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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.41.2019.tde-13122018-082355
Documento
Autor
Nome completo
Mayara de Almeida Jordano
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2018
Orientador
Banca examinadora
Morandini, André Carrara (Presidente)
Fonseca, Gustavo Fernandes Camargo
Stampar, Sergio Nascimento
Título em português
Desenvolvimento de éfiras de Scyphozoa (Cnidaria, Medusozoa) e sua interação com o ambiente fluido
Palavras-chave em português
Biomecânica
Braços orais
Medusas
Plasticidade fenotípica
Resumo em português
A diversidade de estruturas de captura de presas (tentáculos e braços orais) em medusas adultas está associada a diferentes mecanismos de captura e hábitos alimentares. O entendimento do desenvolvimento dessas estruturas pode esclarecer a mecânica da alimentação e, consequentemente, aumentar o conhecimento sobre as consequências tróficas dos recorrentes blooms de cifomedusas. No entanto poucos estudos descrevem o desenvolvimento inicial das estruturas de captura e sua interação com o ambiente fluido (i.e., número de Reynolds, Re). Em vista disso, o objetivo deste trabalho foi descrever os estágios de desenvolvimento em espécies de Rhizostomeae (Mastigias papua, Cassiopea sp., Cotylorhiza tuberculata, Catostylus townsendi, Catostylus mosaicus, Lychnorhiza lucerna, Phyllorhiza punctata e Rhopilema esculentum) e "Semaeostomeae" (Chrysaora plocamia e Aurelia cf. sp. 4), com foco na umbrela e nos braços orais (capítulo 1); testar a hipótese de que diferentes temperaturas durante o crescimento geram desenvolvimento diferenciado da umbrela e dos braços orais, que compensariam o efeito da camada limite sob baixas temperaturas (i.e., baixo Re) para o funcionamento efetivo dessas estruturas como filtros coletores (capítulo 2); caracterizar a distribuição da epiderme ciliada e os fluxos produzidos em éfiras e medusas jovens de Lychnorhiza lucerna, medir a espessura da camada de água que os cílios conseguem mover e calcular o Re em torno dos digitata coberto por cílios (capítulo 3). Para isso as éfiras foram submetidas a tratamentos específicos e fotografadas até completarem 35 dias de idade e foi filmado o transporte de partículas pela epiderme ciliar. Concluímos que a caracterização do desenvolvimento inicial de distintas linhagens de éfiras de Scyphozoa possibilitou o conhecimento da morfologia das medusas, i.e., de suas estruturas natatórias e alimentares, propiciando, assim o entendimento de suas funções. Por sua vez, cifomedusas se mostraram resilientes às variações de temperatura, exibindo um crescimento diferenciado que deve garantir a manutenção das funções das estruturas natatórias e alimentares. A epiderme ciliar está presente ao longo de toda a medusa e moveu uma camada de água de até 0,28 mm. O batimento ciliar colabora com o mecanismo alimentar com o transporte de partículas e atua na dinâmica de mecânica de fluidos por criar fluxos na mesma direção do fluxo gerado pelas contrações umbrelares, ajudando a diminuir o efeito da camada limite. Por fim, ressaltamos que este trabalho mostrou a relevância de se estudar conjuntamente o desenvolvimento morfológico, o comportamento e a mecânica de fluidos para se compreender de forma complementar os mecanismos subjacentes à ecologia alimentar de importantes predadores marinhos como as medusas de Scyphozoa
Título em inglês
Development of scyphozoan ephyrae (Cnidaria, Medusozoa) and their interaction with the fluid environment
Palavras-chave em inglês
Biomechanics
Jellyfish
Oral arms
Phenotypic plasticity
Resumo em inglês
The diversity of prey capture structures (tentacles and oral arms) in adult jellyfish is associated with different capture mechanisms and feeding habits. The understanding of these structures development can clarify the feeding mechanics and, consequently, increase the knowledge about the trophic consequences of the recurrent jellyfish blooms. However, few studies describe the capture structures initial development and their interaction with the fluid environment (i.e., Reynolds number, Re). The objective of this work was to describe the development stages in Rhizostomeae (Mastigias papua, Cassiopea sp., Cotylorhiza tuberculata, Catostylus townsendi, Catostylus mosaicus, Lychnorhiza lucerna, Phyllorhiza punctate and Rhopilema esculentum) and "Semaeostomeae" (Chrysaora plocamia and Aurelia cf. sp. 4) species, focusing on the bell and oral arms (chapter 1); to test the hypothesis that different temperatures during growth generate a differentiated development of the bell and oral arms, which would compensate for the boundary layer effect under low temperatures (i.e., low Re) for the effective functioning of these structures as collector filters (Chapter 2); to characterize the distribution of the ciliated epidermis and the flows produced in ephyrae and young jellyfish of Lychnorhiza lucerna, to measure the water layer thickness that the cilia can move and to calculate the Re around the digitata covered by cilia (Chapter 3). For this, the ephyrae were submitted to specific treatments and photographed until they were 35 days old and the transport of particles through the ciliary epidermis was filmed. We conclude that the initial development characterization of different strains of Scyphozoa ephyrae makes it possible to know the morphology of jellyfish, i.e., their swimming and feeding structures, thus providing an understanding of their functions. On the other hand, scyphomedusa showed to be resilient to the temperature variations, exhibiting a differentiated growth that must guarantee the maintenance of the swimming and food structures functions. The ciliary epidermis is present throughout the jellyfish and has moved a layer of water up to 0.28 mm. The ciliary stroke collaborates with the food mechanism with the transport of particles and acts on the dynamics of fluid mechanics by creating flows in the same direction of the flow generated by the bell contractions, helping to diminish the effect of the boundary layer. Finally, we highlight that this work showed the relevance of jointly studying the morphological development, behavior and fluid mechanics to comprehend in a complementary way the mechanisms underlying the food ecology of important marine predators such as Scyphozoa jellyfish
 
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Mayara_Jordano_SIMPL.pdf (421.04 Kbytes)
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Data de Liberação
2020-12-12
Data de Publicação
2019-01-04
 
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