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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.21.2016.tde-20032016-201739
Document
Author
Full name
Joan Manel Alfaro Lucas
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2015
Supervisor
Committee
Sumida, Paulo Yukio Gomes (President)
Leo, Fabio Cabrera de
Turra, Alexander
Title in English
Faunal composition and community structure of the world's deepest whale-fall community: shedding light on the ecological role of Osedax (Polychaeta: Siboglinidae) and whale-fall biogeography
Keywords in English
Osedax
Biodiversity
Deep-sea
Reducing environments
Stepping-stone hypothesis
Whale fall
Abstract in English
This study aims to describe the faunal composition and community structure of the world's deepest whale fall and the first found in the South Atlantic Ocean. This discovery adds very important data on the poorly known whale-fall biogeography and provides new insights on the ecological role of the "bone-eating" worm Osedax (Polychaeta: Siboglinidae) on associated biota. The whale fall was serendipitously found in April 24th, 2013 at the base of São Paulo Ridge at 4204 m depth in the SW Atlantic Ocean using the HOV Shinkai 6500 during the Brazil-Japan joint Iatá-Piúna Oceanographic Expedition on board RV Yokosuka (Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology, JAMSTEC). Detailed video surveys of the carcass were made using high-definition video cameras. Vertebrae, surrounding sediments and fauna were also collected using the submersible manipulators and a slurp gun. The partial skeleton belonged to an Antarctic Minke whale, Balaenoptera bonaerensis, and was composed of nine caudal vertebrae, whose degradation state suggests it was on the bottom for at least 5 years. Most of the 41 invertebrate species found are new to science, with ca. 12% of the genera shared with NE Pacific whale falls, vent and seep ecosystems. This similarity strongly supports the hypothesis that whale falls act as "stepping-stones" for the dispersion of chemosynthetic fauna and that some whale-fall specialists are widespread worldwide at genus level. Detailed investigation of inner bone assemblages indicates that Osedax degradation deeply affects their diversity and structure. Bones colonized by Osedax support distinct, significantly more diverse and abundant assemblages. This renders Osedax the status of ecosystem engineer, creating new microhabitats and enhancing biodiversity in deep-sea whale-fall communities.
Title in Portuguese
Composição Faunística e estrutura da comunidade da carcaça de baleia mais profunda do mundo: esclarecendo o papel ecológico de Osedax (Polychaeta: Siboglinidae) e a biogeografia de carcaças de baleia
Keywords in Portuguese
Osedax
Ambientes redutores
Biodiversidade
Carcaças de baleia
Hipótese das pedras de dispersão
Mar profundo
Abstract in Portuguese
O presente estudo descreve a composição faunística e a estrutura da comunidade de carcaça de baleia mais profunda do mundo e a primeira a ser encontrada no Oceano Atlântico Sul. A descoberta adiciona dados importantes à quase desconhecida biogeografia destas comunidades, assim como aumenta o conhecimento sobre o papel ecológico dos vermes-zumbis do gênero Osedax (Polychaeta: Siboglinidae), especialistas no consumo e degradação de ossos. A carcaça foi fortuitamente descoberta em 24 de Abril de 2013, na base da Dorsal de São Paulo a 4204 m de profundidade (Atlântico Sudoeste), utilizando-se o submersível de pesquisa tripulado Shinkai 6500 (Agência Japonesa para o Estudo das Ciências do Mar e da Terra e Tecnologia, JAMSTEC na sigla em inglês). Os mergulhos fizeram parte da Expedição Oceanográfica Iatá-Piúna, fruto de um acordo bilateral de cooperação científica em Ciências do Mar entre Brasil e Japão. Durante dois mergulhos foram feitos vídeos detalhados da carcaça através de uma câmera de alta definição. Também foram coletadas vértebras, sedimentos e fauna por meio dos braços manipuladores e de um sugador. O esqueleto parcial pertencia a uma baleia Minke Antártica, Balaenoptera bonaerensis, e era composto por nove vértebras, cujo estado de degradação sugere que a baleia estava no assoalho marinho por pelo menos 5 anos. A maioria das 41 espécies de invertebrados encontradas são novas para a ciência e cerca de 12% dos gêneros são compartilhados com ambientes redutores do Pacífico Nordeste, como carcaças, fontes hidrotermais e exsudações frias. Tal semelhança corrobora fortemente a hipótese de que carcaças de baleia atuam como "pedras de dispersão" para a fauna de ambientes quimiossintetizantes e que alguns organismos especialistas de carcaças de baleia possuem distribuição mundial em nível genérico. A investigação detalhada da endofauna dos ossos indicou que a degradação promovida por Osedax afeta profundamente sua diversidade e estrutura. Ossos colonizados por Osedax sustentam assembleias de organismos significativamente mais diversas e abundantes. Isso faz com que Osedax seja considerado um engenheiro ecossistêmico, pois cria novos microhábitats promovendo o aumento da biodiversidade em comunidades de carcaças de baleia no mar profundo.
 
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Publishing Date
2016-03-21
 
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