Fatty acid profile of zooplankton species on the Antarctic Southern Ocean

Abstract

The Antarctica and Southern Ocean ecosystems have been suffering changes through the last 30 years, in particular raising of the ocean temperature. These changes occur in a non-circumpolar distribution, for which there are more affected zones than others and, consequently more species in particular regions. It is necessary to understand how these species deal with the environmental changes that are influencing its habitat and how these changes will alter the global marine ecosystems. As Antarctica is the habitat of numerous endemic species, such studies are urgently needed. Due to climate impacts, it is possible to observe evidence of change in the Antarctic food web, where Antarctic krill (Euphausia superba) has decreased its important role in some regions, allowing other zooplankton species to have that role. It is of extreme importance to study the lower trophic levels of this food web, so it is possible to verify the effects of climate change in the species that live in these waters that may help higher trophic levels. Fatty acid analysis allows to assess the response of species to environmental stressors and identify potential food sources, in a trophic ecology context. The zooplankton species of Euphausia superba, Euphausia triacantha, Themisto gaudichaudii, Thysanoessa spp were collected between December 2016 and January 2017, in three locations with distinct characteristics: Antarctic waters, Intermediate and Sub-Antarctic waters. After GC-MS analysis, it was possible to verify that the species E. triacantha, T. gaudichaudii and Thysanoessa spp. presented a better body condition than E. superba. Besides, it was also possible to observe that these three species all revealed better conditions in waters with a higher temperature (Sub-Antarctic waters) than in waters with lower temperatures, closer to the ones found in the Southern Ocean. However, E. superba exhibited a different fatty acid profile (characterized by the absence of highly unsaturated fatty acids in its constitution and dominance of saturated fatty acids) from what is reported in literature and to what it was found for the remaining species studied in this thesis. Further investigation is needed in order to understand how E. superba deals with climate changes for a better understanding of these results.

Os ecossistemas presentes na Antártida e no Oceano Antártico têm vindo a sofrer alterações ao longo dos últimos 30 anos, especialmente com o aumento de temperatura dos oceanos. Estas alterações não ocorrem de um forma homogénea, pelo que existem zonas mais afetadas do que outras, havendo, também por isso, espécies que são mais afetadas por estas alterações. Torna-se assim necessário perceber como as espécies lidam com estas alterações e como estas mudanças poderão alterar os sistemas marinhos globais. A Antártida é o habitat de numerosas espécies endémicas, tornando-se importante o estudo da sua cadeia trófica num contexto de alterações climáticas. Devido aos impactos ambientais, existe já evidência de uma alteração desta cadeia trófica, com o camarão da Antártida (Antarctic krill Euphausia superba) a diminuir o seu papel preponderante em algumas regiões, passando a outras espécies de zooplâncton esse papel. Assim, é de extrema importância o estudo na base desta cadeia trófica, de modo a analisar os possíveis efeitos de mudanças ambientais nas espécies que habitam na Antártida e com um papel chave para os níveis tróficos mais elevados. A análise do perfil de ácidos gordos permite verificar se as espécies estão em stress devido a mudanças ambientais, num contexto de ecologia trófica. No presente estudo, as espécies de zooplâncton Euphausia superba, Euphausia triacantha e Themisto gaudichaudii e o género Thysanoessa spp. foram recolhidas entre dezembro de 2016 e janeiro de 2017, em 3 locais com características diferentes: águas Antárticas, Intermédias e Sub-Antárticas. Após análise por GC-MS, foi possível verificar que as espécies E. triacanta e T. gaudichaudii e o género Thysanoessa spp. apresentavam uma melhor condição corporal do que E. superba. Além disso, também foi possível verificar que todas estas espécies se encontravam em melhores condições (maior abundância de ácidos gordos na sua composição e maior abundância de ácidos gordos essenciais) em águas com temperaturas mais elevadas (águas sub-Antárticas) do que em águas com temperaturas mais baixas, próximas das encontradas no Oceano Antártico. No entanto, E. superba mostrou um perfil de ácidos gordos distinto dos apresentados pelas outras espécies estudadas nesta tese (independentemente da sua localização) e do que é reportado na literatura (ausência de ácidos gordos altamente insaturados presentes na sua constituição e domínio de ácidos gordos saturados). Mais estudos para compreender as alterações que esta espécie vive nesta região são necessários para um melhor entendimento destes resultados.