Diversos organismos bênticos possuem defesas químicas que ajudam a diminuir a predação. Embora sua eficácia seja comprovada, muitos de seus efeitos são ainda desconhecidos. Múltiplas funções dos metabolitos secundários foram evidenciadas em algumas esponjas e isso pode representar uma vantagem adaptativa, considerando o alto valor energético gasto pelas espécies para produzí-los. O objetivo desse trabalho foi investigar as propriedades defensivas de extratos da esponja Hymeniacidon heliophila contra predadores tropicais: paguros (Calcinus tibicens), ouriços-do-mar (Lytechinus variegatus) e peixes generalistas. Extratos em n-hexano, acetato de etila e acetona/metanol foram usados nos ensaios e todos foram eficientes na redução do consumo por C. tibicen; extratos em n-hexano reduziram o consumo por L. variegatus; e extratos de média polaridade reduziram o consumo por peixes. A variação na ação ou as funções ecológicas múltiplas dos extratos indicam que diferentes tipos de substâncias podem ser associadas ao sistema defensivo produzido por Hymeniacidon heliophila.

Various benthic organisms have chemical defenses which reduce their predators' consumption. Although their efficiency may be noticed in many organisms, many of their effects are not well- known yet. Multiple ecological roles of secondary metabolites are shown in some sponges, which may represent an adaptative advantage considering the high amount of energy used to produce these chemical compounds. The goal of this work was to investigate the defensive property of the extracts from the sponge Hymeniacidon heliophila against the tropical predators: hermit crabs (Calcinus tibicens), sea urchins (Lytechinus variegatus) and generalist fishes. Extracts obtained with n-hexane, ethyl acetate and acetone/methanol were used in assays and all of them were effective in reducing the consumption by C. tibicens; n-hexane extract reduced the consumption by L. variegatus; and medium polarity extracts reduced fish consumption. Either the variation in action or the multiple ecological roles of the extracts indicates that different types of compounds can be associated to the defensive system produced by H. heliophila.

Este artigo demonstra a química defensiva anti-herbivoria da macroalga parda marinha Canistrocarpus cervicornis. Em sua concentração natural, o extrato bruto em diclorometano (DCE) inibiu significativamente o consumo alimentar do ouriço-do-mar Lytechinus variegatus. Deste extrato em DCE foi isolado o metabólito majoritário identificado como o diterpeno (4R,7R,14S)-4α,7α-diacetoxi-14-hidroxidolasta-1(15),8-dieno. Esses resultados comprovam que diterpenos da classe dolastano podem compor o sistema defensivo anti-herbivoria de C. cervircornis e, supostamente, o de outras algas pardas capazes de produzi-los, uma vez que são composto típicos encontrados em esqueletos de Dyctiotas em todo o mundo. Este é o primeiro estudo demonstrando a ação anti-herbivoria desta classe de metabolitos (diterpenos dolastanos) em macroalgas marinhas. Tais informações ampliam o conhecimento sobre o papel desses metabolitos especiais em C. cervicornis e de espécies de Dyctiotae.

This paper reports on the defensive chemical properties of the marine tropical brown seaweed Canistrocarpus cervicornis against herbivory. A natural concentration of dichloromethane crude extract (DCE) obtained from this seaweed significantly inhibited feeding by the sea urchin Lytechinus variegatus. The major metabolite isolated from this active DCE extract was identified as the (4R,7R,14S)-4α,7α-diacetoxy-14-hydroxydolast-1(15),8-diene that strongly inhibited feeding by the same sea urchin. This result suggests that the dolastane diterpenes class may constitute the defensive system of C. cervicornis against herbivory, and probably also of that of other brown seaweeds endowed with a biosynthetic pathway capable of producing compounds of the dolastane-type, a typical skeleton found in Dyctioteae species worldwide. This is the first report showing this compound-type (dolastane diterpenes) as a chemical defense against herbivory in marine seaweeds. This study constitutes an additional report broadening the known spectrum of action and roles of secondary metabolites of the C. cervicornis and Dyctioteae species.

Estudos sobre preferência alimentar de herbívoros marinhos são muito importantes para o melhor entendimento da importância biológica e ecológica destes organismos. Caranguejos majídeos são usualmente herbívoros que se camuflam com pedaços de macroalgas e outros materiais para evitar a predação. Para entender melhor os mecanismos de escolha de alimento e decoração do caranguejo decorador Acanthonyx scutiformis, foram realizados dois ensaios de múltipla escolha usando macroalgas frescas e alimentos artificiais contendo extratos brutos das macroalgas Osmundaria obtusiloba, Plocamium brasiliense, Sargassum sp. e Dictyota menstrualis, oferecidas simultaneamente a esta espécie de caranguejo. Em ambos ensaios, a macroalga mais consumida foi O. obtusiloba, seguida por P. brasiliense e Sargassum sp., enquanto D. menstrualis foi menos consumida. É sugerido que A. scutiformis é um consumidor generalista, mas com alguma preferência pela macroalga vermelha perenial O. obtusiloba e a macroalga quimicamente defendida P. brasiliense. Observações sobre o comportamento decorador revelaram a preferência de A. scutiformis por P. brasiliense. Este comportamento decorador pode ser interpretado como um mecanismo para evitar predadores generalistas, uma vez que as preferências por consumo e decoração não foram relacionadas e o caranguejo usou somente pequenos pedaços de algas quimicamente defendidas.

Studies on the feeding preferences of marine herbivores are very important for our better understanding of the biology and the ecological role of these organisms. Members of the family Epialtidae are usually herbivores that mask themselves with pieces of seaweed and other materials to avoid predation. In order to better understand the mechanisms of food and decorating choices of the decorator crab Acanthonyx scutiformis, two multiple-choice feeding assays were performed using fresh seaweeds and artificial food containing crude extracts of the four seaweeds Osmundaria obtusiloba, Plocamium brasiliense, Sargassum sp., and Dictyota menstrualis, offered simultaneously to this crab species. In both assays the seaweed most consumed was O. obtusiloba, followed by P. brasiliense and Sargassum sp., while D. menstrualis was the least consumed. It is suggested that A. scutiformis is a generalist feeder, but with some preference for the perennial red seaweed O. obtusiloba and the chemically-defended seaweed P. brasiliense. Decorating behavior observations revealed the preferences of A. scutiformis by P. brasiliense. This decorating behavior can be interpreted as a mechanism to avoid generalist predators, since feeding and decorating preference were not associated and the crab used only small pieces of chemically defended algae.

As macroalgas apresentam diversos tipos de estratégias para minimizar os danos gerados por herbívoros que influenciam a preferência alimentar dos consumidores. Este estudo avaliou a preferência alimentar do ouriço-do-mar Lytechinus variegatus em experimentos de múltipla escolha utilizando as macroalgas bentônicas Caulerpa racemosa, Dictyota menstrualis, Osmundaria obtusiloba, Plocamium brasiliense, Sargassum sp., e Ulva sp. Para verificar a importância dos aspectos morfológicos e químicos na preferência, os ensaios foram realizados com algas vivas e em pó, respectivamente. Foram utilizados dois métodos distintos de análise de dados: comparação entre a perda de biomassa e as mudanças por autogenia, e a incorporação dos valores de autogenia à perda de biomassa por herbivoria. Em ambos os experimentos observou-se uma clara preferência de L. variegatus por certas espécies de macroalgas em relação a outras, em ordem decrescente de preferência: C. racemosa ≈ Ulva sp. > O. obtusiloba ≈ Sargassum sp. > P. brasiliense > D. menstrualis. Além disso, constatou-se que os dois métodos de análise produziram resultados muito similares. De acordo com os resultados, a preferência alimentar de L. variegatus é provavelmente condicionada pela química defensiva produzida por P. brasiliense e D. menstrualis e aspectos morfológicos presentes em C. racemosa, Ulva sp., O. obtusiloba e Sargassum sp.

Seaweeds exhibit different strategies to minimize the damage caused by herbivores and also to influence the feeding preference of these consumers. This study evaluated the feeding preference of the sea urchin Lytechinus variegatus through multiple-choice experiments using the seaweeds Caulerpa racemosa, Dictyota menstrualis, Osmundaria obtusiloba, Plocamium brasiliense, Sargassum sp., and Ulva sp. In order to verify the importance of morphological and chemical aspects on this feeding preference, two assay-types were carried out using live and powdered macroalgae, respectively. Two different methods were employed to analyze the results obtained: comparison between biomass losses versus autogenic changes, and inclusion of autogenic values in biomass loss through herbivory. In both experiments a clear differential consumption of certain species of seaweeds by L. variegatus was observed, in the following decreasing order of preference: C. racemosa ≈ Ulva sp. > O. obtusiloba ≈ Sargassum sp. > P. brasiliense > D. menstrualis. It was also verified that both methods of analysis used yielded similar results. According to the results obtained, feeding preference of L. variegatus is probably established by the defensive chemicals produced by P. brasiliense and D. menstrualis, and by morphological aspects of C. racemosa, Ulva sp., O. obtusiloba and Sargassum sp.

Em comunidades incrustantes marinhas, o espaço livre no substrato é um dos principais recursos limitantes para o estabelecimento de novos organismos. Assim sendo, distúrbios físicos que removam biomassa se mostram importantes agentes para a estruturação e dinâmica dessas comunidades. A extensão do distúrbio é uma característica que parece afetar os padrões de recolonização, e desta forma altera a diversidade de espécies. O objetivo deste trabalho foi analisar os efeitos de áreas crescentes de distúrbio em comunidades incrustantes. Para tal, comunidades macrobentônicas incrustantes foram previamente desenvolvidas por 6 meses na Baía de Guanabara (22°52'S, 043°08'W), recebendo uma única vez distúrbios circulares, aleatoriamente posicionados, com áreas crescentes (7 níveis, de 0 a 75% da cobertura removida, 10 réplicas por nível). Amostragens quinzenais foram realizadas após o distúrbio, de modo a acompanhar os padrões de desenvolvimento das comunidades. Na primeira amostragem observou-se que índices máximos de diversidade foram obtidos nas comunidades que receberam níveis intermediários de distúrbio. No entanto, no decorrer do tempo este perfil deu lugar a um pico de diversidade nas comunidades que sofreram os maiores níveis de distúrbio. Notou-se também um incremento contínuo da riqueza e diversidade ao longo do tempo até a 7ª amostragem (110 dias após os distúrbios), com subseqüente redução a partir deste momento. Tais padrões parecem corroborar a Hipótese do Distúrbio Intermediário, embora em médio prazo o perfil da comunidade mude drasticamente, revelando que perturbações físicas representam de fato um importante fator na estruturação de comunidades marinhas de substrato consolidado da Baía de Guanabara, além de realçar a importância de estudos de maior duração na avaliação dos impactos de distúrbios em comunidades marinhas.

In marine fouling communities, free space is one of the key limiting resources for settlement of new organisms. In this way, removing biomass through physical disturbances would play an important role in the structure and dynamics of these communities. The disturbance size seems to be a characteristic that influences recolonization patterns, thus affecting species diversity. The aim of this study was to analyze the effects of growing disturbance areas on fouling communities. Fouling panels were allowed to develop for 6 mo. at Guanabara Bay (22°52'S, 043°08'W) prior to a single application of randomly positioned, circular physical disturbances of growing areas (7 levels, from 0 to 75% removed cover, 10 replicates per treatment). Samples were taken fortnightly after the disturbance event, so as to follow the development patterns of the community afterward. At the first sampling the diversity showed maximum indices in communities to which intermediary disturbance levels were applied. However, this profile changed later to a diversity peak in communities with higher disturbance levels. It also showed a continuous increase in richness and diversity through time until the 7th sample (110 days after the disturbance event), with subsequent decrease. Such patterns seem to corroborate the Intermediate Disturbance Hypothesis, despite the drastic profile change with time, revealing that disturbance is indeed an important factor structuring hard bottom communities at Guanabara Bay, and highlighting the importance of longer term studies of disturbance impacts in marine communities.

Os extratos brutos de espécimes da alga parda D. menstrualis, conhecida por produzir diterpenos como principais metabólitos secundários, foram analisados quanto ao modo de armazenamento antes da extração e tipo de solvente utilizado na obtenção do extrato bruto. Os solventes utilizados foram uma mistura diclorometano:metanol (2:1) e acetona. Os espécimes de D. menstrualis foram submetidos a três formas de armazenamento, denominados fresco, seco e congelado. Não foram observadas diferenças qualitativas nas amostras obtidas de quaisquer dos extratos brutos na análise por CG/EM, sendo compostas pelos diterpenos pachydictyol A (I), 6-hidroxi-dichotoma-3,14-dieno-1,17-dial (II), 6-hidroxi-2,7-cicloxenia-3,14-dieno-1,17-dial (III) e 6-acetoxi-dichotoma-3,14-dieno-1,17-dial (IV). Os resultados indicaram que a extração mais eficaz para os componentes de média polaridade de D. menstrualis foi obtida com o uso de acetona, que promoveu extração mais seletiva, mesmo apresentando menor rendimento em massa. Quanto à forma de armazenamento das algas, foi constatado que as metodologias não diferiram significativamente entre si, apesar da tendência de algas congeladas fornecerem o menor rendimento no total de diterpenos. Portanto, nos trabalhos envolvendo análises químicas de extratos brutos de macroalgas marinhas, a escolha do solvente de extração deve ser considerada como fator importante na varredura de substância bioativas.

Crude extracts from specimens of the brown seaweed Dictyota menstrualis, known to produce diterpenes as their major secondary metabolites, were analyzed according to storage procedures before extraction, and the solvent types used to obtain the crude extracts. The specimens of D. menstrualis were submitted to three types of storage procedures, such as wet, dry, and frozen and were extracted with a mixture of dichloromethane:methanol (2:1) and acetone. Qualitative differences were not observed by GC/MS analyses of all crude extracts containing mainly the diterpenes pachydictyol A (I), 6-hydroxy-dichotoma-3,14-diene-1,17-dial (II), 6-hydroxy-2,7-cycloxenia-3,14-diene-1,17-dial (III), and 6-acetoxy-dichotoma-3,14-diene-1,17-dial (IV). The most efficient and selective extraction of the compounds with intermediate polarity produced by D. menstrualis was obtained using acetone, but with less mass production. In general, the storage procedures produced very similar results, but the frozen samples furnished low amount of total diterpenes. According to these results on chemical analysis of crude extracts of seaweeds, the choice of solvent to extraction should be considered as important aspect to better screening bioactive compounds.

Os radicais livres e outros derivados ativos do oxigênio são inevitavelmente co-produzidos em algumas reações biológicas e exercem papel fisiológico importante. No entanto, essas espécies reativas têm sido descritas como fatores que participam diretamente dos mecanismos fisiopatológicos relacionados com a continuidade e as complicações de diversos estados patológicos como a aterosclerose, a diabetes, o câncer, a artrite reumatóide, entre outros. Dessa forma, a terapia antioxidante preveniria o desenvolvimento e a progressão dessas complicações. As algas marinhas representam uma importante fonte de substâncias antioxidantes naturais, uma vez que têm sistemas de defesas antioxidantes bem desenvolvidos. O presente trabalho é uma compilação das pesquisas realizadas sobre a atividade antioxidante de produtos naturais marinhos e extratos de algas marinhas bentônicas.

Free radicals and other reactive species of oxygen are co-produced in some biological reactions and they play important physiological role, and nevertheless they are reported as factors that take straight part in the pathophysiologic mechanism associated with continuity and complications of the several pathological process such as arteriosclerosis, diabetes mellitus, cancer, and arthritis, among others. In this way, the antioxidant therapy should prevent the development and progress of these complications. Seaweeds can be valuable source of natural antioxidant compounds since they have a well-developed antioxidant defense system. The present work is a compilation of the antioxidant activities of marine natural products and benthonic marine seaweeds crude extracts researches.

Os espécimes da macroalga parda Dictyota mertensii coletados em dois diferentes locais no litoral brasileiro e distantes entre si, Búzios (Rio de Janeiro) e Fernando de Noronha (PE), foram avaliados quanto à atuação de seus extratos como defesa química contra o caranguejo Pachygrapsus transversus, e o ouriço do mar Lytechinus variegatus. O extrato dos espécimes de D. mertensii de Búzios inibiu o consumo por ambos P. transversus e L. variegatus. O fracionamento dos extratos dos espécimes de D. mertensii de Búzios e F. de Noronha avaliados em ensaios complementares revelaram uma fração ativa contendo distintos metabolitos secundários defensivos. Diterpenos do tipo guaiano prenilado foram as substâncias majoritárias em ambas as frações, mas dictyol H e epoxipachydictyol A foram os mais abundantes em Búzios e F. de Noronha, respectivamente, seguidos por componentes minoritários. Nossos resultados mostram uma produção diferencial de metabolitos secundários em duas populações distintas e distantes de D. mertensii no litoral brasileiro e sugerem que as defesas químicas desta macroalga marinha não são uma característica qualitativa absoluta desta espécie e pode representar uma especialização ecológica eficaz para prevenir a herbivoria.

Crude extracts of the brown seaweed Dictyota mertensii (Martius) Kützing collected at two distant and different places on the Brazilian coast, Búzios (Rio de Janeiro) and Fernando de Noronha (PE), were evaluated for defensive chemistry against the crab Pachygrapsus transversus, and the sea urchin Lytechinus variegatus. The extract from Búzios specimens of D. mertensii significantly inhibited the consumption by both P. transversus and L. varigetaus. Fractionation of the extracts of specimens of D. mertensii from Búzios and F. de Noronha followed by complementary assays revealed one active fraction from each location, which contained distinct defensive secondary metabolites. In each active fractions prenylated guaiane diterpenes were the major compounds. Dictyol H and epoxypachydictyol A were the most abundant compounds in Búzios and F. de Noronha, respectively, followed by minor components. Our results show a differential production of secondary metabolites in the two distant and different populations of D. mertensii along the Brazilian coast. This suggests that defensive chemicals from this seaweed are not qualitatively absolute characteristics of the species, but may represent an ecological specialization to successfully prevent herbivory.

The present work is a revision on the ecological significance of the production of sesquiterpenes by the marine algae of the genus Laurencia (Ceramiales, Rhodophyta).