Universidade Federal do Rio Grande do Norte. Centro de Biociências. Departamento de Oceanografia e Limnologia. Programa de Pós-Graduação em Ecologia

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2 Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Biociências Departamento de Oceanografia e Limnologia Programa de Pós-Graduação em Ecologia Estrutura populacional e aspectos reprodutivos do Octopus insularis (Cephalopoda: Octopodidae): implicações para o manejo da pesca de polvo no município de Rio do Fogo - RN Françoise Dantas de Lima Orientadora: Dra. Tatiana Silva Leite Abril Natal/RN

3 Françoise Dantas de Lima Estrutura populacional e aspectos reprodutivos do Octopus insularis (Cephalopoda: Octopodidae): implicações para o manejo da pesca de polvo no município de Rio do Fogo - RN Orientadora: Dra. Tatiana Silva Leite Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Ecologia do Departamento de Oceanografia e Limnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, como requisito para obtenção do título de Mestre em Ecologia. Abril Natal/RN I

4 Catalogação da Publicação na Fonte. UFRN / Biblioteca Setorial do Centro de Biociências Lima, Françoise Dantas de. Estrutura populacional e aspectos reprodutivos do Octopus insularis (Cephalopoda: Octopodidae): implicações para o manejo da pesca de polvo no município de Rio do Fogo - RN / Françoise Dantas de Lima. Natal, RN, f. : Il. Orientadora: Profa. Dra. Tatiana Silva Leite. Dissertação (Mestrado) Universidade Federal do Rio Grande do Norte. Centro de Biociências. Programa de Pós-Graduação em Ecologia 1. Polvo Dissertação 2. Maturação Dissertação. 3. Fecundidade Dissertação. I. Leite, Tatiana Silva II. Lins, Jorge Eduardo. III. Universidade Federal do Rio Grande do Norte. IV. Título. RN/UF/BSE-CB CDU II

5 UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE CENTRO DE BIOCIÊNCIAS PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ECOLOGIA Estrutura populacional e aspectos reprodutivos do Octopus insularis (Cephalopoda: Octopodidae): implicações para o manejo da pesca de polvo no município de Rio do Fogo - RN. BANCA EXAMINADORA Dra. Tatiana Silva Leite (Orientadora - UFRN) Dr. Manuel Haimovici (FURG) Dra. Adriana Rosa Carvalho (UFRN) III

6 À Helena Bouth, amizade além da vida. IV

7 AGRADECIMENTOS A Deus, por expressar todo seu poder através dos tão belos mares, transmitindo sutilmente força, paz, perseverança e amor. Sempre grata. À Inácia Lima (Dona Branca), além de mãe, uma guerreira, mulher de fibra e sempre disposta a enfrentar qualquer sacrifício pela felicidade de todos os seus filhos, um exemplo para o mundo. Agradeço todo o apoio e incentivo dado por ela e por toda minha família para que mais uma etapa da minha vida acadêmica fosse concluída. À Tatiana Leite, mais que orientadora, se mostrou uma amiga. Por todos os ensinamentos durantes esses anos no LABIPE, pela paciência e oportunidade de me apresentar ao fantástico mundo dos cefalópodes. Ao companheiro e amigo, Paulo Sarkis, pelo incentivo, amor e compreensão durante todo o período de realização desse trabalho. Por sempre enfatizar o poder do bom humor e da simplicidade. Aos pescadores e habitantes do município de Rio do Fogo, em especial Seu Zé Rogério, Damião, Osmar, Seu Geraldinho, Dona Luzia, Adriano, Lindomar, Didia, Dona Nirinha e muitos outros. Todos, com muito carinho, além de me fornecerem as amostras para esse trabalho, mostraram importantes lições de vida, sendo tão prestativos e simples. Ao Jorge Lins, pelos ensinamentos, contribuições e bom humor ao lidar com os problemas. Mesmo sendo o homem mais ocupado do mundo, sempre encontrou um tempinho para ajudar. Aos queridíssimos colegas de laboratório Guido, Alina, Cylene, Allan, Marina, Marcelo, Garcia, Pedro, Priscila, Natália, Canindé, Seu Wellington, em especial à Lorena e Jaciana, pela amizade, parceria incondicional e apoio nas coletas e nas análises de laboratório. Aos amigos biólogos sempre presentes, Tanágara, Maricota, Marília, Lara, Tita, Tieme, Daniboy, Tiara, Layse, Aline Alves, pela parceria e companhia durante altos e baixos dessa vida. Amizades que atravessam os anos e que se firmam a cada palavra trocada. Aos amigos boêmios, Suzy, Paulinho, Renata, Rodrigo (Bogus), Liginha, Marana, Kátia, Gentil, por me acompanharem em tantos momentos épicos, sendo sempre motivos de inspiração. V

8 Aos amigos músicos Maíra, Cleo, Coxinha, Neemias, Fernando, Carlinhos, Zé Marcos, CBI e tantos outros pelas boas conversas, melodias e incontáveis risadas. Aos amigos parelhenses, Zyane, Clarisse, Géssyka, Novo, Kiko Poico, Moacir, Gia, Salomão, Paul of the bank, pelo carrêgo sagrado de cada encontro. Aos amigos mestrandos, em especial Maíra, Izabel, Mona, Bruno, Heitor, Daniel, Gina, Cris, Pantera, por comporem um grupo tão inteligente, dedicado e altruísta. Ao professor Guilherme Fulgêncio pela estrutura oferecida durante a análise das lâminas histológicas e pela boa música e bom humor que sempre o acompanha. Aos professores Manuel Haimovici e Adriana Carvalho por terem aceitado o convite de contribuir com melhorias para esse trabalho. Agradeço o apoio e atenção. Ao José Airton Vasconcelos, funcionário do IBAMA, pelo apoio e material concedido. Aos amigos funcionários do DOL, Luísa, Levi, Seu Antônio, Cleide, Jair e demais pela ajuda oferecida sempre que se fazia necessário. Às queridas figuras enigmáticas do CB, Mariquinha, Geomar, Damiana, Lourdes, Galego, Fátima e tantos outros que fazem nosso centro funcionar com tamanha peculiaridade. Ao Hell s Pub, por se mostrar um valoroso ponto de fuga durante meus momentos de tédio e estresse provocados pela dissertação, sendo, portanto, um lugar contundentemente inspirador. Aos professores que compõem o Programa de Pós-Graduação em Ecologia e à CAPES, pela bolsa concedida. Ao IDEMA e SEAP-RN pelo apoio durante o desenvolvimento do projeto. A todos aqueles que contribuíram direta ou indiretamente, aqueles que eu não mencionei e até os eu que não conheço, por acreditarem ou descrerem, pelas críticas, olhares, incentivos, abraços. Tudo girou de forma positiva na completude desse ciclo. VI

9 SUMÁRIO LISTA DE FIGURAS... VIII LISTA DE TABELAS... XII RESUMO ABSTRACT INTRODUÇÃO Polvos como recurso pesqueiro Dinâmica populacional e ciclo de vida Espécie alvo Área de estudo Estrutura da dissertação OBJETIVOS Objetivo geral Objetivos específicos CAPÍTULO 1: Maturação sexual e fecundidade do Octopus insularis (Octopodidae) no Nordeste do Brasil Resumo Introdução Material e Métodos Resultados Descrição macroscópica dos estágios de maturação Descrição microscópica dos estágios de maturação Fecundidade Diâmetro dos ovócitos Índices indicadores do status reprodutivo Discussão Referências Bibliográficas VII

10 4. CAPÍTULO 2: Biologia reprodutiva e populacional do Octopus insularis (Cephalopoda: Octopodidae) no Nordeste do Brasil Resumo Introdução Material e Métodos Resultados Estrutura populacional Relação comprimento do manto (CM) e peso total (PT) Razão sexual Aspectos reprodutivos Maturação x classes de tamanho e peso Comprimento da primeira maturação sexual fisiológica (L50) Peso da primeira maturação sexual fisiológica (P50) Variação sazonal dos índices reprodutivos Maturação x variáveis abióticas Discussão Referências Bibliográficas CONSIDERAÇÕES FINAIS REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS GERAIS VIII

11 LISTA DE FIGURAS INTRODUÇÃO Figura 1: Espécie alvo do estudo, O. insularis Leite & Haimovici (2008). Foto: Tatiana Leite Figura 2: Localização geográfica do município de Rio do Fogo, Rio Grande do Norte CAPÍTULO 1 Figura 1: Testículos, sacos de Needham, ovários e glândulas oviducais nos diferentes estágios de maturação em O. insularis Figura 2: Ovários e testículos em diferentes estágios de desenvolvimento. Fêmeas: A Estágio I. Ovócitos arredondados com grandes núcleos e alguns nucléolos (seta). B Estágio II. Ovócitos circundados por uma dupla camada de células foliculares. C Estágio III. Invaginação da camada de células foliculares e presença de vitelo. D Estágio IV. Ovócito com intenso acúmulo de vitelo. EG epitélio germinativo, OV ovócito, N núcleo, CF células foliculares, VT vitelo, C córion. Machos: E Estágio I. Muitas espermatogônias próximas à parede do túbulo (seta). F Estágio II. Espermatozoides maturando no lúmen do túbulo. G Estágio III. Muitos espermatozoides maduros. H Estágio IV. Grandes espaços vazios no lúmen do túbulo (seta). ES espermatogônias, EP espermátides, EZ espermatozoides Figura 3: Correspondência entre os estágios de maturação gonadal macro e microscópicos em machos e fêmeas de O. insularis Figura 4: Porcentagem de fêmeas de O. insularis com espermatozoa (EZ) dentro da espermateca, ao longo das classes de comprimento do manto (mm) Figura 5: A Corte longitudinal de uma glândula oviducal com cisternas vazias (ou espermatecas). B - Cisternas oviducais (CO) completamente preenchidas por espermatozoa (EZ) IX

12 Figura 6: A Relação logarítmica entre o comprimento do espermatóforo (CE) e o comprimento do manto. B Relação logarítmica entre o CE e o peso total Figura 7: Corte longitudinal do ovário de O. insularis mostrado ovócitos em diferentes fases de desenvolvimento. OV 1 ovócitos no estágio I. OV 2 ovócitos no estágio II e OV 3 ovócitos no estágio III Figura 8: Distribuição da frequência relativa dos ovócitos em classes tamanho (diâmetro em µm) nos diferentes estágios de maturação Figura 9: Variação dos índices gonadossomático (IGS) e de maturação (IM) entre os estágios reprodutivos dos machos de O. insularis. As barras verticais indicam o Erro Padrão da Média. Letras diferentes indicam diferenças significativas entre os estágios de maturação Figura 10: A - Variação dos índices gonadossomático (IGS) e de maturação (IM) entre os estágios de desenvolvimento gonadal de fêmeas de O. insularis. B variação do índice da glândula oviducal (IGO) entre os estágios de desenvolvimento gonadal de fêmeas. As barras verticais indicam o Erro Padrão da Média. Letras diferentes indicam diferenças significativas entre os estágios de maturação Figura 11: Relações entre o índice de maturação (IM), fêmeas, e índice gonadossomático (IGS), machos, com comprimento do manto (CM) e peso total CAPÍTULO 2 Figura 1: Distribuição da frequência absoluta de machos e fêmeas de O. insularis em classes de tamanho (A) e peso (B) Figura 2: Variação mensal das médias do comprimento do manto (CM) de machos (A) e fêmeas (B) de O. insularis em Rio do Fogo. As barras verticais indicam o erro padrão da média Figura 3: Variação mensal das médias das raízes quadradas do peso total de machos (A) e fêmeas (B) de O. insularis em Rio do Fogo. As barras verticais indicam o erro padrão da média X

13 Figura 4: Relação entre o comprimento do manto (CM) e o peso total de machos, fêmeas, indivíduos imaturos e maduros Figura 5: Proporção de machos e fêmeas de O. insularis encontrada ao longo dos intervalos de tamanho e peso. As classes, representadas pelo ponto médio, com razões sexuais significativamente diferentes, estão marcadas com asterisco (*) Figura 6: Proporção de machos e fêmeas de O. insularis encontrada nos meses amostrados. Os meses com razões sexuais significativamente diferentes estão marcado com asterisco (*) Figura 7: Frequência dos estágios de maturação entre as classes de comprimento do manto (mm) e peso total (g) de machos e fêmeas de O. insularis da região Rio do Fogo/RN Figura 8: Determinação do comprimento de primeira maturidade sexual fisiológica (L50) de machos e fêmeas de O. insularis utilizando a Ogiva de Galton Figura 9: Determinação do peso de primeira maturidade sexual fisiológica (P50) de machos e fêmeas de O. insularis Figura 10: Variação do índice gonadossomático (IGS) de machos de O. insularis entre os meses dos anos 2010 e As barras verticais indicam o erro padrão da média Figura 11: Variação do índice de maturação (IM) de fêmeas de O. insularis entre os meses dos anos 2010 e As barras verticais indicam o erro padrão da média Figura 12: Variação do índice da glândula oviducal (IGO) de fêmeas de O. insularis entre os meses dos anos 2010 e As barras verticais indicam o erro padrão da média Figura 13: Variação mensal da temperatura superficial do mar (TSM) e velocidade do vento ao longo dos meses dos anos 2009, 2010 e As barras verticais indicam o erro padrão da média XI

14 Figura 14: Relações entre o comprimento do manto (CM) de machos e fêmeas com os valores de temperatura superficial do mar (TSM o C) e velocidade do vento (m/s), ajustadas em modelos quadráticos Figura 15: Relações entre os índices reprodutivos IGS (machos) e IM (fêmeas) com os valores de temperatura superficial do mar (TSM o C) e velocidade do vento (m/s), ajustadas em modelos quadráticos sem a constante XII

15 LISTA DE TABELAS CAPÍTULO 1 Tabela 1: Descrição macro e microscópica dos estágios de maturação sexual nos machos de O. insularis, mostrando a amplitude do índice gonadossomático (IGS) referentes à cada estágio de maturação Tabela 2: Descrição macro e microscópica dos estágios de maturação sexual nas fêmeas de O. insularis, mostrando a amplitude do diâmetro do ovário (DO), das glândulas oviducais (GO) e do índice de maturação (IM), referentes à cada estágio de desenvolvimento gonadal Tabela 3: Amplitude, média e desvio-padrão (DP) do comprimento do manto e peso total em cada estágio de maturação de machos e fêmeas de O. insularis em Rio do Fogo. Letras diferentes indicam diferenças significativas entre os estágios de maturação Tabela 4: Médias, amplitudes e desvio padrão (DP) do diâmetro dos ovócitos de fêmeas de O. insularis nos diferentes estágios de maturação. Nov = número de ovários. Noc = número de ovócitos. Letras diferentes indicam diferenças significativas entre os estágios de maturação CAPÍTULO 2 Tabela 1: Valores dos parâmetros das regressões entre comprimento do manto (CM) e peso total (PT), e das análises de covariância realizadas para machos (M) e fêmeas (F). F = valor do teste da análise de covariância. p = nível de significância Tabela 2: Relações entre a temperatura da superfície do (TSM) e velocidade do vento com o comprimento do manto (CM) de machos e fêmeas e com os índices de maturação de fêmeas (IM) e gonadossomático de machos (IGS) de O. insularis. n = número de observações; r 2 = coeficiente de determinação; F = valor do teste da ANOVA; p = valor de significância. *Equação sem a constante Tabela 3: Valores dos comprimentos (L50) e pesos (P50) de primeira maturação gonadal do O. vulgaris e O. insularis (presente estudo).. 69 XIII

16 RESUMO No Nordeste do Brasil, Octopus insularis é a espécie de polvo de maior importância comercial e sua captura tem sido realizada durante muitos anos pelos mesmos pescadores de lagosta da região. Visando obter informações a respeito da biologia reprodutiva dessa espécie, foram realizadas amostragens entre novembro de 2009 e setembro de 2011, nas quais foram registrados o comprimento do manto (CM) e o peso fresco total (PT) de exemplares presentes nos desembarques e peixarias do município de Rio do Fogo (RN). Desse total foram coletadas aleatoriamente 264 gônadas de machos e 295 de fêmeas, as quais foram analisadas quanto ao grau de maturação e pesadas para obtenção dos índices reprodutivos. Foram determinados quatro estágios reprodutivos macro e microscópicos para machos (imaturo, maturando, maduro, pós-maduro) e fêmeas (imatura, início da maturação, final da maturação, madura), além de determinada a fecundidade. O número médio de ovos encontrados nos ovários das fêmeas foi e uma média de 39 espermatóforos no saco de Needham nos machos. Foram encontradas fêmeas com espermatozoa na espermateca a partir de 69 mm de CM, ainda imaturas. O CM da primeira maturação (L50) foi 64,41 e 98.5 mm e o peso foi 270 e 630 g em machos e fêmeas, respectivamente, evidenciando que os machos maturam em um tamanho e peso inferiores às fêmeas. Os picos de maturação foram registrados em fevereiro e novembro/2010 e setembro/2011. As épocas de maior atividade reprodutiva duraram cerca de 3 meses e ocorreram em intervalos de 7 a 10 meses. Apenas uma fêmea no estágio V foi encontrada e o número de fêmeas no estágio IV foi baixo. Provavelmente as fêmeas maduras migram para águas mais profundas de habitats mais complexos com o intuito de realizar a desova, indicando que a pesca através do mergulho livre, realizada até a profundidade máxima de 15 m, não está acessando essa parcela do estoque. Finalmente fica evidenciada a importância de se estabelecerem estratégias de manejo para a exploração de O. insularis, as quais devem diferir das normas atuais aplicadas à pesca de O. vulgaris, pois as duas espécies possuem características biológicas distintas. Palavras-chave: maturação, fecundidade, estrutura populacional, manejo. 14

17 ABSTRACT In northeastern Brazil, Octopus insularis is the most commercially important cephalopod species and its capture has been performed for several years by the lobster fishermen in the region. In order to obtain information about the reproductive biology, 1108 specimens were collected between November 2009 and September 2011 in the landings and fish markets of Rio do Fogo (RN). For each specimen the mantle length (CM) and total fresh weight (PT) were recorded. Gonads of 264 males and 295 females were examined macroscopically and histologically to assess sexual maturation and determine reproductive indices. Four reproductive stages were determined for males (immature, maturing, mature and post-mature) and females (immature, early maturing, late maturing and mature). The average of eggs recorded in the female s gonads was and 39 was the average of spermatophores found in male Needham s complex. Spermathecae with sperm were found in females with 69 mm CM (immature). Males and females become sexually mature at and mm of CM, respectively. The weight at sexual maturity was 270 g for males and 630 g for females. The values of the size and weight at sexual maturity found in this study show that males mature at smaller sizes than females. For both sexes the maturation peaks occurred in February and November 2010 and also in September The periods of maximum reproductive activity lasted about 3 months and it seems to occur every 7 10 months. Only one spent female (stage V) was found and the number of mature females was low. Presumably, mature females migrate to deep waters with complex habitat to protect the offspring, indicating that fishery by snorkeling with maximum depth of 15 meters is not reaches this part of the stock. Finally, it is noticeable the importance of the establishment of management strategies for the exploitation of O. insularis different of the ones used for O. vulgaris, once the species have distinct biological features. Keywords: maturation, fecundity, population structure, management. 15

18 1. INTRODUÇÃO A Classe Cephalopoda que inclui polvos, lulas e sépias, possui aproximadamente 1000 espécies distribuídas em 162 gêneros e 47 famílias (Boyle & Rodhouse, 2005). Dentre a ordem que inclui os polvos (Octopodida) se destaca o gênero Octopus com 112 espécies descritas atualmente e distribuídas principalmente em águas rasas tropicais (Sweeney & Roper, 1998). Com essa grande variedade de espécies, os polvos desempenham um papel fundamental nas relações tróficas dos ecossistemas marinhos (Nesis, 1987), tanto como predadores de uma diversa fauna bentônica, como presas importantes de uma variedade de espécies que estão no topo de cadeia alimentar como os atuns, tubarões e mamíferos marinhos (Clarke, 1996; Hanlon & Messenger, 1996). Polvos como recurso pesqueiro Além do papel ecológico, os cefalópodes constituem importantes recursos pesqueiros, fazendo parte de grandes pescarias em diferentes regiões do mundo. Tanto os polvos como as sépias representam 12% das capturas de cefalópodes no mundo, enquanto as lulas predominam com 75% do total dessa pescaria. Em nível mundial, as capturas de cefalópodes em 1970, representavam somente 0,8% do total das capturas realizadas. Entretanto, desde 2002, quando a captura registrava cerca de três milhões de toneladas, essa pescaria vem aumentando significativamente atingindo um pico de aproximadamente quatro milhões de toneladas em 2008 (FAO, 2010). Cerca de 31 espécies de polvos pertencentes a vários gêneros foram identificadas como recursos de interesse ou potencial importância para a pesca (Roper. et al., 1983). Dentre essas, as espécies do complexo Octopus cf. vulgaris, consideradas cosmopolitas, são os principais alvos da pesca de polvo no mundo (Nesis, 1987). As principais espécies capturadas no Brasil são Octopus vulgaris (Cuvier, 1797) e Octopus insularis (Leite & Haimovici, 2008), as quais fazem parte de pescarias artesanais desde a região Norte até o Sul do país (Perez et al., 2004, Leite et al., 2009a). A produção comercial do polvo comum (O. vulgaris) na região Sudeste-Sul do Brasil iniciou-se com a frota que utilizava 16

19 redes de arrasto com portas, na qual o polvo ocorria como fauna acompanhante na pesca de camarões (Costa & Haimovici, 1990). A redução das capturas de pescados tradicionais, dentre eles o camarão e alguns peixes predadores de polvos, aliada a uma tendência mundial de expansão pesqueira sobre os cefalópodes, tornaram os polvos excelentes potenciais pesqueiros no Brasil (Caddy & Rodhouse, 1998). No Nordeste brasileiro a pesca de polvo se concentra no Ceará e Rio Grande do Norte, onde se captura principalmente Octopus insularis. Esta é realizada de forma artesanal pelos mesmos pescadores de lagosta que utilizam como arte de pesca o bicheiro (ferro com gancho na ponta) em mergulho livre ou mergulho auxiliado por um compressor (CEPENE, 2006; Leite, 2009a). No Ceará a pescaria de espinhel de potes já se encontra implementada desde 2005, concentrada principalmente no município de Itarema (Braga, et al., 2007). O Rio Grande do Norte é atualmente um dos maiores produtores de polvo da região Nordeste, possuindo 20 municípios litorâneos que participam ativamente da pesca artesanal de O. insularis, gerando uma produção média anual de 219 toneladas (Vasconcelos, 2008). A maior captura de polvo no estado ocorre no município de Rio do Fogo que detém 39% das capturas anuais de pescados (Vasconcelos, 2008). A pesca é realizada mediante mergulho livre ou através do uso de compressor com o auxílio de um bicheiro, juntamente com a captura da lagosta, em especial nas áreas dos arrecifes, restingas e fundos de fanerógamas. Dinâmica populacional e ciclo de vida dos polvos De maneira geral, para entender a atividade de pesca é necessário interpretar um amplo conjunto de informações que a compõe, como a estrutura e dinâmica populacional da espécie alvo e as características reprodutivas do estoque. Assim, informações biológicas que caracterizam diferentemente as espécies são de extrema relevância para direcionar e alicerçar planos de manejo e utilização sustentável dos recursos pesqueiros. Os processos reprodutivos de uma população influenciam a dinâmica de recuperação do estoque e compreendê-los permite a elaboração de estratégias para a manutenção das capturas dentro de uma faixa sustentável, garantindo a 17

20 viabilidade populacional nas gerações seguintes (Jennings, et al., 2001; King, 2007). O ciclo de vida dos cefalópodes coleóides, em geral, é curto, podendo variar de seis meses até três anos (Mangold, 1986). São animais semélparos, ou seja, possuem apenas um evento reprodutivo durante a vida (Mangold, 1983; Boyle & Rodhouse, 2005). Há uma grande discussão sobre qual a estratégia reprodutiva que caracteriza os polvos. As informações disponíveis sobre o ciclo de vida, reprodução, uso do habitat e comportamento mostram que eles são caracterizados por uma combinação de K e r-estrategistas. O intenso cuidado parental por parte da fêmea e o fato de possuírem desenvolvimento direto os apontam como relativamente mais próximos de K-estrategistas, enquanto o ciclo de vida curto e a alta fecundidade os aproximam a r-estrategistas (Mangold, 1986; Rocha et al. 2001). Nos polvos da família Octopodidae, durante o evento reprodutivo, os machos transferem os espermatóforos (armazenados no saco de Needham), para as fêmeas através de um dos braços, o hectocótilo, modificado quando o animal está sexualmente maduro (Boyle e Rodhouse, 2005). Os espermatóforos são depositados no oviduto da fêmea, se rompem e liberam o esperma que é posteriormente armazenado na espermateca da glândula oviducal, onde ocorre a fertilização (Froesch & Marthy, 1975). Os ovos fecundados atravessam o oviduto proximal e chegam até o ovário, iniciando o processo de ovogênese (Mangold, 1986; Boletzky, 1992). Quando completamente maduros os ovos vão para o oviduto proximal onde são temporariamente acumulados. Antes da desova os ovos possuem um córion e são formados por células foliculares ovarianas, de onde se prolonga um pedúnculo que ao se enrolar com os outros pedúnculos formam uma corda (Mangold, 1983). Essas cordas, que variam de 100 a 400, em número, são depositadas no substrato, dentro da toca da fêmea. O desenvolvimento embrionário demora entre um e dois meses dependendo da temperatura da água (Mangold, 1977, Forsythe & Hanlon 1985; Boletzky, 1992). O desenvolvimento é direto e as paralarvas, após a eclosão, permanecem no plâncton onde se alimentam até se estabelecerem no 18

21 substrato e iniciarem a fase bentônica (Hanlon & Messenger, 1996; Boyle & Rodhouse, 2005). Espécie alvo Octopus insularis é uma espécie recém descrita e caracteriza-se por possuir tamanho médio a grande, com braços curtos e grossos, possuindo manto e cabeça largos com pele rugosa marrom-avermelhada e lígula pequena (Leite & Haimovici, 2008a). Sua distribuição abrange as águas rasas da costa e ilhas oceânicas do nordeste brasileiro, sendo a principal espécie de polvo alvo da pescaria comercial nessas regiões (Leite et al., 2008b, 2009a) (Figura 1). Os polvos alimentam-se de uma grande variedade de presas e são frequentemente considerados predadores generalistas (Boyle & Rodhouse, 2005). O. insularis alimenta-se principalmente de crustáceos, bivalves, gastrópodes e, com menor frequência, também de cefalópodes e peixes (Bouth et al, 2011). No Arquipélago Fernando de Noronha, esta espécie mostrou ter forte preferência por pequenos crustáceos, utilizando a estratégia de forrageio conhecida como minimizadora de tempo (Leite et al, 2009b; Bouth et al, 2011). A biologia e ecologia desta espécie vêm sendo estudada em diversos aspectos como taxonomia (Leite & Haimovici, 2008a), padrões corporais (Leite & Mather, 2008c), ecologia e comportamento alimentar (Bouth et al., 2011, Leite et al., 2009b) e pesca (Leite et al. 2009a) principalmente nas ilhas oceânicas brasileiras. Nesse sentido, este estudo tem como objetivo ampliar o conhecimento sobre o ciclo de vida desta espécie para assegurar sua exploração sustentável. 19

22 Figura 1: Espécie alvo do estudo, O. insularis (Leite & Haimovici, 2008). Foto: Tatiana Leite. Área de estudo O município de Rio do Fogo situa-se no Leste Potiguar nas coordenadas S e W, distando cerca de 90 km da capital do estado, Natal (IBGE, 2005) (Figura 2). A temperatura média anual está em torno de 25,8ºC e umidade relativa média anual de 75% (IDEMA, 2010). Rio do Fogo encontra-se inserido em uma das áreas de pesca de lagosta de maior importância para o Estado e também de grande conflito no que diz respeito à gestão dos recursos pesqueiros, uma vez que se encontra dentro da área da Área de Proteção Ambiental (APA) Estadual dos Recifes de Coral que compreende ha. Com um total de 173 barcos e 224,3 toneladas de lagostas e 83,8 toneladas de polvo pescados no ano de 2005 (IBAMA-CEPENE, 2005), Rio do Fogo concentra uma parcela importante das comunidades litorâneas de pesca artesanal, cuja renda esta diretamente ligada à pesca da lagosta, de forma que a pesca de polvo tem caráter complementar, mas com perspectivas de crescimento em virtude da diminuição das capturas de lagosta. 20

23 Figura 2: Localização geográfica do município de Rio do Fogo, Rio Grande do Norte. Estrutura da dissertação O presente estudo foi dividido em dois capítulos. O capitulo 1 apresenta uma abordagem sobre as características do processo de maturação sexual em O. insularis, a partir da descrição macro e microscópica dos estágios de desenvolvimento gonadal e aplicação dos índices reprodutivos. O capítulo dois mostra as características da biologia reprodutiva e estrutura populacional, tais como comprimento e peso de primeira maturação sexual e determinação das épocas de maior intensidade reprodutiva na população dessa espécie. Por fim, são apresentadas considerações finais, as quais abordam as principais peculiaridades na biologia reprodutiva do O. insularis e apontam importantes informações para alicerçar planos de manejo e conservação dessa espécie na região de Rio do Fogo-RN. 21

24 2. OBJETIVOS OBJETIVO GERAL Avaliar a estrutura populacional e as características da biologia reprodutiva do polvo tropical Octopus insularis no município de Rio do Fogo, nordeste do Brasil. OBJETIVOS ESPECÍFICOS Descrever macro e microscopicamente os estágios de maturação de machos e fêmeas, analisando a correspondência entre eles. Avaliar como os estágios de maturação se distribuem nas diferentes faixas de tamanho e peso. Determinar a fecundidade de machos e fêmeas e relacioná-la ao comprimento do manto e peso total. Analisar as variações na razão sexual ao longo dos meses amostrados. Definir a relação entre o comprimento do manto e o peso em machos e fêmeas e em indivíduos maduros e imaturos. Determinar o comprimento e o peso de primeira maturação para machos e fêmeas. Determinar épocas de maior atividade reprodutiva da espécie. 22

25 3. CAPÍTULO 1 Maturação sexual e fecundidade do Octopus insularis (Octopodidae) no Nordeste do Brasil RESUMO O polvo Octopus insularis ocorre em uma ampla região do Atlântico tropical, habitando águas rasas do litoral e ilhas oceânicas do Nordeste do Brasil, sendo o principal alvo da pesca comercial de polvos nessas regiões. Visando esclarecer as particularidades relacionadas ao desenvolvimento reprodutivo dessa espécie, foram coletadas na região costeira de Rio do Fogo ( S e W), 545 gônadas, das quais 257 eram de machos e 288 de fêmeas, previamente medidos (CM) e pesadas (PT). Foram descritos quatro estágios macro e microscópicos de maturação gonadal e, dessa forma, foi proposta uma escala de maturação para machos (imaturo, em maturação, maduro e pós-maduro) e fêmeas (imatura, início da maturação, final da maturação e madura). Constatou-se que para esta espécie o processo de desenvolvimento reprodutivo é bastante similar ao descrito para outras espécies de cefalópodes, especialmente O. vulgaris, com pequenas diferenças relacionadas à morfologia e tamanho relativo das gônadas. A fecundidade média registrada para fêmeas foi ovos e foi encontrada uma média de 39 espermatóforos dentro de saco de Needham nos machos. Ovócitos em vários estágios de desenvolvimento foram encontrados em um mesmo ovário, o que indica que o início da vitelogênese não ocorre de forma sincrônica entre todos os ovócitos. Em fêmeas com CM acima de 69 mm, ainda imaturas, foi identificado esperma na espermateca, o que indica a existência de cópulas oportunísticas mesmo quando elas ainda são juvenis. Para interpretar o processo de maturação em fêmeas e machos, O IM (índice de maturação) e o IGS (índice gonadossomático) mostraram-se como melhores indicadores, respectivamente. O polvo tropical, O. insularis, possui peculiaridades relacionadas à biologia reprodutiva, o que enfatiza a importância de se estabelecerem estratégias de manejo e conservação direcionadas a essa espécie na região Norte-Nordeste do Brasil. Palavras-chave: reprodução, maturação gonadal, conservação. INTRODUÇÃO A compreensão dos processos reprodutivos de uma população sujeita à exploração pesqueira é de fundamental importância, uma vez que tais processos determinam a dinâmica de recuperação do estoque e permitem a elaboração de estratégias para a manutenção das capturas dentro de uma faixa sustentável, garantindo a viabilidade populacional nas gerações seguintes (Jennings, et al., 2001; King, 2007). O processo de maturação sexual nas fêmeas de polvos envolve o crescimento dos ovos, através do acúmulo de grande quantidade de lipoproteínas e vitelo, bem como o aumento do órgão reprodutivo acessório, a glândula oviducal (Boyle e Rodhouse, 2005). Nos machos os espermatozoides 23

26 maduros são produzidos no testículo, empacotados dentro de um complexo de espermatóforos e, posteriormente, armazenados no saco de Needham (Mangold, 1983; Norman, 2003). Com base no tamanho e aspecto das glândulas oviducais e ovários, para fêmeas, e na presença ou ausência de espermatóforos no saco de Needham, para machos, diversas escalas macroscópicas já foram elaboradas, principalmente para O. vulgaris (Guerra, 1975; Mangold, 1987; Quetglas et al., 1998; Inejih, 2000). O processo de gametogênese também já foi extensamente abordado em diversas espécies de cefalópodes, dentre elas O. vulgaris (Gonçalves et al., 2002; Rodríguez-Rua et al., 2005; Idrissi et al., 2006; Jiménez-Badillo et al., 2008), O. mimus (Olivarez Paz et al., 2001), O. maya (Avila-Poveda et al., 2009) Loligo vulgaris reynaudii (Sauer & Lipiński, 1990), Sepia pharaonis e S. dollfusi (Gabr et al., 1998). Nesses estudos, a abordagem histológica permitiu a definição precisa das características e funções das gônadas, o que garante confiabilidade na elaboração de escalas que classificam as diferentes fases da maturação sexual em cefalópodes (Olivares Paz, et al., 2001; Rodríguez-Rúa, et al., 2005). Comumente as espécies do gênero Octopus são caracterizadas por possuírem ciclo de vida curto, com desenvolvimento direto, no qual a paralarva, após a eclosão, passa por um período planctônico até se estabelecer no substrato. A maioria possui fecundidade alta e ovos pequenos, variando de a em O. vulgaris, a em O. tetricus e mais de em O. cyanea (Mangold, 1987; Rocha et al., 2001; Carvalho & Reis, 2003; Boyle e Rodhouse, 2005). A espécie alvo desse estudo, Octopus insularis, ocorre em uma ampla região do Atlântico tropical, habitando águas rasas do litoral e ilhas oceânicas do Nordeste do Brasil, sendo o principal alvo da pesca comercial de polvos nessas regiões (Leite, et al., 2009). Característico de ambientes rochosos e recifais, O. insularis alimenta-se principalmente de crustáceos, bivalves, gastrópodes e, com menor frequência, também de cefalópodes e peixes (Bouth et al, 2011). Apresenta características distintas da sua congênere O. vulgaris, com braços curtos e grossos, manto e cabeça largos com pele rugosa marromavermelhada (Leite & Haimovici, 2008). 24

27 Em virtude da escassez de estudos relacionados ao ciclo de vida do O. insularis e sua importância crescente como recurso pesqueiro no Norte- Nordeste do Brasil, este trabalho objetiva registrar informações sobre sua biologia reprodutiva, analisando a fecundidade e realizando a descrição das características macro e microscópicas do processo de desenvolvimento gonadal desta espécie, visando contribuir com futuras estratégias de manejo e conservação. MATERIAL E MÉTODOS Foram coletadas, nos desembarques e peixarias de Rio do Fogo, 545 vísceras, das quais 257 eram de machos e 288 de fêmeas, ao longo de 15 expedições entre janeiro de 2010 e setembro de De todos os exemplares coletados foram registrados o comprimento do manto (CM), com um paquímetro, e o peso fresco com auxílio de uma balança digital. As vísceras foram fixadas em formalina 10% e transferidas para álcool etílico 70% para conservação. No Laboratório de Biologia Pesqueira (LABIPE) da UFRN, as gônadas e as glândulas digestivas foram separadas do restante das vísceras, medidas, pesadas e analisadas quanto ao seu grau de maturação. Todos os polvos coletados eram provenientes da pesca através do mergulho livre que é realizado em regiões rasas, com profundidades máximas de 15 m. A descrição macroscópica de cada estágio de maturação de machos e fêmeas foi realizada baseada em Guerra, (1975), Barbosa et al. (1997) e Quetglas et al. (1998). A caracterização dos estágios reprodutivos nas fêmeas levou em consideração aspectos como: diâmetro, cor e textura do ovário, tamanho e formato dos ovócitos e diâmetro e coloração da glândula oviducal. Para os machos foram utilizadas características relativas ao tamanho, cor e formação dos testículos, saco de Needham e espermatóforos. Foram registrados o peso do ovário (OW) e o peso do complexo oviducal (OCW), além do diâmetro da glândula oviducal (OGD) nas fêmeas, e o peso do testículo (TW) e do saco de Needham (NCW), nos machos. Foi utilizado um 25

28 paquímetro digital, com precisão de 0,5 mm, para medições e uma balança com precisão de 0,001 g, para pesagem. Para determinação do status reprodutivo da espécie foram calculados índices reprodutivos que relacionam o peso das diferentes partes da gônada entre si ou com o peso do corpo (BW): Índices gonadossomáticos (IGS) para machos (m) e fêmeas (f) (Otero, et al., 2007): Índices de maturação (IM) para machos (m) e fêmeas (f) (Guerra, 1975): Índice da glândula oviducal (IGO) (somente fêmeas) (Rodríguez-Rua et al., 2005): Para a análise microscópica do grau de maturação foram utilizadas seis gônadas (três machos e três fêmeas) por classe de tamanho, com intervalos de 10 mm, fixadas em solução de Bouin, antes dos cortes histológicos para preparação das lâminas. No início do processo os tecidos foram desidratados com álcool etílico absoluto e diafanizados com Xilol. Os fragmentos, incluídos em parafina, foram cortados com um micrótomo de cinco micra. Após esse processo, os tecidos foram levados a uma estufa com temperatura em torno de 60 graus e em seguida foi iniciado o processo de coloração com Hematoxilina-Eosina. 26

29 A fecundidade dos machos foi obtida através da contagem do número de espermatóforos presentes no saco de Needham de 42 indivíduos maduros. O comprimento de 10 espermatóforos de cada espécime também foi registrado. Foram utilizados cinco ovários para determinação da fecundidade nas fêmeas. Eles foram colocados em solução de Gilson para dissociação e remoção dos restos de tecidos. De cada ovário foram contados os ovócitos presentes em três subamostras, de um grama cada, e a partir da média obtida foi determinado, por extrapolação, o número total de ovócitos presentes no ovário. O diâmetro dos ovócitos também foi registrado nos ovários de 35 fêmeas com o auxílio de fotografias obtidas por meio de um estereomicroscópio, as quais foram manipuladas no programa Image Tool. Testes Qui-quadrado (χ 2 ) foram utilizados para verificar a distribuição dos estágios reprodutivos dentro das classes de tamanho e peso, e ao longo dos meses, bem como para validar as escalas macro e microscópicas. Análises de variância (Anova one way) foram usadas para determinar as médias de comprimento do manto e peso correspondentes a cada estágio de maturação em machos e fêmeas. Foram realizadas regressões simples entre o comprimento do espermatóforo e o comprimento do manto (CM) e peso total (PT). As regressões também foram utilizadas para verificar as relações entre os índices reprodutivos e o CM e PT. Para análises a posteriori foi utilizado o teste de Tukey HSD. Os softwares utilizados para desenvolver as análises foram o Statistica 8.0 e o Systat RESULTADOS Descrição macroscópica dos estágios de maturação sexual Foram identificados quatro estágios de maturação gonadal para machos (imaturo, maturando, maduro e pós-maduro) e cinco para fêmeas (imatura, início da maturação, final da maturação, madura, desovada). Entretanto, apenas uma fêmea desovada foi encontrada, por isso optou-se por não descrever esse estágio. As descrições macroscópicas referentes a cada um dos estágios de maturação sexual em machos e fêmeas de O. insularis estão sumarizadas nas 27

30 Tabelas 1 e 2 e as gônadas correspondentes a cada estágio estão apresentadas na Figura 1. Descrição microscópica dos estágios de maturação sexual O processo de espermatogênese nos machos de O. insularis ocorre dentro dos numerosos túbulos seminíferos presentes no testículo separados um do outro por uma membrana basal. Ao longo do processo de maturação esses túbulos vão ficando maiores e mais alongados. Os espermatozoides (espermatozoa) encontram-se concentrados no lúmen de cada túbulo. Eles possuem cabeças finas e fortemente basófilas e caudas longas, delgadas e eosinófilas. Quatro estágios microscópicos de maturação sexual foram descritos para machos de O. insularis, baseados nos processos de formação de espermatozoides maduros dentro dos túbulos seminíferos. Os resultados estão apresentados na Tabela 1 e representados na Figura 2. No inicio do desenvolvimento gonadal das fêmeas de O. insularis, as ovogônias encontram-se ligadas ao epitélio germinal e no decorrer da maturação elas modificam-se em ovócitos num processo chamado ovogênese. Os ovócitos possuem formato arredondado nos estágios iniciais e tornam-se mais alongados nos estágios tardios. Além disso, possuem citoplasmas basófilos quando imaturos, os quais se tornam intensamente eosinófilos, devido à concentração de vitelo nos indivíduos maduros. Foram descritos histologicamente quatro estágios de maturação para fêmeas de O. insularis baseados nas características das fases ovocitárias prévitelogênicas e vitelogênicas. As descrições estão sumarizadas na Tabela 2 e as fotos correspondentes a cada estágio estão apresentadas na Figura 2. 28

31 Tabela 1: Descrição macro e microscópica dos estágios de maturação sexual nos machos de O. insularis, mostrando a amplitude do índice gonadossomático (IGS) referentes à cada estágio de maturação. Estágios Macroscópico Microscópico IGS I (Imaturo) Testículo branco e pequeno, saco de Needham branco, possuindo apenas uma massa esponjosa. Ausência de espermatóforos. Os túbulos seminíferos são pequenos, arredondados e definidos. Presença de espermatogônias próximas a parede do túbulo, espermatócitos primários e secundários. Próximas ao lúmen central encontram-se espermatídias em diferenciação. 0,015 0,100 II (Maturando) Testículo maior em relação ao estágio I. Saco de Needham com espermatóforos delgados e brancos ainda não completamente formados envoltos por uma massa esponjosa. Túbulos seminíferos mais alongados e claramente definidos ao longo do testículo. Nessa fase estão presentes todos os tipos celulares da espermatogênese. Podem-se observar espermatozoas maturando no lúmen de cada túbulo. 0,026 0,280 III (Maduro) Testículo amarelado. Abundância de espermatóforos bem formados dentro do saco de Needham. O peso do saco espermatofórico aumenta em relação ao peso do testículo. Os espaços entre os túbulos seminíferos, os quais sofrem intenso alongamento, se tornam bastante reduzidos. Presença de todos os tipos celulares, com abundância de espermatozoa no lúmen. 0,047 0,387 IV (Pósmaturação) Testículo menor em relação ao estágio III. Saco de Needham flácido possuindo poucos espermatóforos bem formados. Poucas células estão presentes no túbulo seminífero. Grandes espaços vazios no lúmen central com pouca espermatozoa presente, indicando que estes foram expelidos do testículo para serem armazenados no saco de Needham dentro dos espermatóforos. 0,114 0,337 29

32 Tabela 2: Descrição macro e microscópica dos estágios de maturação sexual nas fêmeas de O. insularis, mostrando a amplitude do diâmetro do ovário (DO), das glândulas oviducais (GO) e do índice de maturação (IM), referentes à cada estágio de desenvolvimento gonadal. Macroscópico Microscópico Estágio Ovário Glândulas oviducais Ovário DO (mm) GO (mm) IM I (Imatura/ Imatura) II (Início da maturação/prévitelogênese I) III (Final da maturação/prévitelogênese II) IV (Madura/ Vitelogênese) Branco e muito pequeno, não havendo sinais de granulação através da membrana ovariana. Ovócitos muito pequenos e redondos Branco e ainda pequeno, apresentando sinais de granulação através da membrana ovariana. Ovócitos maiores e um pouco mais alongados Grande e amarelado possuindo ovócitos bem visíveis e alongados ainda aderidos ao pedúnculo ovariano Grande com alta abundância de ovócitos, os quais estão menos aderidos ao pedúnculo ovariano São pequenas e brancas. Seu diâmetro é ligeiramente maior que o diâmetro do oviduto. Maiores e mostram 2 ou 3 faixas distintas. Apresenta linhas longitudinais. Inicia-se o processo de escurecimento da glândula. Grandes com linhas longitudinais e aproximadamente um terço apresenta coloração preta Muito grandes e quase totalmente pretas com linhas longituniais. Muitas ovogônias no epitélio germinal. Os ovócitos são arredondados, possuindo citoplasma basófilo e um núcleo grande com alguns nucléolos próximos a membrana nuclear. Os ovócitos podem ou não estar circundados por uma única camada de células foliculares de formato achatado. Presença de ovogônias no epitélio germinal e citoplasma basófilo. Os ovócitos, ainda arredondados, se tornam maiores com o núcleo grande, situado na porção mais periférica da célula, possuindo apenas um nucléolo. Há uma dupla camada de células foliculares circundando o ovócito: uma externa com formato alongado e outra interna com aspecto de cuboidal a arrendodado. Os ovócitos aumentam consideravelmente seu diâmetro. O citoplasma tem aspecto granuloso e se torna eosinófilo, devido ao acúmulo de vitelo. A dupla camada de células foliculares invagina-se para o interior do ovócito. Não se observa a presença de nucléolos. Intensa proliferação de vitelo no interior do ovócito, o que provoca um deslocamento das dobras foliculares em direção a periferia da célula. O citoplasma é intensamente eosinófilo e o núcleo não é visualizado. Inicia-se a formação do córion. 4,00-12,00 10,10-22,20 17,00-31,00 27,80 56,00 0,90-3,85 2,15-5,00 3,90-6,90 4,65-9,85 0,63-0, ,08 0,29-0,03 0,15-0,005 30

33 Figura 1: Testículos, sacos de Needham, ovários e glândulas oviducais nos diferentes estágios de maturação em O. insularis. 31

34 Figura 2: Ovários e testículos em diferentes estágios de desenvolvimento. Fêmeas: A Estágio I. Ovócitos arredondados com grandes núcleos e alguns nucléolos (seta). B Estágio II. Ovócitos circundados por uma dupla camada de células foliculares. C Estágio III. Invaginação da camada de células foliculares e presença de vitelo. D Estágio IV. Ovócito com intenso acúmulo de vitelo. EG epitélio germinativo, OV ovócito, N núcleo, CF células foliculares, VT vitelo, C córion. Machos: E Estágio I. Muitas espermatogônias próximas à parede do túbulo (seta). F Estágio II. Espermatozoides maturando no lúmen do túbulo. G Estágio III. Muitos espermatozoides maduros. H Estágio IV. Grandes espaços vazios no lúmen do túbulo (seta). ES espermatogônias, EP espermátides, EZ espermatozoides. A descrição macroscópica dos estágios de maturação para machos (χ2 = 48,82; gl = 9; p < 0,05) e fêmeas (χ2 = 81,56; gl = 9; p < 0,05) correspondeu significativamente aos estágios microscópicos. O gráfico de bolhas mostra que ambas as descrições macro e microscópica foram significativamente 32

35 Escala macroscópica Escala macroscópica correlacionadas tanto para machos quanto para fêmeas, ou seja, as escalas estão próximas ou sobrepostas (Figura 3), o que indica a validação das escalas de maturação sexual. 5 Machos n = 30 R 2 = 0, Fêmeas Microscopic scale n = 37 R 2 = 0, Escala microscópica Figura 3: Correspondência entre os estágios de maturação gonadal macro e microscópicos em machos e fêmeas de O. insularis. As médias de CM e PT dos machos foram significativamente diferentes entre os estágios de maturação (CM: F = 45,92; gl = 3; p < 0,05) (PT: 39,72; gl = 3; p < 0,05), o mesmo ocorrendo para as fêmeas (CM: F = 71,643; gl = 3; p < 0,05) (PT: F = 111,07; gl = 3; p < 0,05) (Posteriori Tukey HSD). Em ambos os sexos as médias de tamanho e peso aumentaram conforme a evolução dos estágios reprodutivos (Tabela 3). Entretanto, as médias de peso dos machos nos estágios I e II não diferenciaram 33

36 significativamente. Da mesma forma, fêmeas nos estágios III e IV não mostraram diferenças significativas em relação ao CM e PT. Tabela 3: Amplitude, média e desvio-padrão (DP) do comprimento do manto e peso total em cada estágio de maturação de machos e fêmeas de O. insularis em Rio do Fogo. Letras diferentes indicam diferenças significativas entre os estágios de maturação. Comprimento do manto (mm) Peso Total (g) Estágio macroscópico N Amplitude Média DP Amplitude Média DP Machos I a a II b a III c b IV d c Fêmeas I a a II b b III c c IV c c Foi verificada a presença de espermatozoa nas glândulas oviducais de 72,73% das fêmeas analisadas (Figura 4), indicando que mesmo imaturas as fêmeas de O. insularis copulam, armazenando espermatozoa em estruturas presentes na glândula oviducal conhecidas por cisternas oviducais ou espermateca. 34

37 > 160 Frequência de fêmeas 100% 80% 60% 40% 20% 0% Comprimento do manto (mm) Espermateca com EZ Espermateca sem EZ Figura 4: Porcentagem de fêmeas de O. insularis com espermatozoa (EZ) dentro da espermateca, ao longo das classes de comprimento do manto (mm). N = 33. Todas as fêmeas com menos de 68 mm de CM apresentaram espermatecas vazias (Figura 5 A), enquanto a maioria dos indivíduos com CM acima desse valor possuíam espermatozoa armazenados na espermateca (Figura 5 B) 500 µm Figura 5: A Corte longitudinal de uma glândula oviducal com cisternas vazias (ou espermatecas). B - Cisternas oviducais (CO) completamente preenchidas por espermatozoa (EZ). 35

38 CE (mm) Fecundidade O número de espermatóforos encontrados dentro dos sacos de Needham de machos maduros variou de 15 a 66, com uma média de 39,23±14,02. Não foi encontrada nenhuma relação significativa entre o número de espermatóforos e o comprimento do manto ou peso total. Uma média de 34,46±5,10 mm de comprimento do espermatóforo (CE) foi registrada para O. insularis. O menor comprimento encontrado foi 21,40 mm e o maior foi 42,20 mm. As relações entre tamanho do espermatóforo com CM (N = 40, F = 26,21, gl = 1, p < 0,05), e com PT (N = 42, F = 19,56, gl = 1, p < 0,05) seguiram modelos logarítmicos (Figura 6), indicando que o comprimento do espermatóforo tende a se estabilizar em uma determinada faixa de CM e PT A B y = ln(x) y = ln(x) R² = 0,63 R² = 0, Comprimento do manto (mm) Peso total (g) Figura 6: A Relação logarítmica entre o comprimento do espermatóforo (CE) e o comprimento do manto. B Relação logarítmica entre o CE e o peso total. O número de ovócitos nos ovários das fêmeas de O. insularis variou de a , com média de ,39, nos ovários das fêmeas de O. insularis. Não foi possível determinar relações entre a fecundidade feminina e o CM e PT em razão do baixo número de ovários em condições propícias à realização do método. Diâmetro dos ovócitos As médias dos diâmetros dos ovócitos oscilaram significativamente entre os estágios de maturação (F = 3433,21, gl = 3, p < 0,05) (Tabela 4), 36

39 aumentando conforme o avanço do desenvolvimento gonadal (Posteriori Tukey HSD). Tabela 4: Médias, amplitudes e desvio padrão (DP) do diâmetro dos ovócitos de fêmeas de O. insularis nos diferentes estágios de maturação. Nov = número de ovários. Noc = número de ovócitos. Letras diferentes indicam diferenças significativas entre os estágios de maturação. Diâmetro do ovócito (µm) Estágios Nov Noc Amplitude Média DP I ,16-145,83 62,91 a 20,60 II ,00-440,00 109,37 b 29,80 III ,92-774,68 235,30 c 108,01 IV , ,02 444,52 d 177,87 Em um mesmo ovário foram encontrados ovócitos em mais de um estágio de desenvolvimento (Figura 7). Analisando a distribuição das frequências relativas dos diâmetros dos ovócitos ao longo dos estágios de maturação, verificou-se que nos estágios III e IV ainda foram encontrados ovócitos com diâmetros característicos dos estágios iniciais. Isso indica que mesmo nos estágios avançados ainda há presença considerável de ovócitos em diferenciação (Figura 8). Figura 7: Corte longitudinal do ovário de O. insularis mostrado ovócitos em diferentes fases de desenvolvimento. OV 1 ovócitos no estágio I. OV 2 ovócitos no estágio II e OV 3 ovócitos no estágio III. 37

40 Frequência relativa (%) I - Imatura II - Início da maturação III - Final da maturação IV - Madura Diâmentro do ovócito (µm) Figura 8: Distribuição da frequência relativa dos ovócitos em classes tamanho (diâmetro em µm) nos diferentes estágios de maturação. Índices indicadores do status reprodutivo Machos Ao longo dos estágios de maturação dos machos foi verificada uma variação significativa do índice gonadossomático (IGS), o qual relaciona o peso da gônada ao peso do corpo (F = 34,97, gl = 3, p < 0,05) (Figura 9). Os valores 38

41 IGS do índice tendem a aumentar com a maturação, entretanto não foram encontradas diferenças entre os estágios mais avançados, III e IV (Posteriori Tukey HSD). Por outro lado, o índice de maturação (IM), o qual relaciona o peso do testículo com o peso do saco de Needham, não mostrou variações significativas entre os estágios reprodutivos masculinos. Um aumento do índice da glândula digestiva (IGD) dos machos foi detectado ao longo dos estágios de maturação (F = 3,45, gl = 3, p < 0,05). Embora tenha ocorrido aparentemente uma diminuição do IGD no estágio IV, essa variação não foi significativa (Posteriori Tukey HSD) IM 0.05 IGS IM I II III IV 0.29 Figura 9: Variação dos índices gonadossomático (IGS) e de maturação (IM) entre os estágios reprodutivos dos machos de O. insularis. As barras verticais indicam o Erro Padrão da Média. Letras diferentes indicam diferenças significativas entre os estágios de maturação. Fêmeas Foi detectado um aumento significativo do IGS (F = 81,42, gl = 3, p < 0,05), bem como uma significativa diminuição do IM através dos estágios reprodutivos (F = 115,06, gl = 3, p < 0,05) (Figura 10). O índice da glândula oviducal (IGO) também variou ao longo dos estágios de maturação (F = 63,66, gl = 3, p< 0,05), se mostrando também um bom parâmetro para determinação do status reprodutivo em fêmeas de O. insularis. 39

42 IM IGO O IGD se manteve alto durante os estágios iniciais de maturação e decresceu nos estágios mais avançados, entretanto tais variações não foram significativas A IM (F) IGS (F) IGS B I II III IV I II III IV Figura 10: A - Variação dos índices gonadossomático (IGS) e de maturação (IM) entre os estágios de desenvolvimento gonadal de fêmeas de O. insularis. B variação do índice da glândula oviducal (IGO) entre os estágios de desenvolvimento gonadal de fêmeas. As barras verticais indicam o Erro Padrão da Média. Letras diferentes indicam diferenças significativas entre os estágios de maturação. O IM e o IGS foram escolhidos para análise de relação com o comprimento do manto e peso por serem os mais representativos dos estágios de maturação em fêmeas e machos, respectivamente. Foi identificada uma relação logarítmica negativa entre o índice de maturação das fêmeas e o comprimento do manto, ou seja, à medida que o tamanho aumenta, há uma tendência de diminuição do índice de maturação e, consequentemente, aumento da atividade reprodutiva (N = 280, F = 421,27; gl = 1; p < 0,05). A mesma relação foi encontrada entre o IM e o peso (N = 277, F = 426,40; gl = 1; p < 0,05) (Figura 11). Entre os machos foi verificado que a relação entre o índice gonadossomático e o comprimento do manto (N = 250, F = 213,58; gl = 1; p < 0,05) seguiu um modelo potencial, a mesma relação sendo encontrada para o peso (N = 245, F = 134,39; gl = 1; p < 0,05), indicando maior atividade reprodutiva à medida que o tamanho aumenta. 40

43 IGS (machos) IM (fêmeas) y = ln(x) R² = 0, CM (mm) y = 7E-06x R² = 0, y = ln(x) R² = 0, Peso total (g) y = x R² = 0, CM (mm) Peso total (g) Figura 11: Relações entre o índice de maturação (IM), fêmeas, e índice gonadossomático (IGS), machos, com comprimento do manto (CM) e peso total. DISCUSSÃO O processo de desenvolvimento gonadal observado em O. insularis é bastante similar ao descrito para outras espécies de cefalópodes, especialmente O. vulgaris (Guerra, 1975; Quetglas et al. 1998; Inejih, 2000; Jimenez-Badillo et al., 2008), com algumas diferenças relacionadas principalmente à morfologia e tamanho relativo das estruturas gonadais, fecundidade e tamanho ao longo dos estágios de maturação. Foram identificados e descritos quatro estágios de maturação, macro e microscópicos, para ambos os sexos de O. insularis, comparados a três descritos para machos e quatro para fêmeas (Guerra, 1975); três para ambos os sexos (Quetglas et al., 1998), chegando a sete estágios para machos e fêmeas (Arkhipkin, 1992) em O. vulgaris. Com base na grande variação de 41

44 classificações descritas para O. vulgaris observa-se que o número de estágios de maturação sexual, em uma mesma espécie, é reflexo dos diferentes critérios adotados durante a análise das gônadas (Gonçalves et al., 2002). Apesar da semelhança entre a morfologia e desenvolvimento gonadal da espécie alvo do estudo com outras espécies do gênero Octopus, como O. vulgaris (Inejih, 2000; Jimenez-Badillo et al., 2008), O. hubbsorum (Cárdenas, 2009) e O. maya ( Avila-Poveda et al., 2009), foram observadas diferenças durante a análise macroscópica das gônadas, principalmente nas fêmeas. As linhas longitudinais encontradas em toda extensão das glândulas oviducais do O. insularis foi diferente do padrão denticulado na região apical descrito para O. vulgaris, Eledone cirrhosa e E. moschata (Guerra, 1975; Caparro, 2010). Também foi verificado que os tamanhos médios dos ovários, glândulas oviducais e ovócitos, em cada estágio de maturação, registrados para O. insularis são inferiores aos valores obtidos para O. vulgaris e O. mimus (Guerra, 1975; Olivares Paz et al., 2001; Gonçalves et al., 2002). A amplitude e o número médio de ovócitos encontrados nos ovários de fêmeas de O. insularis ( a ) foram inferiores aos valores de fecundidade observados em O. vulgaris que variaram de a (Oosthuizen & Smale, 2003; Otero et al., 2004). O número máximo de espermatóforos encontrados em um saco de Needham de O. insularis (N = 66) foi consideravelmente inferior aos máximos registrados para O. vulgaris na Galícia (N = 374) por Otero et al. (2004), no Golfo de Cádiz (N = 276) por Silva et al. (2002) e na costa Portuguesa (N = 109) por Carvalho e Reis (2003). Por ser uma espécie menor que sua congênere, é de se esperar que a fecundidade de O. insularis seja inferior, uma vez que a quantidade de ovos produzida por um indivíduo está intimamente ligada ao tamanho e peso do corpo (Mangold, 1983; Boyle & Rodhouse, 2005). No entanto, o baixo número de ovários disponíveis para o cálculo da fecundidade limitaram a verificação desta relação no presente estudo. Entre os estágios I e II, os ovários não aumentaram em tamanho e peso de forma significativa, enquanto um crescimento expressivo ocorreu nos estágios finais. Este é um padrão observado em muitas espécies de cefalópodes, nas quais o crescimento do ovário é mediado pela formação e 42

45 multiplicação de um complexo de células foliculares que aceleram o processo de vitelogênese (Olivares Paz et al., 2001; Boyle & Rodhouse, 2005). Diversos estudos mostraram que nos estágios iniciais uma intensa proliferação de células germinativas não implica no crescimento imediato do ovário, o que parece ocorrer de maneira expressiva somente durante a vitelogênese (Idrissi, et al., 2006; Jimenez-Badillo et al., 2008). Nessa fase inicia-se o processo de acúmulo de vitelo no lúmen do ovário, havendo aumento considerável nos tamanhos dos ovócitos, o que afeta a massa e volume da gônada. Esse crescimento se reflete de forma expressiva nas escalas macroscópicas e índices de maturação sexual (Olivares, 2001, Boyle & Rodhouse, 2005). A presença de ovócitos em mais de um estágio de desenvolvimento em um mesmo ovário, principalmente nas gônadas em estágios avançados, indica que o início da vitelogênese não ocorre de forma sincrônica entre todos os ovócitos, mesmo padrão observado para O. vulgaris (Idrissi et al., 2006) e O. mimus (Olivares et al., 2001). Boyle & Rodhouse (2005) afirmam que os ovócitos crescem a diferentes taxas e pode ser que nem todos atinjam a maturação devido à competição entre eles por recurso (suprimento sanguíneo) e espaço. Por outro lado, considerando que a desova em polvos tem duração entre 25 e 125 dias (Mangold, 1987) é provável que os ovócitos continuem o processo de maturação mesmo quando se inicia a postura, havendo uma espécie de parcelamento da desova dentro de um único evento reprodutivo (Rocha, et al., 2001). Essa estratégia pode ampliar o sucesso reprodutivo da espécie, uma vez que a postura total e imediata deixaria a prole mais vulnerável às ações bióticas ou abióticas, como a predação ou distúrbios ambientais (Jennings, et al., 2001). Nos machos, o processo de espermatogênese é muito similar ao descrito para O. vulgaris (Gonçalves et al., 2002; Rodríguez-Rua et al., 2005, Idrissi, et al., 2006). Esse processo inicia-se com a transformação de espermatogônias, após sucessivas divisões mitóticas, em espermatócitos primários, que através da primeira divisão meiótica dão origem aos espermatócitos secundários. Uma segunda divisão meiótica transforma estes em espermatídia, a qual se diferencia em espermatozoa (ou espermatozoides) 43

46 em um processo chamado espermiogênese, no qual ocorre a formação do flagelo (Mangold, 1987; Gonçalves et al., 2002; Boyle & Rodhouse, 2005). Assim como verificado em outros estudos, os polvos machos maturam com tamanho e idade menores em relação às fêmeas (Hernández-Garcia et al., 2002; Rodríguez-Rua et al., 2005; Ávila-Poveda et al., 2009; Batista, 2011). Contudo, a presença de espermatozoa nas espermatecas de fêmeas imaturas indica que pode ocorre a cópula mesmo que as fêmeas não tenham atingido a maturação gonadal, armazenando o esperma por períodos prolongados antes da fertilização (Froesch & Marthy, 1975; Pérez et al., 1990). Considerando a maturação precoce nos machos do gênero Octopus, a ocorrência de machos maduros durante a maior parte do ano (Hernández- Garcia et al., 2002; Rodríguez-Rúa, et al., 2005; Avila-Poveda et al., 2009) e a capacidade das fêmeas de armazenar esperma (Mangold, 1977; Rodríguez- Rua et al., 2005; Jiménez-Badillo et al., 2008), pode-se inferir que as cópulas ocorrem oportunisticamente, uma vez que os polvos são descritos como animais solitários (Wells & Wells, 1956; Hanlon & Messenger, 1996). Essa característica permite a possibilidade de cópulas durante períodos mais amplos, e não somente nas épocas em que se encontram fêmeas maduras. Segundo Quinteiro et al. (2011) uma fêmea pode copular com vários machos ao longo do seu ciclo de vida e terá mais chances de ser o genitor da prole o macho que realizar a última cópula, pois a ponta do seu braço hectocotilizado pode remover o esperma armazenado na glândula oviducal e depositar os seus espermatozoides (Hanlon & Messenger, 1996). Isso sugere que machos adultos podem formar casais com fêmeas subadultas a adultas para assegurar a paternidade da prole, enquanto as fêmeas mais jovens têm comportamento solitário com cópulas oportunísticas. De fato, Huffard et al. (2008) e Leite et al. (em preparação) observaram a formação de casais, nos quais os machos protegiam as fêmeas de outros da mesma espécie, em indivíduos adultos de Abdopus aculeatus e O. insularis, respectivamente. Em relação aos índices reprodutivos, os que apresentaram melhor eficiência para representar os estágios reprodutivos foram o IGS e IGO e, principalmente, o IM para fêmeas e o IGS para machos. O índice de maturação registrado para fêmeas diminuiu ao longo dos estágios reprodutivos, o que de acordo com Guerra (1975), ocorre devido à forte relação entre o peso do ovário 44

47 e o peso dos ovidutos e suas glândulas oviducais. Ainda segundo o autor, durante as fases iniciais de desenvolvimento gonadal o ovário pesa cerca de cinco vezes mais que o complexo oviducal, enquanto nas etapas mais avançadas ele pode atingir um peso cinquenta vezes superior. Entre os machos de O. insularis, a relação do peso do testículo e o peso do complexo de Needham com o processo de maturação não foi evidente, diferente do encontrado por Guerra (1975) para O. vulgaris no Mediterrâneo, que mostrou uma clara relação entre o peso das diferentes partes da gônada masculina. As duas espécies habitam regiões com características diferentes, e provavelmente O. insularis, por ser dominante nas águas quentes tropicais e com pouca variabilidade ambiental, encontra condições ideais para permanentemente produzir e liberar espermatóforos, havendo oscilação constante do peso das diferentes partes da gônada. De uma forma geral, os resultados obtidos no presente estudo apontam distintas características relacionadas à biologia reprodutiva do polvo tropical, O. insularis, como menor fecundidade, maturação em menores faixas de tamanho e produção constante de espermatóforos nos machos, além da capacidade de estocagem de esperma, principalmente quando comparada à sua congênere O. vulgaris, espécie de águas mais frias. Estes aspectos reprodutivos reforçam a importância de se estabelecerem estratégias de manejo e conservação direcionadas a essa espécie na região Norte-Nordeste do Brasil. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Arkhipkin, A.I., Reproductive system structure, Development and Function in Cephalopods with a New General Scale for Maturity Stages. J. Northw. Atl. Fish. Sci., 12: Avila-Poveda, O.H.; Colin-flores, R.F.; Rosas, C Gonad development during the early life of Octopus maya (Mollusca : Cephalopoda). Biol. Bull., 216: Barbosa, S.S.; Santos, S.B.; Tomás, A.R.G Análise crítica dos índices de maturidade de Hayashi, Guerra e Moriyasu para uma população de 45

48 Octopus vulgaris Cuvier, (Cephalopoda: Octopodidae). Arq.Biol.Tecnol. 40 (2): Batista, B.B Estimativa da idade do polvo, Octopus insularis capturado com espinhel de potes no Ceará, relacionada com os estágios de maturação gonadal. Dissertação apresentada ao curso de Pós-Graduação em Engenharia de Pesca, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza. Boyle, P.; Rodhouse, P.G Cephalopods: ecology and fisheries. Blackwell Science, UK. 464p. Caparro, L.S In: Report of the Workshop on Sexual Maturity Staging of Cephalopods (WKMSCEPH). ICES, International Council for the Exploration of the Sea. Livorno Italy. Cárdenas, R.P Biología reproductiva del pulpo Octopus hubbsorum berry, 1953 (Cephalopoda, Octopodidae) en la isla Espíritu Santo, Golfo da Califónia, México. Dissertação de mestrado em Ciencias en Manejo De Recursos Marinos, Instituto Politécnico Nacional, La Paz, B.C.S. 67p. Carvalho, J.M.N.; Reis, C.S Contributions to knowledge on the maturation and fertility of the common octopus Octopus vulgaris Cuvier, 1797 on the Portuguese coast. Bol. Inst. Esp. Oceanogr. 19 (1-4): Froesch D.; Marthy, H.J The structure and function of the oviducal gland in octopods (Cephalopoda). Proc. R. Soc. B. 188: Gabr, H.R.; Hanlon, R.T.; Hanafy, M.H.; El-Etreby, S.G Maturation, fecundity and seasonality of reproduction of two commercially valuable cuttlefish, Sepia pharaonis and S. dollfusi, in the Suez Canal. Fisheries Research, 36: Gonçalvez, I; Sendão, J.; Borges, T.C Octopus vulgaris (Cephalopoda: Octopodidae) gametogenesis: A histological approach to the verification of the macroscopic maturity scales. Abhandlungen Der Geologischen Bundesanstalt, 57:

49 Guerra, A Determinación de las diferentes fases del desarrollo sexual de Octopus vulgaris Lamarck, mediante un índice de madurez. Investigation Pesquera, 39 (2) Hanlon, R.T.; Messenger, J.B Cephalopodes Behaviour. Great Britan, Cambridge University Press. 231p. Hernández-García, V.; Hernández-López, J. L.; Castro-Hdez, J. J On the reproduction of Octopus vulgaris off the coast of the Canary Islands. Fisheries Research, 57: Idrissi, F.H.; Koueta, N.; Idhalla, M.; Belghyti, D.; Bencherifi, S Les modalités du cycle sexuel du poulpe Octopus vulgaris du Sud marocain (Tantan, Boujdour). C. R. Biologies. 329: Inejih, C.A.O Dynamique spatio-temporelle et biologie du poulpe (Octopus vulgaris) dans les eaux mauritaniennes: Modélisation de l'abondance et aménagement des pêcheries. Tese de doutorado da Universidade de Bretagne Occidentale, França. 261p. Jennings, S.; Kaiser, M.S.; Reynolds, J.D Marine Fisheries Ecology. Blackwell Science, Oxford, 432 p. Jiménez-Badillo, M.L.; Río-Rodríguez, R.E.; Gómez-Solano, M.I.; Cu-Escamilla, A.; Méndez-Aguilar, D., Madurez gonádica del pulpo Octopus vulgaris en el Golfo de México: Análisis macroscópico y microscópico. Universidad Autónoma de Campeche, 48p. King, M., Fisheries biology, assessment and management. Blackwell Pub., 382p. Leite, T.S.; Haimovici, M.; Molina, W.; Warnke, K Morphological and genetic description of Octopus insularis new species (Cephalopoda: Octopodidae), a cryptic species in the Octopus vulgaris complex from the tropical Southwestern Atlantic. Journal of Molluscan Studies. v 74, p

50 Leite, T.S.; Haimovici, M.; Mather, J.; Lins Oliveira, J.E Habitat, distribution, and abundance of the commercial octopus (Octopus insularis) in a tropical oceanic island, Brazil: Information for management of an artisanal fishery inside a marine protected area. Fisheries Research. 98: Mangold, K.; D. Froesch A reconsideration of factors associated with sexual maturation. Symp. Zool. Soc. Lond. 38: Mangold, K., Octopus vulgaris. In: Boyle, P.R. (ed.) Cephalopod Life Cycles. I - Species Accounts. Academic Press, Londres, Mangold, K., Reproduction. In: Boyle, P.R. (ed.) Cephalopod Life Cycles. II - Comparative Reviews. Academic Press, Londres, Norman, M Cephalopods: A world guide. Hackenheim, Conchbooks. 320p. Olivares Paz, A..; Covarrubias, M.Z.; Reyes, P. P.; Romero, O.Z Estudio histológico de la ovogénesis y maduración ovárica en Octopus mimus (Cephalopoda : Octopodidae ) de la II región de Chile. Estud. Oceanol., 20:, Oosthuizen, A.; Smale, M.J Population biology of Octopus vulgaris on the temperate south-eastern coast of South Africa. Journal of the Marine Biological Association of the UK, 83 (3): Otero, J.; González, A.F.; Sieiro, M.P.; Guerra, A., Reproductive cycle and energy allocation of Octopus vulgaris in Galician waters, NE Atlantic. Fisheries Research, 85: Quetglas, A.; Alemany, F.; Carbonell, A.; Merella, P.; Sánchez, P Biology and fishery of Octopus vulgaris Cuvier, 1797, caught by trawlers in Mallorca (Balearic Sea, Wetern Mediterranean). Fisheries Research, 36: Rocha, F.; Guerra, A.; Gonzaléz, A.F A review of reproductive strategies in cephalopods. Biol. Rev., 76:

51 Rodríguez-Rúa, A.; Pozuelo, I.; Prado, M.A.; Gómez, M. J.; Bruzón, M The gametogenic cycle of Octopus vulgaris (Mollusca : Cephalopoda) as observed on the Atlantic coast of Andalusia (South of Spain). Marine Biology, 147 (4): Sauer, W.H.; Lipiński, M.R Histological validation of morphological stages of sexual maturity in chokker squid Loligo vulgaris reynaudii D'Orb (Cephalopoda: Loliginidae). South African Journal of Marine Science. 9 (1): Silva L.; Ramos, F.; Sobrino I. Ramos, F Reproductive biology of the common octopus, Octopus vulgaris cuvier, 1797 (Cephalopoda: Octopodidae) in the Gulf of Cádiz (SW Spain). Bulletin of Marine Science, 71(2): Wells, M.J.; Wells, J The function of the brain of octopus in tactile discrimination. Stazione Zoologica, 34:

52 4. CAPÍTULO 2 Biologia reprodutiva e populacional do Octopus insularis (Cephalopoda: Octopodidae) no Nordeste do Brasil RESUMO No Nordeste Octopus insularis é a espécie de polvo de maior importância comercial e sua captura tem sido realizada durante muitos anos pelos mesmos pescadores de lagosta da região. Objetivando registrar informações, a respeito da biologia reprodutiva do O. insularis, que auxiliem na elaboração de estratégias de manejo, foram realizadas amostragens entre novembro de 2009 e setembro de 2011, nas quais foram registrados o comprimento do manto (CM) e o peso fresco total (PT) de exemplares no município de Rio do Fogo (RN). As gônadas foram analisadas quanto ao grau de maturação e posteriormente pesadas para determinação dos índices reprodutivos. O tamanho do CM da primeira maturação (L50) encontrado para machos foi 64,41 mm, enquanto o peso (P50) foi 270 g. Para fêmeas esses valores são maiores (L50 = 98,5 mm e P50 = 630 g). Assim, verifica-se que a maturação do macho é precoce em relação às fêmeas. As épocas de maior atividade reprodutiva duraram cerca de 3 meses e ocorreram em intervalos de 7 a 10 meses. Apenas uma fêmea no estágio V foi encontrada e o número de fêmeas no estágio IV foi baixo. Provavelmente as fêmeas maduras migram para águas mais profundas e protegidas com o intuito de realizar a desova, indicando que a pesca através do mergulho livre não está acessando essa parcela do estoque. Em virtude das peculiaridades da biologia reprodutiva dessa espécie, fica evidenciada a importância de se estabelecerem estratégias de manejo específicas para a exploração do O. insularis, tais como o incentivo das capturas abaixo do L50, manter a pescaria de mergulho livre em águas rasas e incentivar a pesca sustentável de potes. Palavras-chave: estrutura populacional, reprodução, maturidade, manejo. INTRODUÇÃO As espécies do complexo Octopus cf. vulgaris são amplamente distribuídas no globo e consistem nos principais alvos da pesca de polvo no mundo (Nesis, 1987; Boyle & Rodhouse, 2005). No Brasil Octopus cf vulgaris (Cuvier, 1797) e Octopus insularis (Leite & Haimovici, 2008b) são as mais importantes espécies capturadas, fazendo parte de pescarias artesanais desde a região Norte até o Sul do país (Perez et al., 2004, Leite et al., 2009a). Característico de águas quentes tropicais, O. insularis é comumente encontrado em ambientes rochosos, recifais ou platôs de origem arenítica ou biológica. No Nordeste do Brasil é a espécie de polvo de maior importância comercial, cuja captura se concentra principalmente no Ceará e Rio Grande do Norte. Essa pescaria é realizada através do mergulho livre com auxílio de um 50

53 bicheiro (barra de madeira com gancho de ferro na ponta) e do espinhel de potes (CEPENE, 2002, 2005; Braga et al., 2007). Apesar da pescaria de polvo ser uma atividade antiga no Nordeste, pouco ainda se conhece sobre a biologia e ecologia desta espécie na região costeira do Brasil, uma vez que os principais trabalhos científicos realizados até o momento incluem taxonomia (Leite & Mather, 2008c), comportamento alimentar (Bouth, 2011, Leite et al., 2009b) e pesca (Leite et al. 2009a) apenas nas ilhas oceânicas. Como resultado das intensas pesquisas na área de proteção ambiental do Arquipélago de Fernando de Noronha foi implementada uma regulamentação da captura dessa espécie que consiste principalmente na imposição de um tamanho mínimo de 80 mm de comprimento do manto e proibição da pesca em áreas rasas (Leite et al., 2008b). Já para a costa do nordeste existe somente uma instrução normativa recente que restringe as licenças para embarcações e regulamenta licenças para pescaria com potes (Instrução Normativa N o 10, junho de 2011). Aspectos da biologia e ecologia reprodutiva já foram amplamente estudados em diversas espécies de polvos, sobretudo naquelas comercialmente importantes, como O. vulgaris (Mangold, 1983, 1986; Quetglas et al., 1998; Fernández-Rueda et al., 2007), O. maya (Avila-Poveda et al., 2009), O. mimus (Cortez et al., 1995; Olivares Paz et al., 2001; Cardoso et al., 2004), O. pallidus (Leporati, et al., 2008) e O. cyanea (Guard & Mgaya, 2002). De uma forma geral, a maturação sexual em polvos adultos é mediada por mudanças nas condições ambientais e diversos fatores bióticos ou abiótcos podem influenciar esse processo, como a temperatura, a luz e a disponibilidade de alimento (Mangold, 1983; Boyle & Rodhouse, 2005; Katsanevakis et al., 2005). Durante o processo reprodutivo os polvos adultos da Família Octopodidae migram para águas costeiras o que os tornam mais susceptíveis às capturas nesse período (Boyle & Rodhouse, 2005). Após a fertilização, a fêmea deposita seus ovos no interior de tocas protegidas, permanecendo nesses locais até a eclosão. Os machos morrem após várias cópulas enquanto as fêmeas morrem logo depois que os ovos eclodem (Mangold, 1977, 1983; Rocha, et al., 2001). 51

54 Devido à ausência de uma regulamentação que garanta a exploração sustentável dessa espécie é de fundamental importância a compreensão dos processos relacionados ao seu ciclo de vida. Dentro desse contexto, este estudo pretende registrar dados a respeito da biologia reprodutiva e estrutura populacional do O. insularis, informações de extrema relevância para direcionar e alicerçar planos de manejo e utilização sustentável desse recurso pesqueiro. MATERIAL E MÉTODOS Entre novembro de 2009 e setembro de 2011 foram registrados o comprimento do manto (CM) e peso total (PT) de exemplares de O. insularis, nos desembarques de paquetes e nas peixarias do município de Rio do Fogo. Esses animais foram agrupados em classes de tamanho com intervalos de 10 mm e de peso com intervalos de 180 g. Para análise dos aspectos reprodutivos foram coletadas 545 vísceras desses exemplares, sendo 257 de machos e 288 de fêmeas, a partir janeiro de 2010 até setembro de As vísceras foram fixadas em formalina 10%, sendo, posteriormente, transferidas para álcool etílico 70% para conservação. As gônadas foram separadas do restante das vísceras, medidas, pesadas e analisadas quanto ao grau de maturação. Foram registrados o peso do ovário (OW) e o peso do complexo oviducal (OCW), além do diâmetro da glândula oviducal (OGD) nas fêmeas, e o peso do testículo (TW) e do saco de Needham (NCW), nos machos. Foi utilizado um paquímetro digital, com precisão de 0,5 mm, para medições e uma balança com precisão de 0,001 g, para pesagem. Foram considerados quatro estágios de maturação para machos (I imaturo, II maturando, III maduro, IV pós-maduro) e quatro para fêmeas (I imaturo, II início da maturação, III final da maturação, IV maduro) (Lima, et al., 2012). Para avaliação da dinâmica sazonal da atividade reprodutiva da espécie foram calculados mensalmente: o índice gonadossomático (IGS), para machos, e os índices de maturação (IM) e da glândula oviducal (IGO) para fêmeas. Estes índices foram escolhidos por serem mais eficientes na representação dos estágios reprodutivos (Lima, et al. 2012). 52

55 O tamanho da primeira maturação fisiológica foi obtido através da equação da Ogiva de Galton:, que considera a proporção de indivíduos maduros como variável independente (Y) e o comprimento como variável dependente (X). O peso da primeira maturação foi obtido através do método de extrapolação gráfica, no qual a proporção de indivíduos nos estágios imaturo e maduro é plotada contra o peso obtendo-se duas curvas de frequência acumulada com sentidos decrescentes e crescentes. No ponto em que as duas curvas se encontram realiza-se a interpolação para o eixo X, obtendo-se o valor do P50 (Fonteles-Filho, 2011). Os dados mensais de temperatura da superfície do mar foram adquiridos através da análise NOAA "Real Time Global Sea Surface Temperature" ( que utiliza dados de satélite e também observações de boias e navios, para verificar a relação da temperatura com o processo de maturação nos polvos. Os valores mensais de velocidade do vento (m/s) foram disponibilizados pelo WindGuru ( para a região de Maracajaú, RN. A partir desses dados foi realizada uma análise da influência da intensidade luminosa no processo de maturação sexual, uma vez que os fortes ventos movem as massas de água, alterando a visibilidade e influenciando a penetração de luz. Antes das análises estatísticas foram testadas a normalidade e homocedasticidade dos dados através dos testes de Shapiro-Wilk s e Cochran, respectivamente. Os dados foram transformados, quando necessário. ANOVA one-way foi utilizada para análise de variância do CM e PT entre machos e fêmeas. Para avaliação da variação do CM e peso dos exemplares de machos e fêmeas ao longo dos meses amostrados foi realizada uma ANOVA fatorial. Análises de regressão simples e análises de covariância foram aplicadas para avaliar as relações entre CM e peso de machos e A variação da razão sexual ao longo dos meses foi analisada através de testes Qui-quadrado (χ 2 ). Para análises a posteriori foi utilizado o teste Tukey HSD. Os softwares utilizados para desenvolver as análises foram o Statistica 8.0 e o Systat

56 Frequência absoluta RESULTADOS Estrutura populacional Dos exemplares de O. insularis, 510 eram machos e 598 fêmeas. O comprimento do manto (CM) dos indivíduos variou de 56 a 190 mm para os machos e de 50 a 190 mm para fêmeas. O peso mínimo encontrado para os machos foi de 110 g e o máximo foi g, enquanto que para as fêmeas o peso variou de 96 a g. As distribuições das frequências absolutas ao longo das classes de tamanho se mostraram significativamente diferentes entre machos e fêmeas, sendo os machos mais frequentes nas menores classes e as fêmeas nas maiores. O mesmo foi verificado para o peso (Figura 1) A Macho Fêmea > 165 Comprimento do manto (mm) B Peso total (g) Figura 1: Distribuição da frequência absoluta de machos e fêmeas de O. insularis em classes de tamanho (A) e peso (B). As fêmeas de O. insularis foram significativamente maiores (F = 16,38; gl = 1; p < 0,05) e mais pesadas que os machos (F = 8,31; gl = 1; p < 0,05), 54

57 nov (09) dez (09) jan (10) fev (10) mar (10) abri (10) mai (10) jun (10) jul (10) ago (10) set (10) out (10) nov (10) dez (10) jan (11) fev (11) mar (11) abr (11) mai (11) jun (11) jul (11) ago (11) set (11) Comprimento do manto (mm) nov (09) dez (09) jan (10) fev (10) mar (10) abri (10) mai (10) jun (10) jul (10) ago (10) set (10) out (10) nov (10) dez (10) jan (11) fev (11) mar (11) abr (11) mai (11) jun (11) jul (11) ago (11) set (11) possuindo média de CM de 104,58 mm e de peso total (PT) 706,19 g, enquanto as médias 99,82 mm de CM e 650,83 g de PT foram encontradas para os machos. O comprimento do manto de machos e fêmeas apresentou uma variação semelhante ao longo dos meses. Entretanto, para cada sexo separadamente foram verificadas diferenças significativas ao longo do período ( : F = 6,64, gl = 16; p < 0,05) ( : F = 10,78; gl = 16; p < 0,05) (Figura 2). As menores médias foram registradas em fevereiro/2011 tanto para os machos (84,21 mm) quanto para as fêmeas (82,46 mm). Os maiores valores médios foram encontrados em setembro/2011 para os machos, (125,10 mm) e em fevereiro/2010 para as fêmeas (120,79 mm) (Posteriori Tukey HSD) A Machos B Fêmeas Figura 2: Variação mensal das médias do comprimento do manto (CM) de machos (A) e fêmeas (B) de O. insularis em Rio do Fogo. As barras verticais indicam o erro padrão da média. 55

58 nov (09) dez (09) jan (10) fev (10) mar (10) abr (10) mai (10) jun (10) jul (10) ago (10) set (10) out (10) nov (10) dez (10) jan (11) fev (11) mar (11) abr (11) mai (11) jun (11) jul (11) ago (11) set (11) Peso total (Raiz quadrada) nov (09) dez (09) jan (10) fev (10) mar (10) abr (10) mai (10) jun (10) jul (10) ago (10) set (10) out (10) nov (10) dez (10) jan (11) fev (11) mar (11) abr (11) mai (11) jun (11) jul (11) ago (11) set (11) O peso total dos indivíduos de O. insularis também variou significativamente entre os meses amostrados ( : F = 20,47; gl = 16; p < 0,05) ( : F = 16,86; gl = 16; p < 0,05). As menores médias foram registradas em fevereiro, março e abril/2011 para machos e fêmeas, enquanto as maiores para machos foram encontradas no mês de dezembro/2009, julho e agosto/2011 e para fêmeas em novembro/2009 e julho e setembro/2011 (Posteriori Tukey HSD) (Figura 3) A B Machos Fêmeas 10 Figura 3: Variação mensal das médias das raízes quadradas do peso total de machos (A) e fêmeas (B) de O. insularis em Rio do Fogo. As barras verticais indicam o erro padrão da média. Relação comprimento do manto (CM) e peso total (PT) Foi verificada uma relação potencial entre o CM e o PT de machos e fêmeas. As relações mostraram a existência de um crescimento alométrico 56

59 Peso total (g) negativo (b < 3), no qual as fêmeas mostraram maior coeficiente angular (b) em relação aos machos (Figura 4). Macho 2000 y = x R² = 0, Fêmea y = x R² = 0, Figura 4: Relação entre o comprimento do manto (CM) e o peso total de machos e fêmeas. Verificou-se que as relações CM e PT entre machos são significativamente diferentes. A relação entre CM e PT nas fêmeas apresentou um coeficiente angular (b) maior que o encontrado na relação para machos (Tabela 1). Tabela 1: Valores dos parâmetros das regressões entre comprimento do manto (CM) e peso total (PT), e das análises de covariância realizadas para machos (M) e fêmeas (F). F = valor do teste da análise de covariância. p = nível de significância. Relação N Equação linear r 2 b F p CMxPT M 510 LnPT = 2,18*LnCM - 1,54 0,74 2,18 CMxPT F 598 LnPT = 2,25* LnCM - 1,71 0,74 2,25 5,18 < 0,05 57

60 * *1350 *1530 *1710 *> *135 *145 *155 *> 165 Frequência Razão sexual A proporção sexual encontrada durante todo o período de estudo foi de 1:1,17 (macho:fêmea), a qual não diferiu significativamente da razão esperada 1:1. Entretanto, ao longo das classes de tamanho (χ 2 = 19,66; gl = 11; p < 0,05) e peso (χ 2 = 21,17; gl = 11; p < 0,05) foram detectadas diferenças significativas em relação à razão sexual (Figura 5), verificando-se uma predominância de fêmeas nas maiores classes de tamanho e peso. 100% 80% 100% 80% 60% 40% 20% 0% 60% 40% 20% 0% Peso total (g) Comprimento do manto (mm) Fêmea Macho Figura 5: Proporção de machos e fêmeas de O. insularis encontrada ao longo dos intervalos de tamanho e peso. As classes, representadas pelo ponto médio, com razões sexuais significativamente diferentes, estão marcadas com asterisco (*). A proporção de machos e fêmeas oscilou significativamente entre os meses analisados (χ 2 = 44,97; gl = 16; p < 0,05) (Figura 6). O mês que apresentou maior porcentagem de fêmeas em relação aos machos foi fevereiro/2010 e o inverso ocorreu em março do mesmo ano. 58

61 nov (09) *dez (09) jan (10) *fev (10) *mar (10) abr (10) mai (10) jun (10) jul (10) ago (10) set (10) out (10) nov (10) dez (10) jan (11) fev (11) mar (11) abr (11) mai (11) *jun (11) *jul (11) *ago (11) *set (11) Frequência 100% 80% 60% 40% 20% Machos Fêmeas 0% Figura 6: Proporção de machos e fêmeas de O. insularis encontrada nos meses amostrados. Os meses com razões sexuais significativamente diferentes estão marcado com asterisco (*). Aspectos reprodutivos Maturação x classes de tamanho e peso Os estágios de maturação variaram significativamente entre as classes de tamanho nos machos e fêmeas de O. insularis ( : χ 2 = 180,19; p < 0,05) ( : χ 2 = 204,32; p < 0,05). Dentre os machos capturados 49% estavam no estágio III de maturação gonadal, enquanto o estágio II foi o mais frequente na população de fêmeas, correspondendo a 48% (Figura 7). Machos maduros foram registrados a partir da classe mm o que indica o início do processo de maturação em classes de tamanho menores em relação às fêmeas que só apresentam seus ovários completamente maduros a partir da classe mm de comprimento do manto. Ao longo das classes de peso, os estágios de maturação mostraram diferenças significativas similares àquelas encontradas para o CM ( : χ 2 = 129,43, p < 0,05) ( : χ 2 = 268,30, p < 0,05). Os machos maduros são encontrados a partir da classe g, enquanto fêmeas completamente maduras são registradas a partir da classe g. 59