título = "biologia e ecologia de crustáceos decápodos"

“ESTÁGIO DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA”
Orientador
Prof. Dr. Marcelo Antonio Amaro Pinheiro
FCAV - Depto. de Biologia Aplicada - UNESP "Campus" de Jaboticabal
Rod. Prof. Paulo Donato Castellane, s/no. - Fone (16) 3209-2620 a 3209-2623
[email protected] - CEP 14870-000 - Jaboticabal (SP)
INTRODUÇÃO
É muito comum na pesquisa científica depararmos com experimentos onde há a necessidade de
se estimar determinada grandeza (variável dependente) em função de outra conhecida previamente
(variável independente).
Em casos deste tipo, o primeiro passo a ser executado é a realização de uma análise de dispersão
dos pontos da relação num gráfico cartesiano (diagrama de dispersão). Nele verifica-se o
posicionamento dos pontos empíricos, a existência ou não de uma tendência (p. ex., retilínea ou
curvilínea) e a correlação entre as variáveis (positiva ou negativa). Tal análise preliminar tem como
finalidade estabelecer quais são os modelos matemáticos que melhor se adequam à relação e,
posteriormente, ajustá-la aos dados verificando sua representatividade biológica na interconversão entre
variáveis. É importante ressaltar que uma relação entre duas variáveis biológicas jamais deve ser
considerada como uma lei de causa e efeito, o que somente é verdadeiro para as ciências exatas (p. ex.,
a física), onde a variabilidade inexiste. Para isto basta lembrar da variabilidade genética peculiar aos
seres vivos, que regem o crescimento e outras características particulares de uma espécie.
No estudo dos crustáceos (carcinologia), a utilização de certas análises de regressão são muito
comuns. Os modelos matemáticos são geralmente utilizados na predição de uma variável (dependente)
com relação a outra (independente), ou na interpretação de problemas biológicos, tais como:
crescimento Relativo, fecundidade, fator de condição, maturidade sexual, etc.
ANÁLISE DE REGRESSÃO
A análise de regressão é uma poderosa ferramenta estatística que pode ser utilizada pelo biólogo
com a finalidade de verificar, entre vários modelos matemáticos, aquele que melhor representa os dados
da relação, ou seja, verificar pelo ajuste da equação aos pontos empíricos, qual o modelo que minimiza
o erro de sua estimativa (E). Logicamente todo modelo matemático encontra-se associado a um erro de
estimativa, portanto, quando os pontos e a linha de regressão são comparados graficamente, verifica-se
que o valor real e o estimado pelo modelo podem coincidir (E = 0) ou não (E>0 ou E<0).
Existe um valor que totaliza a dispersão de todos os pontos ao redor da reta ou da curva ajustada,
o qual denomina-se desvio médio da regressão ou erro padrão da estimativa (s). Portanto, quanto menor
é o valor de "s", melhor será o ajuste da equação aos pontos empíricos.
O grau de relação entre "y" e "x" é dado pelo coeficiente de correlação (r). Se ocorre um
direcionamento dos valores da relação num mesmo sentido (quando uma variável aumenta a outra
também ou vice-versa) a correlação é positiva; se os valores estão relacionados em direção contrária
(quando uma variável aumenta a outra diminui ou vice-versa), a correlação é negativa; e se não existir
correlação entre as variáveis, fala-se em ausência de correlação. O coeficiente de correlação varia entre
os valores extremos de -1 (correlação negativa perfeita) e +1 (correlação positiva perfeita).
Quando elevamos o coeficiente de correlação ao quadrado, obtemos o coeficiente de
determinação do modelo em estudo (r2), o qual também pode ser expresso em porcentagem (quando
multiplicado por 100). Do mesmo modo, o valor do coeficiente de correlação é facilmente obtido a
partir do valor de r2 extraíndo-se sua raiz quadrada.
Podemos conceituar coeficiente de determinação como o percentual de variação da variável
dependente ("y") explicado pela regressão, ou em outras palavras, o percentual dos dados biológicos
explicado pelo modelo matemático em questão. O valor do r2 é sempre positivo (quando em
porcentagem, varia de 0 a 100 %), assim, quanto maior for o valor percentual do coeficiente de
determinação, melhor será o ajuste do modelo aos dados. Geralmente considera-se que um modelo
apresenta um bom ajuste quando temos o valor de r2 igual ou maior que 0,70 (ou 70 %).
A seguir temos um exemplo de equação biológica representanda por sua equação, seu coeficiente
de correlação e de determinação. Trata-se da duração do primeiro e segundo estágios de zoea de
caranguejos da família Majidae (y = dias), em função da temperatura da água de cultivo (x = oC), onde
encontramos:
y = 1187,97.x
-1,83
2
(r = - 0,86; r = 74 %)
Biologicamente podemos interpretar tal equação matemática do seguinte modo:
1. A relação em questão mostra uma tendência curvilínea entre suas variáveis, o que pode ser
verificado pelo modelo matemático do tipo exponencial (função potência y = a.xb);
2. Existe uma correlação negativa entre as variáveis, ou seja, elevando-se a temperatura da água de
cultivo obtemos uma redução na duração do desenvolvimento larval;
3. A equação obtida mostra-se muito bem ajustada aos pontos empíricos. No caso em questão, o
modelo matemático explica 74 % dos dados reais. Em outras palavras, 74 % da variância da duração
do desenvolvimento larval para espécies da família Majidae pode ser explicada pela temperatura da
água de cultivo, enquanto os 26 % restantes devem-se a outras causas (p. ex., salinidade da água,
etc.).
É importante lembrar que numa regressão com um número "n" de pares ordenados (x,y), as
constantes "a" e "b" estimadas (no caso, respectivamente, 1187,97 e -1,83) são aquelas que minimizam
o somatório do quadrado dos desvios, ou seja, reduzem a diferença entre os valores observados (y) e os
estimados (ye).
Ao representar números, principalmente aqueles envolvendo muitos zeros antes ou depois da
vírgula, é conveniente que os mesmos sejam modificados utilizando as regras de notação científica
pelas potência de 10 (p. ex., 1000 = 103).
Os logarítmos são também comumente utilizados nas análises de regressão. Quando uma relação
curvilínea é logaritmizada, percebe-se que a tendência de seus pontos torna-se linear, ou seja, o modelo
é linearizado. Outro fato que deve ser relembrado é que a exponenciação é a função inversa da
logaritmização.
FECUNDIDADE
Existem na literatura numerosos artigos que analisam de forma precisa a fecundidade dos
crustáceos. Neste sentido, uma maior atenção é dada às espécies utilizadas como alimento (p. ex., siris),
apesar do estudo daquelas de menor porte, apresentarem grande importância biológica por favorecem a
manutenção de seus estoques populacionais. Além disso, a estimativa da fecundidade e da maturidade
sexual, são aspectos que refletem o potencial reprodutivo de uma espécie, bem como sua posição com
relação às demais espécies simpátricas.
A grande maioria dos carcinólogos tem conceituado a fecundidade como o número de ovos
postos por fêmea por desova, sendo sua estimativa realizada com base na relação do número de ovos
(NO) por determinada dimensão representativa do tamanho do animal. Tal dimensão pode variar de
acordo com o grupo animal enfocado, sendo que, por convenção, utiliza-se a largura da carapaça (LC)
quando se trata de representantes da infraordem Brachyura (caranguejos e siris) e o comprimento da
carapaça (CC) quando as espécies enfocadas pertem às infraordens Anomura (ermitões, porcelanídeos,
etc.), Caridea (em sua maioria camarões de água doce) e Penaeidea (camarões marinhos = os quais não
retém os ovos às cerdas pleopodiais = Infraordem Pleocyemata).
Conforme análises realizadas anteriormente, verifica-se que o número de ovos dos crustáceos
mostram-se, em grande parte, correlacionadas positivamente com o tamanho corpóreo, existindo
exceções onde tal correlação inexiste. Vários tipos de equações já foram utilizadas para a análise da
fecundidade, dentre as quais destaca-se a regressão linear simples (y = a + b.x). Apesar disso, a relação
de fecundidade na maioria das espécies de crustáceos assume uma tendência curvilínea, sendo
geralmente melhor ajustada pela função potência (y = a.xb), requendo do pesquisador certa experiência
durante a interpretação gráfica.
Um aspecto que vale a pena ser lembrado é que as fêmeas utilizadas para a determinação da
fecundidade apresentem ovos em estágio inicial de desenvolvimento embrionário, descartando-se assim
a possibilidade de erros provenientes de possíveis perdas durante sua incubação nas cerdas pleopodiais
(abdome).
A fecundidade dos crustáceos pode variar de acordo com a família estudada, podendo apresentar
de 200 a 2.000.000 ovos. As espécies caracterizadas por grandes massas ovígeras (p. ex., representantes
da Família Portunidae) podem ter seus ovos contados por amostragem (peso ou volume), enquanto
aquelas que possuem um número menos expressivo, podem tê-los contados em sua totalidade sob lupa
com um contador manual.
Antes dos dados serem digitados em programas específicos para computador é necessário que
eles sejam previamente organizados em tabelas específicas. Lembre-se que a organização é um dos
requisitos básicos para que qualquer pesquisa científica seja coberta de sucesso!!
CRESCIMENTO RELATIVO
Grande parte dos artigos referentes ao crescimento relativo tratam de espécies de artrópodos,
principalmente insetos e crustáceos, o que se deve ao seu exoesqueleto rígido que propicia mensurações
mais acuradas. A análise do crescimento relativo visa estudar o crescimento de determinada estrutura
apendicular com relação a outra representativa do tamanho corpóreo durante seu desenvolvimento
ontogenético.
Os estudos sobre crescimento relativo foram iniciados com crustáceos por Huxley no começo
deste século, sendo, posteriormente, continuado por Teissier, Hartnoll e Mayrat. No Brasil, o NEBECC
é um dos poucos grupos de pesquisa que estudam o crescimento relativo de crustáceos decápodos,
centrando esforços principalmente sobre os representantes das Infraordens Brachyura (caranguejos e
siris), Anomura (ermitões e porcelanídeos) e Caridea e Penaeidea (camarões).
A finalidade de tais é determinar equações para interconversão entre suas variáveis, bem como
estabelecer possíveis mudanças no crescimento na transição entre as fases do desenvolvimento pósembrionário, o que se processa mais enfaticamente na passagem da fase jovem para a adulta com a
muda da puberdade quando o animal atinge a maturidade sexual.
A função potência (y = a.xb ) é o modelo matemático mais empregado no estudo do crescimento
relativo, onde "y" é a variável dependente, "x" é a variável independente e "a" e "b" são constantes a
serem estimadas. A constante "a" é denominada índice de origem (onde o modelo matemático
intercepta o eixo "y") e "b" a constante de crescimento alométrico ou constante de equilíbrio.
Geralmente estipula-se como variável independente uma dimensão da carapaça (comprimento ou
largura), e como variável dependente, a dimensão de certa estrutura do animal (o somito de
determinado apêndice locomotor, somito abdominal, etc.).
Quando o valor de "b" é igual ou muito próximo da unidade, estamos diante de um crescimento
isométrico, ou seja, as duas variáveis crescem numa mesma taxa (proporção). Quando "b" difere da
unidade, constata-se um crescimento alométrico, com as variáveis crescendo em taxas distintas. A
alometria pode ser negativa (minorante) (b<1, variável dependente cresce em menor taxa que a variável
independente) ou positiva (majorante) (b>1, variável dependente cresce em maior taxa que a variável
independente). Devido à limitação dos testes estatísticos que verificam se o valor de "b" difere ou não
da unidade (p. ex., teste t), muitos autores estipulam como crescimento isométrico valor de "b" entre
0,90 e 1,10 (0,90<b<1,10) e alométrico quando tais valores encontram-se relativamente abaixo ou
acima deste limite.
Vale ressaltar que quando b=1 a função potência (y = a.xb) mostra tendência retilínea, assumindo
uma tendência curvilínea ascendente quando b>1 e descendente quando b<1. Quanto maior for o valor
de "b", mais curvilíneo será o modelo.
Caso o pesquisador necessite de uma modelo retilíneo para representar sua relação biométrica de
crescimento relativo, basta encontrar o logarítmo (no caso o neperiano) de seus fatores. Portanto,
logaritmizando a função potência temos o seguinte modelo Ln y = Ln a + b.Ln x , o qual
lineariza a tendência dos dados empíricos.
Quando aplicamos a lei dos logaritmos o modelo y = a.xb torna-se do tipo Ln y = Ln a + b.Ln
x, onde, substituíndo-se Ln y = Y, Ln a = A e Ln x = X, chegamos a uma regressão linear simples, ou
seja, Y = A + b.X.
Como as variáveis mostram esta tendência curvilínea, antes de começarmos a utilizar as fórmulas
devemos calcular o logarítmo neperiano (Loge X = Ln X, onde e = 2,718281828).
FATOR DE CONDIÇÃO
Em carcinologia, a relação do peso (PE) por certa variável corpórea (comprimento ou largura da
carapaça) pode ser utilizada para a interconversão entre suas variáveis ou em análises que visem estudar
a variação do peso esperado para a espécie em tamanhos pré-estabelecidos.
A relação PE x LC, onde PE é a variável dependente e LC a independente, é descrita pelo mesmo
modelo utilizado no estudo de crescimento relativo (y = a.xb), apesar da constante "a" ser agora
denominada fator de condição. A cosntante "b" determina o tipo de crescimento do animal.
A constante "a" mede o grau de engorda dos animais, variando conforme a época do ano e habitat
ocupado pela espécie. O fator de condição somente pode ser comparado entre os sexos, espécies e
populações, quando os valores de "b" das respectivas equações forem iguais ou muito próximos, devido
à existência de uma correlação negativa entre tais constantes.
A constante "b", diferentemente do que ocorre com o crescimento relativo, denota um
crescimento isométrico quando seu valor é igual a 3, alométrico negativo com b<3 e alométrico
positivo quando b>3. Geralmente, para os crustáceos, o valor de "b" varia entre 2 e 4.
COMPORTAMENTO REPRODUTIVO DE CRUSTÁCEOS DECÁPODOS
Na natureza, os casos de animais que apresentam hábitos solitários são raros pois, pelo menos
numa única vez em seu ciclo de vida, procuram por um parceiro para se reproduzirem. Mesmo aqueles
com reprodução assexuada mantém relações simbióticas com outras espécies, controlados, muitas
vezes, por um intrincado processo comportamental. Este tipo de relação, recebe o jargão etológico de
comportamento social, envolvendo dois ou mais animais, os quais interagem por meio de sinaisestímulos.
As diversas interações comportamentais entre macho e fêmea durante a reprodução, bem como
dos progenitores com seus filhotes, são exemplos típicos de comportamentos sociais. Nestes casos, a
comunicação é um fator de grande importância, pois é assim que se processa a aproximação sexual e a
formação de casais.
Nos braquiúros, a comunicação durante a época reprodutiva pode ocorrer através de sinaisestímulos de ordem visual, auditiva, química e táctil, os quais, muitas vezes, podem atuar
sinergicamente. Assim, a transmissão de informações sobre a condição interna de determinado
espécime pode ser transmitida aos demais indivíduos de uma população, caracterizando assim seu
estado hormonal, gonadal ou de muda.
O reconhecimento sexual e os mecanismos desencadeadores da união entre macho e fêmea são
essenciais para o sucesso reprodutivo dos crustáceos. Nos caranguejos semi-terrestres, estes geralmente
ocorrem por estímulos visuais (p. ex., caranguejo chama-maré = Uca sp.), tácteis, ou acústicos
(caranguejo fantasma = Ocypode sp.). As fêmeas de espécies características de habitat aquático, por sua
vez, valem-se da liberação de substâncias químicas (feromônios) associados à urina, muitas vezes
combinados a estímulos visuais e tácteis, assegurando assim, a receptividade do parceiro.
Conforme a revisão sobre acasalamento de crustáceos braquiúros realizada por Hartnoll (1969),
observa-se a existência de dois padrções distintos de cópula. No primeiro, característico das espécies
aquáticas - Família Portunidae (siris) e Cancridae (caranguejos) - o reconhecimento sexual é feito por
meio de estímulos tácteis, visuais e/ou químicos (feromonais); a côrte é prolongada; e a fêmea é
copulada logo após a muda (exoesqueleto ainda não calcificado). No segundo padrão, do qual fazem
parte os representantes das Famílias Grapsidae e Ocypodidae - caranguejos semi-terrestres - os
estímulos utilizados no reconhecimento são o auditivo e/ou visual; a côrte é breve; e as fêmeas
geralmente são copuladas em intermuda (exoesqueleto calcificado).
Na maioria dos caranguejos aquáticos estudados, observa-se que após a côrte, o macho se acopla
à fêmea em pré-muda. Neste comportamento, denominado "abraço" pré-copulatório ("cradle carry
position"), o macho carrega a fêmea sob sí, mantendo-a com sua carapaça contra seu esterno torácico
até que esta sofra ecdise. Logo após a cópula, o macho pode voltar a exibir este mesmo comportamento,
sendo, por este motivo, tal posição denominada agora "abraço" pós-copulatório. Depois de ocorrido o
reconhecimento sexual, a formação de casais e a cópula propriamente dita, o ciclo reprodutivo é
finalizado com uma ou várias oviposturas consecutivas, assegurando assim a manutenção dos estoques
naturais da espécie.
ETAPAS DO COMPORTAMENTO REPRODUTIVO
(INFRAORDEM BRACHYURA)
CÔRTE - Ocorre frequentemente na maior parte dos representantes da Infraordem Brachyura. Nos
portunídeos o macho eleva-se do sedimento arqueando os pereiópodos (apêndices locomotores),
distende seus quelípodos lateralmente elevando-os acima da carapaça (aprox. 30o), além de posicionar o
quinto par de pereipodos quase que dorsalmente à carapaça (aprox. 45o), agitando-o vigorosamente
(Fig. 1-A).
ABRAÇO PRÉ-COPULATÓRIO - Ocorre somente em braquiúros aquáticos, ocorrendo logo após o
comportamento de côrte. A fêmea dos siris, por exemplo, é manipulada pelo macho com o auxílio dos
quelípodos ("pinças") imobilizando-a a seguir. Posteriormente, esta é posicionada à sua frente,
seguindo, portanto o mesmo sentido de orientação ântero-posterior do macho (Fig. 1-B). A posição de
"abraço" é mantida até pouco antes da fêmea sofrer ecdise, o que ocorre aproximadamente 2 a 3 dias
após ela ter cessado sua alimentação. Em algumas espécies esta posição pode perdurar até um mês,
evitando, assim, a competição itraespecífica com outros machos.
CÓPULA - Durante a cópula, o macho carrega a fêmea recém-mudada (pós-muda) em posição
invertida, mantendo contato ventre a ventre (Fig. 1-C). A fêmea é copulada com o auxílio do primeiro
par de pleópodos, os quais são inseridos nos gonóporos da fêmea. A duração da cópula pode variar
muito entre os braquiros, sendo mais breve nos caranguejos semi-terrestres (até 5 horas) e mais
prolongada nas espécies aquáticas (até 20 horas).
ABRAÇO PÓS-COPULATÓRIO - Este comportamento é idêntico ao "abraço" pré-copulatório,
sendo similar inclusive quanto a duração de sua exibição, no entanto, difere pela fêmea encontrar-se
agora em pós-muda. Tal comportamento tem como função a proteção da fêmea de possíveis
predadores, haja visto que a calcificação da carapaça leva de 2 a 5 dias para ocorrer.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
GLEENSON, R.A. 1991. Cap. III - Intrinsic factors mediating pheromone communication in the blue
crab, Callinectes sapidus, 17-32. In: Bauer, R.T. & Martin, J.W. (ed.). Crustacean Sexual Biology.
Columbia University Press, New York, 355 p.
HARTNOLL, R.G. 1969. Mating in Brachyura. Crustaceana, 16: 161-191.
HEATH, O.V.S. 1981. A estatística na Pesquisa Científica. Editora Pedagógica e Universitária Ltda. /
Editora da Universidade de São Paulo (EPU/EDUSP), São Paulo, 95p.
HUXLEY, J.S. 1972. Problems of Relative Growth. Dover Publications, Inc., New York, 312 p.
PEREIRA, A.R. & ARRUDA, H.V. 1987. Ajuste Prático de Curvas na Pesquisa Biológica. Fundação
Cargill, Campinas, 50 p.
PINHEIRO, M.A.A. 1993. Comportamento copulatório de Panopeus rugosus A.M. Edwards, 1880
(Crustacea, Brachyura, Xanthidae) em cativeiro. Biotemas, 6 (1): 115-120.
PINHEIRO, M.A.A. & FRANSOZO, A. 1993. Relative growth of the speckled swimming crab
Arenaeus cribrarius (Lamarck, 1818) (Brachyura, Portunidae), near Ubatuba, State of São Paulo,
Brazil. Crustaceana, 65(3): 377-389.
PINHEIRO, M.A.A. 1993. Comportamento reprodutivo do siri chita Arenaeus cribrarius (Lamarck,
1818) (Crustacea, Brachyura, Portunidae) em cativeiro. Relatório de Doutorado no. 1 (FAPESP
processo no. 92/1752-8).
SOKAL, R.R. & ROHLF, F.J. 1969. Biometria. Principios y métodos estadísticos en la investigación
biológica. H. Blume Ediciones, Madrid, 832 p.
VAZZOLER, A.F.A. de M. 1981. Manual de Métodos para Estudos Biológicos de Populações de
Peixes. Reprodução e Crescimento. Coordenação Editorial do CNPq, Brasília, 106 p.