Globalmente, as pradarias de ervas marinhas estão em declínio, conduzindo a uma perda nos serviços de ecossistema associados. Na Ria de Aveiro (Centro de Portugal) verificou-se também esta tendência, onde diferentes pressões como alterações hidrodinâmicas e, mais recentemente, espécies introduzidas reduziram a abundância e riqueza de ervas marinhas. Na última década, alguma recuperação foi observada, porém, a espécie dominante é a Zostera noltei Hornemann (sirgo) em zonas intertidais. Desde 2018, estão a ser implementadas algumas ações para recuperar pradarias degradadas, com foco em transplantes vegetativos. Métodos que recorrem a sementes têm ganho atenção recentemente, permitindo a recuperação de habitat a uma maior escala, fomentando a heterogeneidade genética e genotípica locais, e a resiliência a perturbações atuais e vindouras. Antes de implementar métodos de restauro com sementes, várias condições bióticas e abióticas têm de ser optimizadas, incluindo os locais e estações ótimos para recolher espatas de Z. noltei, e as condições de armazenamento e germinação de sementes. Por outro lado, a fotossíntese de ervas marinhas tem sido estudada de forma extensa em órgãos verdes vegetativos, mas pouco em sementes e, do nosso conhecimento, nunca foi avaliada em espatas. Neste sentido, o trabalho presente, implementado na Ria de Aveiro, pretendeu 1) avaliar alterações espaciais e temporais do esforço reprodutivo da Z. noltei, 2) estudar condições abióticas ótimas para armazenar e germinar sementes, e 3) aferir a atividade fotossintética de espatas e sementes da Z. noltei recorrendo a fluorescência da clorofila a. Alterações espácio-temporais da Z. noltei foram avaliadas através de amostragens mensais durante a época reprodutiva (em 2022 e 2023) através da amostragem de biomassa e sedimentos em 3 locais separados da Ria de Aveiro. As melhores condições abióticas, como temperatura, salinidade, e descontaminação com CuSO4; e salinidade e granulometria do sedimento, foram avaliados em contexto laboratorial durante o armazenamento e germinação de sementes, respetivamente. O investimento sexual variou espacial- e temporalmente, com densidades de espatas mais elevadas nos canais de Mira e de Ílhavo, especialmente entre junho e agosto. Correlações diretas entre esforço sexual e características do solo, nomeadamente sedimentos finos e matéria orgânica, foram detetadas. As biomassas aéreas e subterrâneas, detritos da Z. noltei, e densidades de rebentos vegetativos evidenciaram diferenças temporais e/ou espaciais, geralmente com maiores biomassas em São Jacinto durante o verão. Perda de sementes e germinações foram mais baixas a 4 °C combinadas com salinidade 30, o CuSO4 não demonstrou efeito desinfetante contra fungos ou oomicetes, com muitas sementes terem desenvolvido biofilmes visíveis. Nenhuma plântula emergiu a elevadas salinidades (30), e o reduzido estabelecimento de plântulas preveniu a obtenção de conclusões relevantes sobre preferências abióticas de germinação. Espádices são igualmente eficientes a usar luz para fotossíntese (α) comparados com rebentos vegetativos e folhas de espatas, mas alguns estágios de espadices evidenciaram superior capacidade fotossintética (rETRm), irradiância de saturação (Ek), e dissipação de excesso de energia na forma de calor (Y(NPQm)) comparado com os órgãos anteriores. A capacidade fotossintética das sementes é reduzida comparada com dados publicados, e inconclusiva. Este trabalho contribui para iniciar ações de restauro de pradarias de Z. noltei na Ria de Aveiro recorrendo a sementes, fornecendo dados sobre os melhores locais e estações para recolher espatas necessárias para estabelecer um banco de sementes em contexto laboratorial, e sobre as condições favoráveis para armazenar as sementes. Também evidencia pela primeira vez que as espatas de ervas marinhas e inflorescências são fotossintéticas, apresentando performances similares ou superiores a rebentos vegetativos, potencialmente suportando (pelo menos de forma parcial) o desenvolvimento de flores e de sementes. Os trabalhos conduzidos durante esta dissertação fornecem informações para iniciar restauro através de sementes na Ria de Aveiro.

Seagrass beds are declining worldwide, leading to a loss in associated ecosystem services. This was observed decades ago in the Ria de Aveiro coastal lagoon (Center of Portugal), where many drivers led to hydrodynamic changes and more recently introduction of invasive alien species, among others, led to seagrass abundance and richness reduction. In the last decade, some recovery was recorded, but still, the dominant seagrass species is the intertidal Zostera noltei Hornemann (dwarf eelgrass). Since 2018, some actions have been put forward to restore degraded meadows, focusing on vegetative transplants. Seed-based restoration techniques have gained attention in the last years, allowing for larger-scale habitat recovery, increasing local genetic and genotypic heterogeneity, and resilience to present and future disturbances. Before seed-based restoration can be employed, several site-specific biotic and abiotic conditions need to be assessed and optimized, including optimum sites and seasons to collect Z. noltei spathes, and conditions to store and germinate seeds. On the other hand, seagrass photosynthesis has been extensively studied in green vegetative organs, but scarcely evaluated for seeds, and, to our knowledge, no research has been done to evaluate spathes photosynthesis. Therefore, the present study implemented at Ria de Aveiro as a case study, aimed at 1) surveying spatial and temporal changes in Z. noltei reproductive effort, 2) assessing optimum seed storage and germination abiotic conditions, and 3) evaluating Z. noltei spathe and seed photosynthesis through chlorophyll a fluorescence. Spatio-temporal changes in the Z. noltei were evaluated through monthly monitoring during the reproductive season (in 2022 and 2023) by sampling biomass and sediment at 3 distant sites at Ria de Aveiro. The best abiotic conditions, such as temperature, salinity, and CuSO4 seed disinfection effect, for seed storage were assessed through laboratory experiments, and salinity and sediment granulometry optimum conditions for seed germination were also tested. Zostera noltei sexual investment varied spatially and temporally, with greater spathe density recorded in Mira and Ílhavo channels, especially from June to August. Positive correlations between sexual effort and sediment characteristics, mainly fine sediments, and organic matter contents, were observed. Seagrass above- and belowground biomass, Z. noltei detritus, and vegetative shoot densities showed temporal and/or spatial differences, with overall higher biomass in summer and at S. Jacinto. Seed loss and germination were lower at 4 °C combined with 30 salinity, CuSO4 did not prevent fungi or oomycetes infection, with many seeds developing visible biofilms. No seedlings germinated at high salinity (30), and the very low seedling establishment prevented relevant conclusions on seed germination abiotic preferences. Spadices are equally efficient in using light for photosynthesis compared to vegetative shoots and spathal blades, but some spadix stages show greater photosynthetic capacity (rETRm), light saturation (Ek), and excess energy dissipation as heat (Y(NPQm)) than the previous organs. Seed’s photosynthetic capacity is rather low compared to published data, and inconclusive.This work contributes to initiating seed-based restoration of Z. noltei beds in Ria de Aveiro, providing insights into the best sites and optimum season to collect spathes, relevant to establishing a laboratory seed bank, and into favorable conditions to store seeds. It also shows for the first time that seagrass spathes and inflorescences are photosynthetic, performing equally or even better than vegetative shoots, potentially supporting (at least partially) flower and seed development. The works done in this dissertation provide important insights to initiate seed-based restoration in the Ria de Aveiro coastal lagoon.

Mestrado em Biologia Marinha Aplicada