Marine and coastal biodiversity studies, 60 years of research funding from FAPESP, what we have learned and future challenges / Estudos de biodiversidade marinha e costeira, 60 anos de financiamento à pesquisa da FAPESP, o que aprendemos e desafios futuros

Abstract In this study we survey and analyze 300 projects related to marine biodiversity funded by FAPESP from 1972 to 2021, of which 46 were nested in the BIOTA Program. From a unique project in the 1970's, the number gradually increased until 2009, when BIOTA promoted a call on marine biodiversity, which led to a boost in the number of funded projects in the subsequent years. The geographical range of the projects expanded over the years and, from studies based on the coast of São Paulo State, the focus gradually shifted to broader areas of the Brazilian coast, then to other areas of the Atlantic, and eventually became global. The majority of projects focused on coastal benthic organisms living on hard-bottom. In terms of taxa, six groups accounted for about 60% of the projects (viz. Crustacea, Actinopterygii, Mollusca, Chondrichthyes, Cnidaria, and Rhodophyta), but it is observed an increase in the number of groups studied over the decades. The 300 projects refer to a set of 82 different topics, of which the top five are taxonomy, phylogeny, community, "omics", and pollution. The analyses show a long-standing effort in marine biodiversity surveys, with ongoing updated approaches regarding scope and methods. Research on strategic areas is discussed, including deep-sea and marine microbiota. Climate change and the increasing pressure of human activity on the ocean, including pollution, acidification and invasive species, are among the main challenges for the future. Projects producing and using basic research data in an integrative and transdisciplinary way offer multiple perspectives in understanding changes in ecosystem functioning and, consequently, are essential to support public policies for the conservation and sustainable use of marine biodiversity at different scales. UNESCO's Decade of Ocean (starting 2021) is a window of opportunity to strengthen marine research, to promote national and international collaboration, to build up networks involving the public and private sector, but particularly to draw society's attention to the importance of knowing marine environments and using ocean resources in a sustainable way. The advancement of ocean literacy is one of the main legacies for future generations promoted by integrated research programs such as BIOTA-FAPESP.

Resumo Neste estudo levantamos e analisamos 300 projetos relacionados à biodiversidade marinha financiados pela FAPESP entre 1972 a 2021, dos quais 46 foram realizados no Programa BIOTA. De um projeto único na década de 1970, o número foi aumentando gradativamente até 2009, quando o BIOTA promoveu uma chamada sobre biodiversidade marinha, o que impulsionou o número de projetos financiados nos anos seguintes. A abrangência geográfica dos projetos se expandiu ao longo dos anos e, a partir de estudos baseados no litoral do Estado de São Paulo, o foco gradualmente se deslocou para áreas mais amplas da costa brasileira, depois para outras áreas do Atlântico, e acabou se tornando global. A maioria dos projetos se concentrou em organismos costeiros, bentônicos, em substrato consolidado. Em termos de táxons, seis grupos responderam por cerca de 60% dos projetos (Crustacea, Actinopterygii, Mollusca, Chondrichthyes, Cnidaria e Rhodophyta), mas observa-se um aumento no número de grupos estudados ao longo das décadas. Os 300 projetos referem-se a um conjunto de 82 temas diferentes, dos quais os cinco principais são taxonomia, filogenia, comunidade, "ômicas" e poluição. As análises mostram um esforço de longa data em pesquisas de biodiversidade marinha, com abordagens atualizadas em relação ao escopo e métodos. A pesquisa em áreas estratégicas é discutida, incluindo os estudos sobre a microbiota marinha e em águas profundas. As mudanças climáticas e a crescente pressão da atividade humana sobre o oceano, incluindo poluição, acidificação e espécies invasoras, estão entre os principais desafios para o futuro. Projetos de produção e uso de dados de pesquisa básica de forma integrada e transdisciplinar oferecem múltiplas perspectivas de compreensão das mudanças no funcionamento dos ecossistemas e, consequentemente, são essenciais para subsidiar políticas públicas de conservação e uso sustentável da biodiversidade marinha em diferentes escalas. A Década do Oceano da UNESCO (a partir de 2021) é uma janela de oportunidade para fortalecer a pesquisa marinha, promover a colaboração nacional e internacional, construir redes envolvendo os setores público e privado, mas principalmente para chamar a atenção da sociedade para a importância de conhecer os ambientes marinhos e utilizar os recursos oceânicos de forma sustentável. O avanço da "alfabetização" oceânica é um dos principais legados para as gerações futuras promovidos por programas integrados de pesquisa como o BIOTA-FAPESP.

Co-occurring morphologically distinct algae support a diverse associated fauna in the intertidal zone of Araçá Bay, Brazil / Algas co-ocorrentes e morfologicamente distintas suportam uma diversa fauna associada na zona entremarés na Baía do Araçá, Brasil

Abstract Species diversity is regulated by historical, neutral and niche processes, with species tolerance, dispersal and productivity guiding diversity at larger scales, while habitat heterogeneity and biotic interactions acts in smaller scales. In rocky shores, several organisms provide secondary substrates for mobile fauna, with macroalgae being the most abundant and diverse ones. The patchiness promoted by different macroalgae hosts enhances small-scale heterogeneity and may increase and maintain the diversity of the mobile organisms, since there is a close relationship between the associated fauna and its hosts. In this study we selected three morphologically different macroalgae that coexist in the same rocky shore height in the Araçá Bay, an area under the threat of the nearby harbor expansion, and evaluated the fauna associated to each algal host. Even under similar abiotic pressure (same rocky shore height), the associated fauna of each algal host varied in number and composition, revealing a close relationship. The poorly branched foliose Ulva lactuca sustained a lower density of organisms and was dominated by isopods, while the heavily branched turf and Bostrychietum community showed a high density of organisms, with a dominance of peracarid crustaceans and annelids on the turf and more resistant groups, such as bivalves, acaris and terrestrial insects on the Bostrychietum. Previous studies in the Araçá Bay already revealed a large spatial heterogeneity in the processes and sessile organisms distribution, and here we highlight that this heterogeneity can be observed in an even smaller scale, with different algal hosts mediating the turnover of species in a scale of centimeters and meters, resulting in diversity maintenance of the associated fauna. Since the harbor expansion may prevent the occurrence of macroalgae as a result of light limitation by suspended platforms, we may expect not only a decrease in algal cover but also in the total diversity of the associated fauna in the Araçá Bay.

Resumo A diversidade de espécies é regulada por processos históricos, neutros e de nicho, com a tolerância das espécies, dispersão e produtividade do sistema guiando a diversidade em grandes escalas, enquanto a heterogeneidade do habitat e as interações bióticas atuam em escalas menores. Em costões rochosos uma série de organismos funciona como substrato secundário para a fauna móvel, sendo macroalgas o tipo mais abundante e diverso de substrato. O mosaico formado pelas diferentes macroalgas hospedeiras aumenta a heterogeneidade em pequena escala e pode aumentar e manter a diversidade dos organismos móveis, uma vez que existe uma relação próxima entre a fauna associada e seus hospedeiros. Neste estudo nós selecionamos três macroalgas diferentes morfologicamente e que coexistem na mesma altura no costão rochoso na Baía do Araçá, uma área sob a ameaça de expansão do porto que fica nas proximidades, e analisamos a fauna associada a cada alga hospedeira. Mesmo sob pressões abióticas similares (mesma altura no costão rochoso), a fauna associada a cada alga variou em número e composição, revelando de fato uma relação próxima entre fauna e alga. Ulva lactuca, uma alga foliosa com pouca ramificação, apresentou uma baixa densidade de organismos e foi dominada por isópodes, enquanto que o turf e o Bostrychietum, algas altamente ramificadas e mais complexas, apresentaram uma alta densidade de organismos, com uma dominância de crustáceos peracáridos e anelídeos no turf e grupos mais resistentes como bivalves, ácaros e insetos terrestres no Bostrychietum. Estudos anteriores conduzidos na Baía do Araçá já mostraram uma grande heterogeneidade espacial nos processos ecológicos e na distribuição dos organismos sésseis, e aqui nós ressaltamos que esta heterogeneidade pode ser observada numa escala ainda menor, com as diferentes algas mediando o turnover de espécies numa escala de centímetros a metros, resultando na manutenção da diversidade da fauna associada. Como a expansão do porto pode impedir a ocorrência das macroalgas devido à limitação de luz que será imposta pelas plataformas flutuantes, nós podemos esperar não apenas uma diminuição da cobertura de macroalgas mas também da diversidade total da fauna associada na Baía do Araçá.

Structure and composition of fish assemblages from São Sebastião Channel tide pools, southwestern Atlantic / Estrutura e composição das assembleias de peixes de poças de marés do Canal de São Sebastião, Atlântico sudoeste

Abstract Organisms living in tide pools in the intertidal zone are exposed to daily and abrupt changes in temperature, dissolved oxygen, pH and salinity, during tidal cycles. Fish assemblages in tide pools are usually very different from those in surrounding areas; resident species exhibit morphological and ecological adaptations to deal with such a variable environment. In this study, we described the environmental conditions and the fish diversity and composition from four tide pools at the continental margin of the São Sebastião Channel, São Sebastião (23º41'-23º54'S; 45º19'-45º30'W), in southeastern Brazil. Monthly, from January to December 2011, we sampled four tide pools (12 samples per pool), applying a standard protocol to record environmental variables, and visual censuses to record abundance, richness and composition of fish assemblages. Environmental and fish data were compared among tide pools and periods throughout the year (warm and cold) using both univariate and multivariate analyses of variance. Tide pools showed significant environmental differences, mainly in area, volume and complexity of substrata. We observed 13 species of fishes (10 families), which belong to five trophic guilds (roving herbivores, territorial herbivores, mobile invertebrate feeders, omnivores and carnivores). Density and richness of fish were almost constant during the studied period, except for a reduction in fish density in São Francisco's Beach during a cold period. However, assemblages from the sampled tide pools differed from each other in composition and relative abundance of species, resulting in four distinct assemblage structures. Bathygobius soporator was the dominant species in most of the tide pools, corresponding to 66% of all recorded fish. The tide pool from Baleeiro's Point was intermediate in size, but was covered by a complex algae community and supported the most diverse fish assemblage, suggesting that habitat complexity may contribute to the diversity of fish.

Resumo Organismos que habitam poças na zona entre marés estão sujeitos a mudanças diárias e abruptas na temperatura, oxigênio dissolvido, pH e salinidade durante os ciclos das marés. Por isso, as assembleias de peixes dessas poças são geralmente bem distintas daquelas das áreas adjacentes, do infralitoral, apresentando espécies residentes com adaptações morfológicas e ecológicas para lidar com tal ambiente variável. Neste estudo, descrevemos e comparamos as condições ambientais e a diversidade e composição da ictiofauna de quatro poças de marés verdadeiras na margem continental do Canal de São Sebastião, São Sebastião (23º41'-23º54'S; 45º19'-45º30'W), sudeste do Brasil. Mensalmente, de janeiro a dezembro de 2011, amostramos quatro poças (12 amostras por poça), aplicando um protocolo padrão para registrar as variáveis ambientais, e censos visuais para registrar a abundância, riqueza e composição da assembleia de peixes. Dados abióticos e da ictiofauna foram comparados entre poças de maré e períodos do ano (quente e frio) usando análises de variância univariadas e multivariadas. As poças de marés diferiram uma das outras principalmente em área, volume e complexidade do substrato. Observamos 13 espécies de peixes (10 famílias) pertencentes a cinco guildas tróficas (herbívoros vágeis, herbívoros territoriais, invertívoros, onívoros e carnívoros). A densidade e riqueza de peixes foram praticamente constantes ao longo do período estudado, exceto pela redução na densidade de peixes observada na poça da Praia de São Francisco durante o período frio. Entretanto, as assembleias das quatro poças de maré diferiram uma das outras quanto à composição e abundância relativa das espécies, resultando em quatro poças com diferentes estruturas de assembleias. O amboré Bathygobius soporator foi a espécie dominante na maioria das localidades, correspondendo a 66% de todos os peixes registrados. A poça da Ponta do Baleeiro apresentou tamanho intermediário, mas esteve coberta por uma complexa comunidade de algas e abrigou a assembleia de peixes mais diversa nesse estudo, sugerindo que a complexidade de habitat pode contribuir para a diversidade de peixes.

Checklist das ascídias (Tunicata, Ascidiacea) do Estado de São Paulo, Brasil / Checklist of ascidians (Tunicata, Ascidiacea) from São Paulo State, Brazil

Ascídias são organismos marinhos que, em sua maioria, vivem fixados a substratos consolidados desde as regiões costeiras até às grandes profundidades. Apesar de serem cordados, apresentam um plano corporal adulto muito modificado em função de seu hábito de vida. O Estado de São Paulo é o que apresenta o melhor conhecimento da fauna de ascídias, tanto em termos de sua biodiversidade como em aspectos ecológicos. No estado, a região do município de São Sebastião foi a mais estudada em função da presença do Centro de Biologia Marinha da USP, que atraiu muitos pesquisadores desde a década de 1960. Nos últimos 50 anos houve um crescimento constante no conhecimento da fauna paulista de ascídias, que conta atualmente com 66 espécies registradas. No entanto, ainda existem lacunas importantes, pois o extremo norte e o litoral sul do estado ainda têm uma fauna de ascídias praticamente desconhecida, especialmente aquela relacionada às ilhas costeiras. As regiões mais profundas da plataforma continental e talude também foram pouco exploradas. Há necessidade de formação de recursos humanos para manter a continuidade dos estudos de biodiversidade, pois atualmente não existe nenhum grupo de pesquisa consolidado trabalhando com Ascidiacea no estado.

Ascidians are marine organisms that, for the most part, are found adhered to hard substrates from coastal to abyssal regions. Despite being chordates, their body plan is very modified to suit their life-style. In Brazil, ascidians are best studied in the State of São Paulo, both in terms of biodiversity and ecology. In that state, coastal waters of the municipality of São Sebastião are particularly well studied because the Marine Biology Research station of the University of São Paulo established there has attracted researchers since the 1960s. Knowledge of ascidians has been increasing continuously during the last 50 years, and today, 66 species are recorded from the state of São Paulo. Nonetheless, there are still important areas that need study, such as the extreme north and south in that state, where the ascidians have almost never been sampled, especially on the many coastal islands. Also, deeper regions of the continental shelf and slope are also poorly studied. Developing additional human resources is necessary for the continuity of biodiversity studies and today, no research group is studying ascidians in the State of São Paulo.