à gametas maduros liberados no folículo, com gametogênese minimizada. IIIB : Esvaziamento parcial dos folículos à os gametas maduros não são eliminados totalmente eliminados e já se encontram gônias na parede dos folículos IIIC : Fase de restauração da gônada à quando há maior nitidez dos folículos, caracteriza-se pela ausência de gametas maduros no folículo, mas alta taxa de gametogênese. IIID: Fim da gametogênese à folículos vazios, com exceção de alguns gametas residuais e de amebócitos. Segundo Grotta & Lunetta (1980): IIIAB : (Maturação e eliminação) Enquanto progridem as diferentes fases da gametogênese, ocorre, simultaneamente, a eliminação de grandes quantidades gametas. IIIBC: (Eliminação parcial e recuperação) redução do tamanho do s folículos, desaparecendo a contigüidade das parades foliculares. O tecido conjuntivo interfolicular prolifera preenchendo os espaços por entre as paredes foliculares. IIIB : (Eliminação total) Neste estádios os folículos estão vazios, a parede folicular está bastante delgada, restam ainda alguns ovócitos em vitelogênese. Só ocorre nas fêmeas 24 IIIC : (recuperação) A parede folicular atinge o maximo de seu desenvolvimento, apresentando-se bastante espessa. Os folículos apresentam um aspecto bastante irregular e o tecido conjuntivo interfolicular se desenvolve por entre as suas paredes. Prieto (1980) ao caracterizar as gônadas maduras da espécie Tivela mactroide usou 5 estádios descritos abaixo: • Indeterminado: Lúmen vazio podendo conter células foliculares em início de maturação. • Maturação avançada: Lúmen amplo, com grande quantidade de células maduras e poucas células em fases iniciais de gametogênese • Maturação total: lúmen totalmente preenchido com gametas maduros soltos no lúmen • Desova parcial: Lúmen grande com muitos gametas maduros, mas não totalmente preenchido, podendo já apresentar algumas células em maturação • Desova total e degeneração: lúmen semivazio com restos celulares e algumas células em reabsorção. 3. 5. FATORES AMBIENTAIS QUE INFLUECIAM O CICLO REPRODUTIVO Alguns fatores ambientais são considerados de grande influencia no ciclo reprodutivo em bivalves, como: temperatura, luz, salinidade, marés e disponibilidade de nutrientes (Sastry, 1979; Eversole, 1989; Grotta & Lunetta, 1980). Os fatores abióticos não alteram a seqüência dos estádios do ciclo sexual, mas podem prolongar ou encurtar alguns estádios e aumentar ou diminuir o número de gametas produzidos (Coe, 1932) Este fato se dá porque o desenvolvimento gonadal e o crescimento dos ovócitos envolvem uma intensa atividade metabólica que, por sua vez, é controlada por fatores externos. Assim, em condições favoráveis, como em grande disponibilidade de alimento, a temperatura pode influir na transferência 25 de reservas armazenadas nas glândulas digestivas para as gônadas (Grotta & Lunetta, 1980). Essas reservas serão utilizadas pelos gametas em desenvolvimento para a biossíntese de vários componentes. A quantidade de glicogênio e lipídios, contidos no alimento digerido ou armazenado nas glândulas digestivas ou no tecido conjuntivo interfolicular, determina o número de gametas que será produzido (Grotta & Lunetta, 1980). Em se considerando o ambiente marinho, os seres que vivem na zona entremarés, particularmente aqueles que vivem próximos ou na própria região estuarina, são os mais afetados pelas flutuações ambientais. Estes organismos estão mais sujeitos às freqüentes e intensas oscilações da temperatura e da salinidade da água. Um aumento da temperatura da água estimula a atividade gametogênica, promovendo a proliferação e o desenvolvimento gonadal. Essa maturidade gonadal depende do número consecutivo de dias em que a temperatura da água permanece na amplitude ótima para a reprodução (Grotta & Lunetta, 1980). As variações de salinidade afetam as propriedades funcionais dos indivíduos adultos, o que levaria ao fechamento das valvas e à conseqüente diminuição da taxa de alimentação e respiração. Portanto, as variações de salinidade agem, indiretamente, sobre a proliferação e o desenvolvimento das gônadas. Em pesquisa com Mytilus edulis, Lubet (1959) se refere à ação simultânea da temperatura e de salinidade e afirma que ambas tem uma função indireta, muito importante sobre o ciclo gametogênico deste bivalve. Estes dois fatores abióticos determinam a composição qualitativa e quantitativa do plâncton, fornecendo a demanda nutritiva para estes animais. Assim a quantidade e a qualidade de alimento disponível tem sido apontada como o fator extrínseco capaz de controlar a reprodução (Grotta & Lunetta, 1980) A proliferação e o desenvolvimento gonadal, ou seja, a primeira etapa da reprodução, podem ocorrer às custas das reservas acumuladas se as condições alimentares não forem favoráveis. No entanto, a segunda etapa da reprodução, ou seja, a diferenciação e o número de gametas eliminados vai depender dos nutrientes provenientes do alimento ingerido, pois toda atividade 26 gametogênica implica em gasto energético. Portanto, é necessário que o animal tenha alimento disponível para o restabelecimento de suas reservas (Grotta & Lunetta, 1980). 3. 6. CICLO REPRODUTIVO E O USO SUSTENTÁVEL DE RECURSOS O elevado nível a que chegaram as pesquisas sobre maricultura vem contribuindo para melhor conceituação do aproveitamento e exploração dos recursos marinhos, atraindo a atenção de muitos pesquisadores, principalmente nos países em que, cada vez mais, se impõem a procura por novas fontes de alimento. Assim sendo, há necessidade de se conhecer melhor a biologia das espécies de interesse comercial para assegurar sua manutenção e renovação de reservas, com eventual repovoamento de outras regiões, como é feito em várias partes do mundo (Soares, Schaeffer-Novelli & Mandelli Jr., 1982). Moluscos bivalves são mundialmente procurados pelo seu sabor, sua facilidade de coleta e preparo, podendo até mesmo serem ingeridos “in natura”. Sua ocorrência na natureza foi, e continua sendo, de máxima importância. Já o homem primitivo fazia uso destes moluscos em sua dieta alimentar, como bem atestam os sambaquis (Soares, Schaeffer-Novelli & Mandelli Jr., 1982). Restringindo-nos apenas ao que vem sendo verificado em nosso país, é comum observarmos costões rochosos antigamente povoados por mexilhões, completamente despovoados devido a captura desses bivalves pelo homem. Como esse problema vem sendo verificado também em relação a outros animais em todo o globo terrestre inúmeras soluções têm sido apontadas, visando proteger as populações animais naturais. Entre estas, além da proibição da coleta indiscriminada e predatória, tem-se enfatizado os estudos relativos a aqüicultura e a sua implantação objetivando aumentar a quantidade de proteínas disponíveis para a alimentação humana, minimizando, assim, o efeito da coleta ( Grotta & Lunetta, 1980). Evidentemente, a aqüicultura de um determinado tipo de organismo não pode e não deve ser realizada, sem que se conheça, previamente, a biologia 27 básica do organismo que se pretende cultivar. Um dos aspectos biológicos fundamentais a ser considerado é relativo à reprodução do organismo em questão (Giese & Perse, 1974). Desta forma, é fundamental verificar como se desenvolvem os fenômenos relativos à reprodução, isto é, se apresenta uma definida variação sazonal ou se é contínua ou se ocorre ao longo do ano ou ciclicamente relacionada aos fatores abióticos e bióticos (Grotta & Lunetta, 1980). Paralelamente ao fato da implantação da aqüicultura, foi despertada a necessidade de se estudar a atividade reprodutiva desses organismos. Em particular, os bivalves marinhos apresentam relativa facilidade de cultivo, pois, as larvas se fixam naturalmente aos diferentes tipos de substrato, isentando da necessidade de cuidados com a larva (Grotta & Lunetta, 1980). O conhecimento do ciclo reprodutivo é essencial para a tomada de decisão acerca do manejo sustentável de recursos. McLachlan et al. (1996) consideram que, na extração recreacional de bivalves de areia de praias oceânicas, a quantidade de coletores é difícil de ser controlada. Este fato restringe as estratégias de manejo como, por exemplo, o estabelecimento de tamanho mínimo, da quantidade a ser coletada e de áreas de reservas, com resultante proibição de coletas. Ao mesmo tempo, as outras acentuam que, inclusive em regiões nas quais não há viabilidade para a instalação de uma expressiva atividade comercial, deve-se considerar a preservação e o manejo dos estoques naturais, visando a atividade recreacional, que pode ser incentivada com atividades de lazer, mesmo que as coletas sejam módicas. Em diversos países, várias estratégias de manejo foram estabelecidas, sendo bem sucedidas em alguns casos, mas não promoveram, necessariamente, a preservação dos estoques naturais em certas situações (McLachlan et al., 1996) É importante frisar que o estudo do ciclo reprodutivo de bivalves marinhos apresenta importância não só para a aqüicultura. É fundamental também para a realização de outras pesquisas que envolvam esses animais, pois sem o conhecimento do ritmo, da freqüência e da progressão do ciclo da reprodução, outros estudos, principalmente os de interesse fisiológicos, seriam dificilmente abordáveis (Lunetta, 1969) 28 3. 6.1. O Berbigão: Tivela mactroides Segundo McLachlan et al. (1996) o berbigão T. mactroides freqüentemente é um componente dominante da macrofauna de algumas comunidades de praias arenosas de mar aberto. ocorre em densas populações próximas às desenbocaduras dos rios, particularmente onde grandes quantidades de partículas de origem terrígena são transportadas em suspensão. O tamanho médio de grão das praias onde T. mactroides habita é de 0,145 e de 0.195mm (areias finas). A espécie possui hábito filtrador (McLachlan et al. 1996). Tivela mactroides é dióico. A diferenciação sexual inicia-se com o comprimento de concha acima de 12 mm e com 20 mm praticamente todos os indivíduos estão sexualmente maduros, com uma proporção sexual de 1:1 (Prieto 1980). Gametas maduros foram encontrados durante todo o ano em uma praia da Venezuela e tiveram vários episódios de liberação de gametas (Prieto, 1983). 29 4. MATERIAIS E MÉTODO 4. 1 ÁREA DE TRABALHO A Enseada de Caraguatatuba (Figura 1), formada por várias praias, margeia grande parte da orla litorânea do município de Caraguatatuba, estendendo-se até a região norte do município de São Sebastião. Sua extensão total é da ordem de 16 Km (de 23o43’25.3’’S 45o24’07.1’’ até 23o37’41.1’’S 45o24’02.4’’), ao longo dos quais apresenta diferentes constituições sedimentares e possui uma energia moderada da onda, devido ao efeito do sombreamento da Ilha de São Sebastião. Quatro rios importantes (Juqueriquerê, Lagoa, Santo Antônio e Guaxinduva) fluem nas partes diferentes da baía de Caraguatatuba, com constante aporte de sedimento terrígeno. Constitui uma região perturbada pela alta urbanização e por receber poluentes trazidos por dois rios, o Juqueriquerê e o Santo Antônio, que juntos despejam todo o esgoto colhido no município de Caraguatatuba. A parte sul desta enseada caracteriza-se por um estuário formado pela desembocadura do Rio Juqueriquerê, onde há formação de um manguezal e de um embaiamento, onde se constituiu uma extensa planície de marés. A região da Enseada de Caraguatatuba possui uma alta urbanização e um grande complexo turístico, com colônias de férias, restaurantes e hotéis, bares e quiosques na orla. Esta urbanização e turismo favorecem a exploração de organismos marinhos de interesse gastronômico, como T. mactroides. 30 Figura 1: Mapa da área de Estudo – Enseada de Caraguatatuba, SP. 4. 2 COLETA Tivela mactroides é um bivalve marinho que vive enterrado na região entremarés, a uma profundidade de até sete centímetros. Por isso foi facilmente encontrado e removido com as mãos e pés, sem a necessidade de ferramentas especiais. Este mesmo método de coleta é utilizado pelos caiçaras. Foram coletados 15 indivíduos por mês, entre novembro de 2003 e abril de 2004, totalizando 6 (seis) meses e um total de 90 indivíduos. Os espécimes foram coletados aleatoriamente por toda a Enseada de Caraguatatuba/SP, sendo que o tamanho dos indivíduos foi o único critério adotado, sendo sempre superior ou igual a 20 mm (em comprimento de concha), procurando se obter indivíduos em idade sexualmente madura. Prieto (1980), que estudou a reprodução de T. mactroides na Venezuela, verificou que a menor fêmea com ovócitos grandes e evidências de desova mediu 11,1mm e que a classe de 31 tamanho compreendida entre 20 e 25 mm apresentou menos que 2,5% dos indivíduos com sexo indeterminado, ou seja, imaturos. 4. 3 TÉCNICAS HISTOLÓGICAS Segundo Prieto (1980) as gônadas de T. mactroides então localizadas na porção superior da massa visceral, rodeando o intestino e estômago, e limitados dorsalmente pelos rins e hepatopâncreas. Segundo o autor, é possível identificar o sexo do T. mactroides através de uma análise macroscópica da gônada, sendo a gônada feminina mais densa e granulosa que a masculina. No entanto, como a espécie não apresenta dimorfismo sexual e a análise apresentada por Prieto (1980) depende da percepção de quem analisa, no presente trabalho o estudo dos estádios do ciclo reprodutivo e etapas da gametogênese foram realizados através de análise histológica. 4. 3. 1 Fixação e Inclusão Cada indivíduo teve sua concha aberta e removida com o auxilio de uma faca, com a qual foram cortados os dois músculos adutores. Com uma navalha foram retiradas as brânquias, músculos, manto e pé, até se obter apenas massa visceral, que então foi submetida à fixação em Bouin por 24 horas, de acordo com a seguinte formula: 12,8 g ácido pícrico saturado diluído em um litro de água destilada (75 ml), formaldeído 40% (25 ml) e ácido acético (5%, acrescentado no momento de utilização da solução). Após a fixação, cada espécimen foi seccionada com três cortes transversais, dividindo a massa visceral em quatro partes semelhantes. Empregou-se então técnica rotineira de inclusão em parafina, de acordo com o seguinte procedimento: 1. Desidratação em série etanólica crescente: Álcool 80% à por 1 hora Álcool 95% à por 1 hora Álcool 100% I à por 30 min 32 Álcool 100% II à por 30 min Álcool 100% III à por 1 hora 2. Diafanização Álcool + Xilol (1:1) à por 30 min Xilol à por 20 min 3. Embebição Xilol + parafina líquida à por 30 min na estufa a 60°C Parafina líquida pura à por 2 horas na estufa a 60°C 4. Inclusão em parafina Inclusão, sendo 1 espécimen por bloco. Solidificação em temperatura ambiente. 4. 3. 2. Preparo dos Cortes e Coloração Os blocos de parafina foram submetidos a cortes de 6 µm de espessura com auxilio de micrótomo e navalha de aço. Os cortes foram realizados no Laboratório de Ultraestrutura Celular – ação de venenos em sistemas biológicos - e Laboratório de Citoquímica e Imunocitoquímica, do Departamento de Histologia e Embriologia da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Os cortes foram arranjados em lâminas de vidro previamente revestidas com solução de albumina, para melhor aderência dos mesmos à lâmina. Em seguida, os cortes foram corados com solução de Hematoxilina & Eosina (HE), adquiridas comercialmente (ALLKIMIA), segundo o protocolo a seguir: 1. Desparafinização dos cortes Estufa a 60°C à por 30 min Xilol A à por 5 min 33 Xilol B à por 5 minutos Xilol C à por 5 minutos Álcool + Xilol (1:1) à por 5 minutos 2. Hidratação dos cortes Álcool 100% I à por 2 minutos Álcool 100 % II à por 2 minutos Álcool 95% à por 2 minutos Álcool 80% à por 2 minutos Álcool 70% à por 2 minutos Lavagem em água corrente (3x) Lavagem com água destilada (1x) 3. Coloração Hematoxilina de Harris à 20 segundos Lavagem em água corrente (3x) e imersão na água até os cortes azulederem (aproximadamente 5 minutos). Lavagem em água destilada (1x) Eosina alcoólica à 50 segundos. 4. Desidratação Passagem rápida do álcool 70% até o álcool absoluto, sem tempo de espera. 5. Diafanização Álcool + Xilol (1:1) à por 2 minutos Xilol I à por 2 minutos Xilol II à até a montagem 6. Montagem das lâminas O excesso de xilol das lâminas foi retirado com papel toalha ou papel higiênico. Colocou-se bálsamo sobre a superfície da lâmina que contem o corte e em seguida a lamínula. 34 Os cortes foram analisados no Laboratório de Ecologia e Zoologia do Centro Universitário da Fundação de Ensino Octávio Bastos e fotografados ao microscópio óptico no Laboratório de Biologia Marinha (LABIOMAR) do Departamento de Zoologia da UNICAMP. 4. 4. ANÁLISE DOS CORTES A análise qualitativa dos estádios do ciclo reprodutivo de Tivela mactroides foi realizada através da análise das lâminas contendo os folículos germinativos característicos de cada mês coletado, e determinada com base em estudos realizados com T. mactroides (Prieto, 1980) e A. brasiliana (Narchi, 1976; Araújo, 2001; Grotta e Lunetta, 1980) 35 5. RESULTADOS 5.1 ANÁLISE DOS CORTES DAS GONADAS Dentre os resultados obtidos foi possível caracterizar os seguintes estádios de desenvolvimento gonadal para os exemplares sexualmente maduros masculinos de T. mactroides: 1. GAMETOGÊNESE: Folículos masculinos apresentavam uma intensa atividade de espermogênese, podendo se observar uma grande camada de células das fases iniciais da gametogênese e poucos espermatozóides no centro do lúmen. Os ductos ciliados encontram se vazios (Figura 2; 3). 2. MATURIDADE: Os folículos ainda apresentam atividade de espermatogênese mas a camada de células iniciais já se encontra diminuída e a quantidade de espermatozóides maduros supera a quantidade de células iniciais, e praticamente preenchem o folículo (Figura 4). 3. ELIMINAÇÃO PARCIAL DE GAMETAS: Neste estágio é nítida a presença de espaços internos nos folículos e a atividade espermatogênica já não se encontra intensa, apesar de ainda serem encontradas todas as fases da espermogênese (Figura 5; 6; 7a). Há também a presença de espermatozóides maduros sendo transportados nos ductos ciliados (figura 7b). Nos exemplares masculinos analisados não foi encontrado o estádio de eliminação total de gametas, Alguns indivíduos apresentaram uma liberação quase que total, mas que não pode ser considerada total devido a grande quantidade de espermatozóides maduros ainda presentes no lúmen (Figura 8). 36 a b Figura 2. - Folículos masculinos em estádio de gametogênese. a. seta mostra a grande camada de células em estádios iniciais da espermatogênese. No centro do lúmen já se nota a presença de alguns espermatozóides maduros. b. as duas setas apontam a não presença de tecido interfolicular neste estádio. No detalhe alguns espermatozóides já maduros soltos no centro do lúmen. (a. e b.aumento 100x, coloração HE) 37 Figura 3. - Folículos masculinos em estádio de espermatogênese. Intensa atividade espermogênica com presença de muitas células em fase inicial. No detalhe, ducto ciliado responsável pelo transporte dos espermatozóides encontra-se vazio. (aumento 100x, coloração HE) 38 a b figura 4. – a. e b. Folículos masculinos em estádio maduro com o centro do lúmen preenchido por espermatozóides maduros e soltos. Não há formação de tecido interfolicular. Ainda há presença de todas as fases iniciais da espermogênese. Setas, camadas de células em desenvolvimento; em destaque, camada de espermatozóides maduros. (a. e b. aumento 100x, coloração HE); 39 a b Figura 5. - Folículos masculinos em estádio de eliminação parcial de gametas. Nota-se a diminuição da camada de células e de células em estádio iniciais da gametogênese. Seta, camada de células em desenvolvimento; em destaque, camada de gametas maduros; (a. aumento 100x, coloração HE; b.aumento 400x, coloração HE) 40 * * * Figura 6. - Folículo masculino em estádio de eliminação parcial de gametas. Nos detalhes nota-se os espaços formados pela constante eliminação dos espermatozóides.( aumento 400x, coloração HE) 41 a b Figura 7. - a. Folículos masculinos em estádios de eliminação parcial de gametas (aumento 100x, coloração HE) b. ducto ciliado com presença de espermatozóides (na ponta da seta) (aumento 1000x, coloração HE). 42 Figura 8. - Folículo masculino em estádio de eliminação parcial avançada de gametas. A intensa eliminação de gametas do folículo o leva a uma quase eliminação total. Muitos espermatozóides maduros no lúmen do folículo (aumento 400x, coloração HE). 43 Para os exemplares femininos de T. mactroides foram caracterizados os seguintes estágios: 1. GAMETOGÊNESE: as células ainda imaturas da gametogênese são encontradas na parede folicular (Figura 9). Já se encontram alguns ovócitos maduros soltos no lúmen, principalmente em formato piriforme em fase de vitelogênese, mas há uma maior quantidade de células nas fases iniciais da ovogênese, que está em plena atividade. (Figura 10; 11) 2. MATURIDADE: folículos quase que totalmente preenchidos por ovócitos maduros (Figura 12), que se encontram soltos no lúmen prontos para serem liberados (Figura 13). Ainda existem células em fase de vitelogênese mas poucas nos estadios iniciais da gametogênese (Figura 13) 3. LIBERAÇÃO PARCIAL DE GAMETAS: Eliminação da maior parte dos ovócitos maduros, com permanência de alguns soltos no lúmen ou em fase vitelogênica e ainda podem ser encontradas algumas poucas células ainda em fases iniciais da ovogênese (Figura 14) 4. LIBERAÇÃO TOTAL DE GAMETAS: Intensa liberação de gametas maduros, que resulta em um esvaziamento quase que completo apresentando apenas alguns ovócitos residuais soltos no lúmen ou estacionados na fase vitelogênica. A atividade gametogênica se encontra minimizada ou ausente (Figura 15). Esta fase foi a menos frequentemente entre os espéciemens analisados. Não se observou presença de amebócitos ou células fagocitárias. É importante salientar a presença de algumas estruturas não identificadas (Figura 16) que foram encontradas nos folículos durante as análises dos estádios das gônadas maduras de alguns espécimens fêmeas. Nestas estruturas, um grande número de ovócitos maduros parecem estar circundados por tecido ou substância intrafolicular, de origem desconhecida. 44 5 5 5 4 4 1 4 3 3 2 Figura 9 – folículo em intensa atividade gametogênica. Células germinativas encontradas na parede do folículo (1), presença de todos as fases da ovogênese; ovogônia (2), ovócitos em fase pré-vitelogênica ou basófilo (3), ovócitos em fase vitelogênica (4), ovócito maduro (5) (aumento 1000x, coloração HE). 45 a b Figura 10. – a. Folículo feminino em estádio de gametogênese. Já se encontram ovócitos maduros piriformes (ponta da seta) (aumento 100x; coloração HE) b. há presença de muitas células iniciais da ovogênese e o tecido interfolícular ainda está presente (em destaque) (aumento 400x, coloração HE). 46 om cg om Figura 11. - Folículos em estádio de gametogênese. Presença de alguns ovócitos maduros (om), e intensa atividade gametogênica (cg, células em gametogênese). (aumento 100x; coloração HE). 47 N n Figura 12. - Ovócito maduro com Nucléolo (n); núcleo (N); camada gelatinosa (em destaque) evidente. (coloração HE; aumento de 1000x alterado por editor de imagem aumentando em 3x). 48 a b Figura 13. – a. folículos femininos em estádios maduros (aumento 100x; coloração HE). b. No detalhe um folículo feminino em estádio maduro com grande presença de ovócitos maduros soltos no centro do folículo, ainda há presença de ovócitos em vitelogênese (setas)(aumento 400x; coloração HE). 49 om ov om ov a ov om om om ov b Figura 14. – a. e b. Folículos femininos em liberação parcial de gametas. Há ainda grande presença de ovócitos maduros (om), mas já não se encontra células em fases iniciais da ovogênese, apenas ovócitos em vitelogênese (ov). (a. e b. aumento 100x; coloração HE) 50 om om om ov a ov ov om om b Figura 15. – a. Folículo feminino em estádio de eliminação total de gametas, circundado por folículos em estádio de eliminação parcial de gametas (aumento 100x; coloração HE). b. folículos em estádio de eliminação total de gametas com ovócitos maduros residuais (om) ou em vitelogênese estagnada (ov) (aumento 400x; coloração HE). 51 a b Figura 16. - a. e b. Mostram estruturas intrafoliculares encontradas dentro do folículo circundando cada ovócito maduro individualmente, tal estrutura foi encontrada freqüentemente (a. aumento 100x; coloração HE; b. detalhe de a. em aumento de 400x; coloração HE) 52 Os espécimes examinados parecem não apresentar um sincronismo nos estádios dos folículos das gônadas maduras, ou seja, uma única gônada apresentou folículos em diferentes estádios. Estes estádios podem ir desde eliminação total de gametas, quando se refere a um exemplar fêmea, até o estágio de maturidade. Os machos também parecem apresentar esta característica, apesar de ter sido observado um maior número de folículos em mesmo estádio de maturação do que em fêmeas. Todos os exemplares examinados se encontraram sexualmente maduros em ambos os sexos, portanto a seleção de indivíduos com comprimento de concha igual ou superior a 20 mm foi bem sucedida. 53 5. 2 PARASITISMO Foram encontrados diferentes tipos de estruturas, que se assemelham a parasitas, em vários indivíduos de ambos os sexos (Figura 17; 18) Estas estruturas ocupam exclusivamente a área onde se encontram as gônada, em alguns caso a infestação tornou se tão intensa que quase levou a castração do indivíduo, fazendo com que os poucos folículos ativos restantes ficassem estrangulados pelos folículos contaminados (Figura 18). figura 17. – Estruturas semelhantes a parasitas encontrado em um espécimen macho, tomando grande parte das gônadas (aumento 1000x). 54 fa a b figura 18. – a. Fêmea com estruturas (destaque), provavelmente parasitas, ocupando quase toda a área gonadal. Presença de folículo ativo (fa) (aumento 100x, coloração HE). b. Macho com quase castração devido a presença de estruturas (destaque) semelhantes a parasitas (Setas folículos ativos estrangulados entre os folículos contaminados) (aumento 100x; coloração HE) 55 6. DISCUSSÃO O ciclo reprodutivo de Tivela mactroides parece ser contínuo sem fase de repouso, pois mesmo quando um exemplar fêmea apresentava folículos em liberação total de gametas, outros folículos se encontravam em outros estádios de produção de ovócitos ou maturidade. No caso dos exemplares machos não foram encontrados folículos com eliminação total de gametas e a atividade espermatogênica se encontrou em intensa atividade, dificultando assim muitas vezes a identificação dos estádios. O ciclo contínuo é comumente encontrado em regiões tropicais e varia muito dependendo da variação latitudinal. Com este estudo não pode ser afirmado com certeza esta característica do ciclo, um vez que, foram analisadas amostras pequenas sendo 15 indivíduos por mês, durante seis meses. Narchi (1976) e Grotta & Lunetta (1980) analisaram duas populações de A. brasiliana, sendo uma no Litoral Norte da Paraíba (6°57’45’’S; 34°51’28’’ W) e outra na Bahia de Santos (23°47’S, 46°22’ W), respectivamente, e encontraram em ambas as populações um ciclo reprodutivo contínuo com produção constante de gametas e sem um período de repouso. Já Araújo (2001) ao estudar uma população desta mesma espécie em Florianópolis (27°38’00’’SE; 48°33’05’’W) encontrou um ciclo não contínuo para A. brasiliana. A espécie apresentou um período de repouso que compreende os meses de inverno. Naquela localidade as temperaturas mais baixas que as normalmente registradas pelas regiões estudadas pelos autores supracitados. Sendo então o Brasil um país de grande variação latitudinal não se pode adotar um estudo para qualquer região geográfica do país, pois suas temperaturas variam muito e, segundo Grotta & Lunetta (1980), esta variação influencia diretamente no ciclo gametogênico. No caso de T. mactroides, Prieto (1980) encontrou um ciclo reprodutivo contínuo na Venezuela (aproximadamente 8º N). A população de Enseada de Caraguatatuba, no entanto, carecia de um estudo detalhado de seu ciclo reprodutivo, visto o aumento latitudinal em relação a população estudada no Caribe. 56 Não foram encontrados indivíduos que apresentassem folículos dos dois sexos em suas gônadas. Prieto (1980) encontrou apenas 23 exemplares hermafrodiitas em 2391 indivíduos examinados (aproximadamente 1%). O fato de hermafroditas não terem sido encontrados neste estudo talvez seja devido ao baixo número de exemplares examinados (90). Araújo (2001) observou parasitismo em A. brasiliana em 0,57% dos 881 indivíduos examinados. A identificação precisa do parasita não foi realizada mas assemelham se a platelmintos trematóides. Os espécimens infectados apresentavam grande parte da massa visceral repleta de túbulos ramificados, muitos deles contendo cercárias e pouco tecido interfolicular. Em alguns casos, as células gaméticas tiveram seu desenvolvimento impedido. Estes casos de parasitismo foram identificados em indivíduos pertencentes ao intervalo de 21 a 34 mm de comprimento de concha, não ocorrendo em animais de tamanho inferiores. Também foram encontradas cercarias em outras regiões da massa visceral de A. brasiliana, inserindo-se entre os ácinos da glândula digestiva ou ao redor dos folículos reprodutivos remanescentes. Tal situação não foi encontrada em T. mactroides, que apresentas parasitismo apenas nos folículos gonadais. Algumas comparações podem ser feitas em relação aos estádios encontrados em T. mactroides e A. brasiliana por diferentes autores (tabela 1). Prieto (1980) observou em uma população de T. mactroides em Carupano, Venezuela, um ciclo reprodutivo contínuo sem um período que cesse totalmente a reprodução. Revelou a existência de um não sincronismo na maturação sexual dos folículos de um mesmo especimen, e a desova ocorre por todo o ano com repetições contínuas de ciclos gametogêneses. Os estágios encontrados em T. mactroides assemelham se aos encontrados por Pietro (1980) e os encontrados em A. brasiliana, por Narchi (1976) e Grotta & Lunetta (1980). Assim como Grotta & Lunetta (1980) não encontraram liberação total nos exemplares masculinos de A. brasiliana, também não foram encontrados exemplares de machos de T. mactroides em liberação total. No entanto o período de amostragem foi curto (6 meses) e tal fato pode ser devido a isto. 57 Um estudo a longo prazo talvez poderia completar todos os estádios obtidos na literatura para espécies assemelhadas. Os números de estádios descritos na Tabela 1 revela a semelhança entre a literatura e o presente estudo, assim como suas descrições. Apesar desta semelhança os nomes dados a cada estádio são diferentes, pois cada autor adota um nome que mais identifica ou se adapta a sua espécie. 58 Tabela 1. Comparação dos estádios de desenvolvimento da gônada em indivíduos sexualmente maduros, em diferentes espécies e localidades. Estádios Espécie Macho Região geográfica Autor Fêmea A. brasiliana - Gametogênese/ Maturidade - Eliminação parcial de gametas - Eliminação total de gametas e período de repouso - Gametogênese - Maturidade - Eliminação parcial de gametas - Eliminação total de gametas e período de repouso A. brasiliana - Folículos totalmente preenchidos por gametas - Esvaziamento parcial dos folículos - Fase de restauração da gônada - Fim da Gametogênese - Folículos totalmente preenchidos por gametas - Esvaziamento parcial dos folículos - Fase de restauração da gônada - Fim da Gametogênese A. brasiliana - Maturação e eliminação - Eliminação parcial e recuperação - Recuperação - Maturação e eliminação - Eliminação parcial e recuperação - Eliminação total - Recuperação T. mactroides - Indeterminado - Maturação avançada - Maturação total - Desova parcial - Desova total e degeneração - Indeterminado - Maturação avançada - Maturação total - Desova parcial - Desova total e degeneração T. mactroides - Gametogênese - Maturidade - Eliminação parcial de gametas - Gametogênese - Maturidade - Eliminação parcial de gametas - Eliminação total de gametas Florianópolis, SC (27°38’00’’SE; 48°33’05’’W) Bacia de Santos (23°47’S, 46°22’ W) Araújo (2001) Narchi (1976) Bacia de Santos Grotta & Lunetta (23°47’S, 46°22’ W) (1980) Carupano, Venezuela (aprox. 8° N) Pietro (1980) Caraguatatuba, SP (23 o40 S 45 o24’ W) Presente estudo 59 7. REFERÊNCIAS ARAÚJO, C. M. Biologia Reprodutiva do Berbigão Anomalocardia brasiliana (Gmelin,1769) (Molusca, Bivalvia, Veneridae) na Reserva Extrativista Marinha de Pirajubaé. 204 p. Tese de Doutorado - Instituto de Biociências da Universidade de São Paulo. 2001 BUTLER, P. A. Gametogenesis in the oyster under conditions of depressed salinity. Biol. Bull. Mar. boil. Lab. Woods Hole, 96: 263-269, 1949 CARDENAS, E. B. , ARANDA, D. A. A review of reproductive patterns of bivalve mollusks from Mexico. Bulletin Marine Science. 66(1): 13-27, 2000 COE, W. R. Developmente of the gonads an the sequence of the sexual phases in the California oyster (Ostrea lurida). Scripps Inst. Oceanogr, Univ. California, 31 (6): 119-144, 1932 COE, W. R. Sexual differentiation in Mollusks I. Pelecypods. Q. Rev. Biol. 18, 154164, 1943 DENADAI, M. R., AMARAL, A. C. Z., TURRA, A., (submet.) Along and acrossshore components of the spatial distribution of the clam Tivela mactroides (Born, 1778) (Bivalvia, Veneridae). 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As amostras ao chegarem no laboratório, antes de passarem por processo histológico, foram lavadas em água amoniacal para retirado do excesso de Bouin que reseca o material no processo histológico. Em laboratório essas amostras foram seccionadas em três cortes transversais obtendo 4 partes iguais que foram colocadas em cassetes, para realização de técnicas histológicas rotineiras, sendo: - desidratação em regreções etílicas indo de alcool 70% a alcool 100% - diafanização em Xilol - parafinização e emblocamento em parafina com formas de alumínio. Os blocos foram cortados em Campinas na Unicamp (Dep. de Histologia e Embriologia), foram realizados . Os cortes foram corados com Hematoxilina de Harris e Eosina e as laminas foram montados com lâminula e balsamo, na Unifeob no laboratório de Ecologia. 66 As lâminas foram lidas e análizadas as gônadas tanto de especimens machos quanto fêmeas, e classificados quanto a seus estádios de gônodas maduras. Após as leituras algumas lâminas foram selecionadas e fotografadas na Unicamp no Dep. de Zoologia, As melhores fotos foram editadas para e laboração do Trabalho de Conclusão de Curso. 67