O uso de explantsEdit
Esponja aquicultura para spongin ou metabólito produção partido da alta regenerativa habilidades do totipotent esponja de células utilizando explantes (corte de peças de um pai esponja, que será, em seguida, voltar a crescer em um total de esponja) como um meio de cultura esponjas. As esponjas têm crescimento indeterminado, com crescimento máximo determinado por meio de restrições ambientais e não genética. Durante o estabelecimento inicial de uma fazenda, os explantes de esponja serão escolhidos por suas características fenotípicas de crescimento rápido e esponjas ou metabólitos de alta qualidade.A aquacultura Marinha intensiva na última década aumentou consideravelmente e resultou em impactos ambientais adversos consideráveis. Grandes volumes de descarga de matéria orgânica de alimentos não consumidos e resíduos excretores de espécies aquaculturadas resultaram em altos níveis de nutrientes nas águas costeiras. Grandes quantidades de nitrogênio (~ 75%) excretado de bivalves, salmão e camarão, entram no ambiente costeiro, com o potencial de desenvolver flores de algas e reduzir o oxigênio dissolvido na água.
um sistema integrado de aquicultura consiste em várias espécies em diferentes níveis tróficos da cadeia alimentar. Assim, a geração de resíduos (organismos alimentados), como peixes e camarões, é acoplada a organismos extrativos, como abalone, esponjas ou ouriços-do-mar, como um mecanismo de remoção do excesso de matéria nutritiva da coluna d’água. As esponjas marinhas têm uma vantagem distinta como organismo extrativo em um sistema integrado de aquicultura multi-trófica, pois têm o potencial de atuar como Biorremediador para remover bactérias patogênicas e matéria orgânica. A esponja Hymeniacidon perlevis exibiu uma excelente capacidade de remover o carbono orgânico total (TOC) da água do mar em condições integradas de aquicultura e pode ser uma ferramenta de biorremediação potencialmente útil para sistemas de aquicultura em regiões onde a poluição da água é alta. Além disso, o enriquecimento orgânico proveniente de peixes cultivados nas proximidades pode estimular o crescimento de esponjas, resultando em uma aquicultura de esponjas marinhas mais eficiente.
banho esponja aquacultureEdit
muitas fazendas de esponjas comerciais situam seus locais de aquicultura em águas mais profundas (>5 m), para maximizar o número de explantes de esponja que podem ser cultivados e aumentar a produtividade. Dois métodos principais de aquicultura de esponja de banho foram testados com esponjas sendo cultivadas em uma corda ou dentro de um saco de malha.
método da corda
a sobrevivência para esponjas cultivadas em cordas é geralmente menor, pois ocorre dano irrecuperável ao explante quando ‘enfiar’ na corda. Além disso, esponjas cultivadas na corda têm o potencial de ser arrancadas da corda durante tempestades à medida que o fluxo de água aumenta significativamente, ou crescer longe da corda e formar uma esponja em forma de donut característica, de baixo valor e não comercializável. As diferenças no crescimento e na saúde da esponja ocorrem dentro das espécies caracterizadas por variações na capacidade regenerativa, na susceptibilidade à infecção após o corte, na resistência e no potencial de crescimento.
Mesh bag methodEdit
níveis mais baixos de danos em algumas espécies de esponjas cultivadas por meio de sacos de malha podem levar a níveis mais altos de sobrevivência. As taxas de crescimento podem ser diminuídas à medida que os fios de malha nos sacos podem diminuir o fluxo de água, limitando a disponibilidade de alimentos. O acúmulo de agentes biofouling, como briozoários, ascidianos e algas na malha, pode limitar ainda mais o fluxo de água. Fios de malha fina com grandes lacunas e um local bem posicionado podem atuar como um meio de mitigar contra biofouling e taxas de fluxo reduzidas.
combinação de métodoseditar
combinando abordagens de saco de corda e malha para a aquicultura de esponja de banho em um “período de berçário”, podem ocorrer aumentos na qualidade e na produção. No método do período do viveiro, as esponjas são inicialmente cultivadas em sacos de malha até que os explantes tenham cicatrizado e regenerado para filtrar eficientemente a água. Os explantes regenerados são transferidos na corda para promover o crescimento ótimo até a colheita. Esta estratégia é intensiva em mão-de-obra e dispendiosa, com taxas de crescimento e sobrevivência não superiores às da Agricultura apenas através do método mesh bag.
um método economicamente mais viável para o cultivo de esponjas de banho seria a transferência de esponjas para sacos de malha maiores, pois ocorre o crescimento de esponjas para permitir o fluxo adequado de água e o sequestro de nutrientes.
produção de aquicultura de esponjas de banho na Micronésia
atualmente, as esponjas de banho estão sendo produzidas usando a esponja Coscinoderma matthewsi com produção de cerca de 12.000 esponjas, vendidas localmente a residentes e turistas em Pohnpei, Estados Federados da Micronésia. Essas esponjas são uma das únicas verdadeiras esponjas marinhas de criação sustentável do mundo. As esponjas são cultivadas através do método de corda, com baixos custos de investimento de alguns milhares de dólares para equipamentos de agricultura e manutenção, produzindo esponjas 100% naturais sem produtos químicos agressivos adicionados durante o processamento.
a produção aquícola de esponjas C. matthewsi foi realizada pelo Instituto de pesquisa marinha e ambiental de Pohnpei (MERIP), para tentar gerar uma renda sustentável para os moradores da comunidade local com poucas opções para ganhar dinheiro. As esponjas levam aproximadamente dois anos para atingir o tamanho colhível, com mergulhadores livres removendo rotineiramente algas marinhas e agentes biofouling à mão. Essas esponjas são processadas por meio de processos naturais, onde são deixadas para secar ao ar e depois colocadas em cestos e devolvidas à lagoa onde foram cultivadas. Este processo remove toda a matéria orgânica dentro da esponja, deixando para trás o produto final da esponja de banho. O processamento posterior ocorre suavizando a esponja, mas não são usados alvejantes, ácidos ou corantes.
bioactive sponge aquacultureEdit
a pesquisa sobre a agricultura de esponjas marinhas para metabólitos bioativos ocorre nas regiões do Mediterrâneo, Indo-Pacífico e Pacífico Sul. Os principais objetivos são otimizar os métodos de produção bioativa, os processos de aquicultura e as condições ambientais para maximizar sua produção.
novos métodoseditar
na aquicultura para bioativos, a forma final do explante não é motivo de preocupação, permitindo a utilização de métodos de produção adicionais. Novos métodos de cultivo bioativo incluem o” método de matriz de malha”, que utiliza a coluna de água para pendurar verticalmente um tubo de malha com explantes únicos mantidos em bolsos alternados.
o número de esponjas necessárias aos bioativos da aquicultura é reduzido, pois os metabólitos secundários das esponjas podem ser colhidos repetidamente por muitos anos, diminuindo os custos e a infraestrutura necessários. As poucas esponjas selecionadas para a produção de metabólitos teriam altas taxas de produção para o metabólito alvo otimizar a produção e os lucros.
fatores que afetam a produção de metabólitos secundárioseditar
vários fatores afetam a produção de metabólitos de esponja, com a concentração de metabólitos variando muito entre os explantes vizinhos. Diferenças localizadas na intensidade da luz e bio-incrustação são fatores físicos e biológicos que afetam significativamente a biossíntese de metabólitos em esponjas. Mudanças nos fatores ambientais podem alterar as populações microbianas e, posteriormente, afetar a biossíntese do metabólito.
compreender os fatores ambientais que afetam a biossíntese do metabólito ou o papel ecológico do metabólito, pode ser usado como uma vantagem competitiva para maximizar a produção e o rendimento total do metabólito. Por exemplo, se o papel ecológico do metabólito alvo secundário era deter predadores, imitar a predação ferindo a esponja antes da colheita pode ser uma técnica eficiente para maximizar a produção de metabólitos.
algumas esponjas produtoras de metabólitos crescem extremamente rapidamente, sugerindo que as esponjas agrícolas podem ser uma alternativa viável à produção de bioativos que atualmente não podem ser sintetizados quimicamente. Embora a criação de esponjas para bioativos seja mais lucrativa devido às suas propriedades de maior valor agregado, existem vários desafios que não estão presentes quando as esponjas de banho aquaculturadas, como os altos custos associados à extração e purificação de metabólitos.