Cultivo do Tunicato marinho pelágico Dolioletta gegenbauri (uljanin 1884) para estudos experimentais

Zooplâncton conta para a maior biomassa animal no oceano, são componentes-chave em Webs de alimentos marinhos, e desempenham papéis importantes no oceano biogeoquímica ciclos^1,2. O zooplâncton, embora constituído por uma enorme diversidade de organismos, pode ser distinguido grosseiramente em duas categorias: gelatinosa e não-gelatinosa com poucos táxons intermediários^3,4. Comparado com o zooplâncton não-gelatinoso, o zooplâncton gelatinoso é especialmente difícil de estudar por causa de suas complexas histórias de vida⁵, e seus tecidos delicados são facilmente danificados durante a captura e manuseio. As espécies de zooplâncton gelatinosas são, portanto, notoriamente difíceis de cultura em laboratório e geralmente menos estudadas em comparação com espécies não gelatinosas⁶.

Entre os grupos gelatinosos do zooplâncton, um abundante e de importância ecológica no oceano do mundo são os Thaliaceans. Thaliaceans são uma classe de tunicados pelágicos que incluem as ordens salpida, pyrosomida, e doliolida⁷. Doliolida, coletivamente referidos como doliolids, são pequenos organismos pelágicos livres de natação em forma de barril que podem atingir altas abundâncias em regiões nerióticas produtivas de oceanos subtropicais. Doliolids estão entre os mais abundantes de todos os grupos zooplâncton^4,8. Como alimentadores de suspensão, os os coletam partículas de alimento da coluna de água criando correntes filtrantes e capturando-as em redes de muco⁹. Taxonomicamente, os os são classificados no filo Urochordata¹⁰. Ancestral dos chordates, e além de seu significado ecológico como componentes-chave dos sistemas marinhos pelágicos, os Taliaceanos são de importância para a compreensão das origens da história da vida colonial^{10,11e da} evolução dos Cordados^{5,7,10,12,13,14}.

A história de vida dos os é complexa e contribui para a dificuldade em cultivá-los e sustentá-los através do seu ciclo de vida. Uma revisão do ciclo de vida e da anatomia do doliolid pode ser encontrada em Godeaux et al.¹⁵. O ciclo de vida doliolid, que envolve uma alternância obrigatória entre estágios sexuais e assexuais da história da vida, é apresentado na Figura 1. Os ovos e o esperma são produzidos pelos gonozooids hermafroditas, o único estágio solitário do ciclo de vida. Gonozooids liberar esperma para a coluna de água e os ovos são fertilizados internamente e liberados para se desenvolverem em larvas. Larvas eclodir e metamorfose em oozooids que podem chegar a 1-2 mm. presumindo condições ambientais propícias e nutrição, oozooids tornam-se enfermeiros precoces dentro de 1-2 dias a 20 ° c e iniciam as fases coloniais do ciclo de vida. Oozooids produzem brotos assexualmente em seu stolon ventral. Estes botões deixam o estolão e migram para o cadóforo dorsal onde se alinham em três fileiras emparelhadas. As fileiras dobro centrais transformam-se designados e as duas fileiras dobro exteriores transformam-se trophozooids. Estes últimos fornecem alimentos tanto para o enfermeiro quanto para os designados^16,17. Os trophozooids fornecem a enfermeira a nutrição enquanto perde todos os órgãos internos. Como a abundância de trophozooids aumenta, o tamanho do enfermeiro pode chegar a 15 mm no laboratório. À medida que os designados crescem, cada vez mais ingerem presas planktónicas e atingem ~ 1,5 mm de tamanho antes de serem liberados como indivíduos¹⁷. Uma única enfermeira pode liberar > 100 designados durante sua vida útil¹⁸. Depois que os designados são liberados do cadophore, continuam a crescer e são a segunda etapa colonial do ciclo de vida. Uma vez que alcangam ~ 5 milímetros no tamanho, cada phorozooid desenvolve um conjunto de gonozóoides em seu pedúnculo ventral. Estes gonozooides podem ingerir partículas quando atingem ~ 1 mm de comprimento. Depois que os gonozóoides alcangaram ~ 2 a 3 milímetros no tamanho são liberados do phorozooid e transformam-se o único estágio solitário do ciclo de vida. Uma vez que alcançam ~ 6 milímetros no tamanho, os gonozóoides tornam-se sexualmente maduros¹⁷. Gonozooids pode atingir 9 mm ou maior de comprimento. Gonozooids são hermafroditas, o espermatozóide é liberado intermitentemente enquanto a fertilização dos ovos ocorre internamente^16,17. Quando o gonozooide é ≥ 6 mm de tamanho, ele libera até 6 ovos fertilizados. A cultura bem-sucedida requer o suporte às necessidades específicas de cada um desses estágios de história de vida únicos.

Devido ao significado ecológico e evolutivo de Thaliaceans, incluindo doliolids, há uma necessidade para as metodologias de cultivo para avançar o entendimento da biologia, fisiologia, ecologia e história evolutiva do único organismo¹⁹ . Os doliolids têm uma promessa considerável como organismos modelo experimentais em biologia do desenvolvimento e genômica funcional porque são transparentes e provavelmente têm genomas simplificados^20,21. A falta de métodos de cultivo confiáveis, no entanto, impede sua utilidade como modelos laboratoriais. Embora um punhado dos laboratórios publiquem resultados baseados em doliolids cultivados, a nossas aproximações do cultivo do conhecimento e os protocolos detalhados não estiveram publicados previamente. Com base em anos de experiência e tentativas de cultivo experimental e de erro, o objetivo deste estudo foi revisar experiências e compartilhar protocolos para a coleta e cultivo de doliolids, especificamente a espécie Dolioletta gegenbauri.