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Revista de Biología Tropical, ISSN: 2215-2075, Vol. 71 (S1): e54793, abril 2023 (Publicado Abr. 30, 2023)
Embriogénesis, desarrollo larval y sobrevivencia post-asentamiento
del coral Orbicella annularis (Scleractinia: Merulinidae)
Elvira M. Alvarado-Chacon1*; https://orcid.org/0000-0001-8797-1974
Rocío García-Urueña2; https://orcid.org/0000-0002-9667-3386
Silvia L. Sierra-Escrigas3; https://orcid.org/0000-0002-8320-5727
Marco A. Garzón-Machado3; https://orcid.org/0000-0002-0676-4357
Juan C. Zárate-Arévalo2; https://orcid.org/0000-0002-1703-4624
Nireth Sierra-Sabalza1; https://orcid.org/0000-0001-8890-9777
Cesar Cely4; https://orcid.org/0000-0002-7516-323X
Natalia Rincón-Díaz2; https://orcid.org/0000-0002-4908-4802
1. Fundación para la Investigación y Conservación Biológica Marina (ECOMARES), Colombia;
ealvaradochacon@gmail.com (*Correspondencia), nirethsierra@gmail.com
2. Universidad del Magdalena, Grupo de Investigación Ecología y Diversidad de Algas Marinas y Arrecifes Coralinos
(EDAMAC), Santa Marta, Colombia; rgarciau@unimagdalena.edu.co, juanc.zaratea@utadeo.edu.co,
mnrincon@unimagdalena.edu.co
3. Centro de Investigación Educación y Recreación (CEINER), Oceanario Islas del Rosario, Colombia; silore10.se@
gmail.com, marco.garzon2@gmail.com
4. Parque Nacional Natural Los Corales del Rosario y de San Bernardo, Cartagena, Colombia;
cesar.cely@correounivalle.edu.co
Recibido 19-IX-2022. Corregido 06-II-2023. Aceptado 07-II-2023.
ABSTRACT
Embryogenesis, larval development, and post-settlement survival
of the coral Orbicella annularis (Scleractinia: Merulinidae).
Introduction: Populations of the coral Orbicella annularis have shown low recruitment in the Caribbean. One
of the demographic bottlenecks is the high mortality in the early stages of development. Detailed knowledge of
the cycle and survival rates of these phases will allow us to assist in population recovery and reef restoration.
Objective: To describe the embryogenesis and larval stages obtained by assisted fertilization and measure the
settlement and survival rates of larvae on artificial substrates, before being outplanted to the reef.
Methods: Six days after the full moon in September 2021, gamete bundles were collected from eight O. annu-
laris colonies in Los Corales del Rosario and San Bernardo National Natural Park, Colombia and brought to
the laboratory. Cross fertilization was carried out and embryonic and larval development were followed until
larval settlement and survival was recorded until day 41. The larvae were kept in three tanks with filtered sea
water with 126 tagged substrates, previously conditioned with crustose coralline algae. The substrates were then
outplanted to the reef.
Results: The onset of embryonic development occurred 1.11 hAF (hours after fertilization), when cells showed
signs of the first cleavage, and lasted until 104.59 hAF when they began to metamorphose. Larvae settlement
was observed on the sixth day AF. Twenty-one days after fertilization, zooxanthellae were found. Post-settlement
larval survival was 27.5 %.
https://doi.org/10.15517/rev.biol.trop..v71iS1.54793
SUPLEMENTO
2Revista de Biología Tropical, ISSN: 2215-2075 Vol. 71 (S1): e54793, abril 2023 (Publicado Abr. 30, 2023)
INTRODUCCIÓN
La especie de coral Orbicella (= Montas-
traea) annularis (Ellis & Solander, 1786) es
representativa de los arrecifes coralinos del
Parque Nacional Natural Los Corales del Rosa-
rio y de San Bernardo [PNNCRSB], Colombia
(Alvarado-Chacón & Acosta, 2009). Es esen-
cial para este ecosistema por su morfología
tridimensional, lo que promueve mayores fun-
ciones geo-ecológicas (Perry & Álvarez-Filip,
2019). Sin embargo, sus poblaciones se enfren-
tan a un futuro incierto debido al bajo recluta-
miento (Bruckner & Bruckner, 2006; Edmunds
& Elahi, 2007; Rogers et al., 2008), así como
a la presencia de factores adversos como el
incremento en la temperatura del agua (Chua
et al., 2013; Levitan et al., 2014), el sedimento
suspendido (Restrepo & Alvarado, 2011), la
contaminación (Vega-Thurber et al., 2014) y
la presencia de algas filamentosas que com-
prometen la salud de las colonias, la actividad
reproductiva y el desarrollo de gametos (Cetz-
Navarro et al., 2015). Actualmente se considera
como una especie en riesgo (UICN, 2022).
Dentro del portafolio de investigación y
monitoreo formulado por la administración del
PNNCRSB, como estrategia de restauración
de los arrecifes coralinos, se ha considerado
prioritario la reproducción de especies de coral
por la vía asexual a partir de generación de
fragmentos, así como por la vía sexual con
crías a partir de zigotos. Con el primer método
se obtienen colonias de coral en tiempos cor-
tos (menos de dos años) usando fragmentos o
microfragmentos (Page et al., 2018), mientras
Conclusions: In this first sexual propagation effort using O. annularis in Colombia, 1.4 % of competent larvae
completed the entire development process. Although low survival rate, these results add to coral restoration
efforts in the Caribbean in which species are assisted to increase the survival of corals in their early stages of
development.
Key words: embryogenesis; coral restoration; assisted fertilization; settlement; crustose coralline algae; marine
protected area.
RESUMEN
Introducción: Las poblaciones del coral Orbicella annularis han mostrado bajo reclutamiento en el Caribe. Uno
de los cuellos de botella demográficos es la alta mortalidad en las primeras etapas de desarrollo. El conocimien-
to detallado del ciclo y las tasas de supervivencia de estas fases nos permitirá ayudar en la recuperación de la
población y la restauración de los arrecifes.
Objetivo: Describir la embriogénesis y estadios larvarios obtenidos por fertilización asistida y medir las tasas de
asentamiento y supervivencia de las larvas en sustratos artificiales, antes de ser trasplantadas al arrecife.
Métodos: Seis días después de la luna llena de septiembre de 2021, se recolectaron bolsas de gametos de ocho
colonias de O. annularis en el Parque Nacional Natural Los Corales del Rosario y San Bernardo, Colombia, y
se llevaron al laboratorio. Se realizó fecundación cruzada, se siguió el desarrollo embrionario y larvario hasta
el asentamiento larval y se registró supervivencia hasta el día 41. Las larvas se mantuvieron en tres tanques con
agua de mar filtrada con 126 sustratos marcados, previamente acondicionados con algas coralináceas costrosas.
Luego, los sustratos se trasplantaron al arrecife.
Resultados: El inicio del desarrollo embrionario ocurrió 1.11 hAF (horas después de la fertilización), cuando las
células mostraron signos de la primera división, y duró hasta 104.59 hAF cuando comenzaron a metamorfosear-
se. El asentamiento de larvas se observó al sexto día AF. Veintiún días después de la fecundación se encontraron
zooxantelas. La supervivencia de las larvas después del asentamiento fue de 27.5 %.
Conclusión: En este primer esfuerzo de propagación sexual utilizando O. annularis en Colombia, 1.4 % de
larvas competentes completaron todo el proceso de desarrollo. Aunque la tasa de supervivencia fue baja, estos
resultados se suman a los esfuerzos de restauración de corales en el Caribe en los que se ayuda a las especies a
aumentar la supervivencia de los corales en sus primeras etapas de desarrollo.
Palabras claves: embriogénesis; restauración coralina; fertilización asistida; asentamiento; algas coralináceas
costrosas; área marina protegida.
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Revista de Biología Tropical, ISSN: 2215-2075, Vol. 71 (S1): e54793, abril 2023 (Publicado Abr. 30, 2023)
que con el segundo se promueve la diversidad
genética a través de la cría de larvas y reclu-
tas con la consecuente generación de un gran
número de individuos. Sin embargo, las bajas
tasas de sobrevivencia post-asentamiento de
las larvas y reclutas trasplantados al arrecife
continúan siendo un desafío en el cual se ha
venido trabajando (Cameron & Harrison, 2020;
Howlett et al., 2021; Martinez & Abelson,
2013; Szmant & Miller, 2006).
Durante las primeras fases de desarrollo,
se estima que por depredación y dispersión de
larvas durante su fase planctónica, menos del
0.1-0.001 % de la progenie se asienta y sobrevi-
ve a tamaño adulto (Harrison & Wallace, 1990;
Jones et al., 2009). Sin embargo, autores como
Gouezo et al. (2019) afirman que la baja tasa
de asentamiento y reclutamiento se compensa
por las grandes cantidades de gametos libe-
rados y millones a trillones de larvas, lo que
resulta en un reclutamiento adecuado para el
mantenimiento de las poblaciones y permite la
recuperación del ecosistema. Aun así, investi-
gaciones recientes en biología reproductiva de
corales sugieren que el suplemento de larvas
producidas sexualmente no es suficiente para
sostener a los arrecifes de coral (Gardner et
al., 2003; Hughes et al., 2003; Ritson-Williams
et al., 2009).
Precisamente, los cuellos de botella demo-
gráficos más severos ocurren durante las fases
de desarrollo temprano (Doropoulos et al.,
2016), que inician con la fertilización externa
o interna con lo cual se forma el embrión.
Esta primera fase temprana del desarrollo, i.e.,
embriogénesis, se evidencia con la presencia
de blastómeros producidos durante los clivajes
hasta la formación de la mórula, la blástula, la
gástrula y finalmente una larva plánula (Frit-
zenwanker et al., 2007). Durante este tiempo
hay una fase crítica de mortalidad entre el
clivaje con ocho blastómeros y la gástrula
temprana (Randall & Szmant, 2009). Poste-
rior al desarrollo embrionario, la larva inicia
la selección de un sustrato para reclutarse y
en ese proceso experimenta una metamorfo-
sis, con cambios morfológicos y fisiológicos,
para convertirse en pólipo primario bentónico
(Ritson-Williams et al., 2009). En esta fase hay
dos condiciones importantes que influyen en
la tasa de asentamiento. La primera, es que la
sobrevivencia, motilidad, diferenciación celular
y potencial crecimiento en larvas lecitotróficas
no zooxanteladas y sin alimentación, recae en
las reservas dadas maternalmente (Gleason &
Hoffmann, 2011). La segunda, es que la pre-
sencia de algas calcáreas y las biopelículas bac-
terianas en el sustrato generan señales bióticas
fundamentales para estimular el asentamiento y
la metamorfosis de las larvas (Peng et al., 2020;
Ritson-Williams et al., 2014; Ritson-Williams
et al., 2016). En la etapa de post-asentamiento
ocurre una segunda fase crítica de mortali-
dad debida al pequeño tamaño de los pólipos
y a su alta vulnerabilidad (Ritson-Williams
et al., 2009; Vermeij & Sandin, 2008), así
como al efecto de numerosos factores bióticos
y abióticos como la depredación, competen-
cia, temperatura, calidad del agua, luz, entre
otros (Ricardo et al., 2020; Ritson-Williams
et al., 2014).
Actualmente, existe información sobre el
desarrollo temprano de algunas especies de
corales del Caribe como Acropora sp. (Oken,
1815), Acropora cervicornis (Lamarck, 1816),
Diploria labyrinthiformis (Linnaeus, 1758),
Dendrogyra cylindrus (Ehrenberg, 1834) y
Orbicella faveolata (Ellis & Solander, 1786)
(Hayashibara et al., 1997; Marhaver et al.,
2015; Chamberland et al., 2016; Alvarado-
Chacón et al., 2020; Rada-Osorio et al., 2022).
Sin embargo, para otras especies es escasa,
así como a nivel local y en diferentes regiones
del Caribe. En este sentido, los estudios de las
etapas tempranas de desarrollo resultan impor-
tantes, especialmente para el cultivo de larvas
como estrategia de restauración, ya que, aun-
que las fases son similares entre especies de los
grandes clados (Robusta y Compleja), el proce-
so tiene duración variable (Okubo et al., 2013).
Por otra parte, las bajas tasas de reclutamiento
de O. annularis, así como la alta mortalidad
actual de colonias adultas en varias localidades
del Caribe (Edmunds & Elahi, 2007), realzan la
importancia de conocer su desarrollo temprano
para contribuir con los esfuerzos de programas
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de restauración. Por lo anterior, aprovechando
el trabajo de propagación larval en alianza
con SECORE International, y como parte del
proyecto “Cría de larvas de coral en el Parque
Nacional Natural Los Corales del Rosario y
San Bernardo (2021-2021)” el objetivo de este
estudio fue describir las fases y tiempos del
desarrollo del embrión y la larva del coral O.
annularis, así como las tasas de asentamiento y
sobrevivencia post asentamiento.
MATERIALES Y MÉTODOS
Área de estudio: Este estudio se llevó
a cabo en el Parque Nacional Natural Los
Corales del Rosario y de San Bernardo (PNN-
CRSB), Cartagena, Colombia. La recolecta
de los gametos se realizó en tres sitios en la
barrera arrecifal norte de Isla Grande: Lati-
fundio (10°11’6.756”N - 75°44’23.553” W),
Ministerio (10°11’1.72”N - 75°43’53.072”W)
e Isla Fiesta (10°11’8.711”N - 75°43’4) (Fig. 1)
Recolección de gametos y fertilización
asistida: Para el seguimiento de los desoves de
O.annularis se usó el calendario propuesto por
Vermeij et al. (2021) para el sur del Caribe. El
26 de septiembre del 2021 (seis días después de
luna llena, DLL), entre 185 y 250 minutos des-
pués de la puesta de sol, se observó el desove en
doce colonias (cuatro en cada sitio), pero solo
se recolectaron las bolsas gaméticas de ocho
(Tabla 1), utilizando gametotrampas cónicas
con tubos falcon de 50 ml en la parte superior.
Las bolsas gaméticas fueron transportadas al
laboratorio del Centro de Investigación Educa-
ción y Recreación [CEINER], en donde se rea-
lizó la fertilización cruzada y la observación de
la embriogénesis hasta la fase de asentamiento,
siguiendo la metodología estándar de cultivo
larvario (Marhaver et al., 2017). La fertiliza-
ción se realizó en cuatro separadores de grasa
de 1 litro, en donde se repartieron y mezclaron
las bolsas gaméticas de las ocho colonias, agi-
tando suavemente con una pipeta plástica para
romperlas. Los ovocitos flotaron mientras que
el esperma se dispersó en la columna de agua,
la cual tomó un color grisáceo. Después de 30
minutos, para evitar la poliespermia, se ajustó
la concentración de espermatozoides utilizando
el color del agua como indicador (Banaszak
et al., 2018), el cual pasa de grisáceo a color
Fig. 1. Ubicación de las estaciones de colecta de gametos y del laboratorio del CEINER dentro del área del PNNCRSB. /
Fig. 1. Location of the gamete collection stations and the CEINER laboratory within the area of the PNNCRSB.
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limonada transparente usando recambios de
agua de mar filtrada.
La fertilización se confirmó bajo un
microscopio después de 1 h y 11 min. Pos-
teriormente, usando una caja de Petri que se
introducía en los separadores de grasa, se toma-
ron pequeñas alícuotas de agua que contenían
aproximadamente 1 000 embriones, los cuales
fueron transferidos a contenedores plásticos
desechables con tapa de 1 000 ml, en una den-
sidad aproximada de 1 embrión por ml. En total
se usaron 40 contenedores. Con el fin de evitar
la contaminación por bacterias, los contenedo-
res plásticos se limpiaron periódicamente con
una pipeta plástica y vinipel (film plástico de
polietileno) para extraer el exceso de grasa y
materia orgánica. Los recambios de agua total
o parcial se empezaron a realizar aproxima-
damente 8 h después de la fertilización y se
continuaron haciendo únicamente en aquellos
contenedores en los que se observaba grasa,
producto de la mortalidad. Para ello se utilizó
un filtro de 100 μm para evitar la pérdida de
embriones en el proceso.
Embriogénesis y pre-asentamiento: El
desarrollo de embriones y larvas se documentó
observando, fotografiando y registrando su
comportamiento bajo microscopio y estereos-
copio en intervalos de 30 minutos durante las
primeras siete horas, cada hora las siguientes
24 horas y cada tres horas de ahí en adelante,
hasta la fase de pre-asentamiento. Para lo ante-
rior se tomaron al azar alícuotas de 1 ml con
una pipeta pasteur que se disponían en portaob-
jetos o en cajas de petri, según el tamaño de los
embriones/larvas. Cuando las larvas realizaron
movimientos verticales en la columna de agua
(4 días después de fertilización), se trasladaron
a tanques disponibles de 200 l (tanque 1), 18 l
(tanque 2) y 50 l (tanque 3) con agua de mar
filtrada, obtenida de un sistema de captación de
30 m de profundidad y tamizada por cartuchos
de 200, 50 y 5 micras. Previo al traslado de las
larvas, se agregaron a los tanques sustratos de
baldosas de cerámica tanto lisas como rugosas
de aproximadamente 8 cm2, los cuales, durante
tres meses previos, habían sido puestos en el
arrecife sobre fondos con presencia de algas
coralináceas costrosas (ACC) (Rada-Osorio et
al., 2022). El número de larvas sembradas se
estimó teniendo en cuenta el conteo de larvas
competentes por ml, el volumen total de los 40
contenedores y el número de sustratos por tan-
que (E. Avila, comunicación personal, 2021).
Se registró el porcentaje de asentamiento y
supervivencia una vez cada 24 h.
Asentamiento y sobrevivencia post-
asentamiento: Para el asentamiento se emplea-
ron 126 sustratos distribuidos en tres tanques.
Cada sustrato fue rotulado y monitoreado para
cuantificar el asentamiento durante los prime-
ros días. Al quinto día después de la siembra,
todos los sustratos se monitorearon tanto en la
parte superior como en la inferior y se contó el
número de larvas asentadas, con lo cual se esti-
mó el porcentaje de asentamiento en relación
con el número de larvas sembradas en cada
tanque. La preferencia de asentamiento por
superficie se analizó por medio de una prueba
t para muestras independientes, luego de la
transformación de los datos a logaritmo. En
total se sembraron 65 840 larvas competentes
TABLA 1 / TABLE 1
Detalle de los tiempos de desove de Orbicella annularis el día seis DLL (26 de septiembre de 2021). / Details of Orbicella
annularis spawning times six days after a full moon (DAFM) (September 26th of 2021).
Sitio Colonias observadas Colonias que desovaron Ventana de desove
Latifundio 24 4 (4) 21:02 – 21:50
Ministerio 20 4 (1) 21:05 – 21:50
Isla Fiesta 20 4 (3) 20:56 – 21:54
En paréntesis se muestra el número de colonias de las que se colectaron gametos. / The number of colonies from which
gametes were collected is shown in parentheses.
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(54 500 en tanque 1, 4 000 en tanque 2 y
7 340 tanque 3). Adicionalmente, se realizó la
introducción de un fragmento vivo de 5 x 5
cm de O. annularis a cada tanque de siembra
para promover la adquisición de las zooxante-
las. Estos fragmentos fueron extraídos de una
misma colonia.
Posteriormente, para facilitar el segui-
miento, se realizaron mapas del posicionamien-
to aproximado de cada recluta sobre las placas.
Para evitar la pérdida y desprendimiento de las
larvas, diariamente se tomaron entre 5 y 10
sustratos al azar (de acuerdo con el volumen del
tanque) y se registró el número de pólipos. La
sobrevivencia post-asentamiento tuvo en cuen-
ta las larvas asentadas diariamente en relación
con el número total de larvas asentadas al día
cinco y el resultado se expresó en porcentaje.
Adicionalmente se registró el tiempo (en días),
en que las larvas evidenciaron por primera vez
metamorfosis, desarrollo del pólipo y la apa-
rición del esqueleto básico, así como la incor-
poración de simbiontes y la fusión de pólipos.
RESULTADOS
Observación del desove: De las 64 colo-
nias monitoreadas, 12 desovaron el 26 de
septiembre de 2021 (día seis DLL). El desove
inició a las 20:56 (hora local) y finalizó a las
21:54, con un pico de liberación entre las 21:30
y las 21:45 (Tabla 1). La ventana de tiempo
para el desove fue de 186 a 215 minutos des-
pués del ocaso.
Embriogénesis y pre-asentamiento: Los
oocitos de Orbicella annularis (Fig. 2A) fue-
ron fertilizados a las 23:11 h (tiempo local).
La primera división resultó en dos blastómeros
iguales (Fig. 2B) 1:11 horas después de la fer-
tilización (hDF). Las divisiones subsecuentes
después de 4 hDF produjeron embriones de
4-32 blastómeros (Fig 2C – 2G) y más de 32
(2H). La mórula presentó una forma irregu-
lar (Fig. 2I) y a partir de esta, los embriones
se volvieron más o menos esféricos, con el
pseudo-blastoporo aparente (visto como un
espacio blancuzco) después de 7.32 hDF (Fig.
2J). Posteriormente, se observaron las larvas
esféricas aun con blastoporo entre 18 y 32 hDF
(Fig. 2K - 2M). Los embriones exhibieron una
forma irregular con presencia del blastoporo/
poro oral (sensu Okubo et al., 2013) a las 36
hDF. La formación de larvas plánulas tem-
pranas completamente alargadas y ectodermo
evidente ocurrió después de 58 hDF (Fig. 2N,
Fig. 2O). Finalmente, las plánulas presenta-
ron metamorfosis completa, con poro oral
evidente luego de 105 hDF (Fig. 2P). Así, la
embriogénesis completa se desarrolló en 9 hDF,
TABLA 2 / TABLE 2
Etapas del desarrollo embrionario de O. annularis. / Stages of embryonic development of O. annularis.
Estadio Tiempo DF (h) Porcentaje
por estadio
Imagen
(Fig. 2)
Ooocitos 0 h DF A
Primer clivaje, 2 blastómeros 1:11 h DF 70 B
Segundo clivaje, 4 blastómeros 1:26 h DF C, D
8 blastómeros 2:05 h DF 70 E
16 o más blastómeros 3:59 h DF 60 F-H
Mórula 4:25 h DF 70 I
Presencia de pseudo-blastoporo 7:32 - 8:49 h DF 100 J
Inicio de larva esférica, presencia de blastoporo 18:03 - 31:04 hDF 95 K, L, M
Elongación del embrión, presencia de poro oral 36:54 h DF N
Plánula temprana completamente alargada, ectodermo evidente 58:49 h DF 100 O
Larva metamorfoseada, blastoporo evidente 104.59 h DF P
DF: Después de la fertilización. / DF: After fertilization.
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mientras que el desarrollo de la larva tomó 53
horas más (Tabla 2). Cuatro días DF las larvas
comenzaron a nadar hacia el fondo, iniciando
la metamorfosis.
Asentamiento y sobrevivencia post-
asentamiento: El asentamiento se observó a
partir del día seis y hasta el día diez DF. La
metamorfosis se evidenció con la contracción
de la plánula alargada con una forma de flor
(Fig. 3A) para luego expandirse de forma
irregular (Fig. 3B, día 10). Posteriormente se
observó una compresión en sentido oral-aboral
presentando una forma plana y transparente,
con una parte circular incolora en el centro que
posteriormente dio lugar a la formación de la
Fig. 2. Desarrollo embrionario de Orbicella annularis. A. oocitos, B. embrión de dos células, C. embrión en segundo
clivaje, D. blastómeros completamente divididos, E. 8 blastómeros F. 16 blastómeros, G. embrión con más 32 células, H.
embrión irregular con muchas células, I. Mórula, J. embrión con inicio de invaginación, K. embrión esférico con blastoporo
claramente visible (flecha roja), L. invaginación del blastoporo, M. embrión en forma esférica, con depresión correspondiente
a la invaginación del blastoporo, N. plánula alargada con blastoporo/poro oral visible (+), O. plánula alargada con ectodermo
evidente (flecha verde) y P. larva metamorfoseada, con poro oral evidente (+). / Fig. 2. Embryogenesis of Orbicella
annularis. A. oocytes, B. two celled embryo, C. second cleavage embryo, D. fully divided blastomeres, E. eight blastomeres,
F. 16 blastomeres, G. embryo with more than 32 cells, H. irregular embryo with many more cells, I. morula stage, J. embryo
with initial invagination, K. spherical embryo with evident blastopore (red arrow), L. blastopore invagination, M. spherical
embryo with depression corresponding to the invagination of the blastopore, N. elongated planula with a visible blastopore/
oral pore (+), O. elongated planula with evident ectoderm (green arrow), P. metamorphosed larvae with an evident oral
pore (+).
8Revista de Biología Tropical, ISSN: 2215-2075 Vol. 71 (S1): e54793, abril 2023 (Publicado Abr. 30, 2023)
boca (Fig. 3C; día 11). Los tentáculos empeza-
ron a crecer alrededor de la boca y a extenderse
hacia afuera (Fig. 3D; día 12) y en el día 13
se evidenció el desarrollo de una placa basal
calcárea desarrollada alrededor de los pólipos
(Fig. 3E). El pólipo primario estuvo completo
12 días después del asentamiento (Fig. 3F; día
18). Entre los días 21 y 25 se inició la incor-
poración de simbiontes en los tejidos de los
pólipos (Fig. 3G y Fig. 3H) y a partir del día
30 y hasta el día 40, se pudo observar la fusión
de algunos pólipos adyacentes (Fig. 3I; día 32).
Se contabilizó un total de 3 467 larvas
asentadas (5.27 %) en 80 sustratos de los 126
acondicionados (63.5 %). Las larvas aprove-
charon todo el contorno de los sustratos (super-
ficies expuestas, no expuestas y bordes), sobre
ACC y sobre sustratos desprovistos (Tabla 3).
No se encontró preferencia de asentamiento
entre superficie expuesta y no expuesta de los
Fig. 3. Desarrollo y crecimiento del pólipo primario. A. larvas inmediatamente después del asentamiento, inicio de la
metamorfosis, B. pólipos expandidos de manera irregular, C. pólipos aplanados, formación de boca y brotes de tentáculos,
D. crecimiento y extensión de los primeros tentáculos, E. desarrollo del esqueleto básico del pólipo, F. pólipo primario
completamente formado, G. incorporación inicial de simbiontes en la superficie oral del pólipo, H. simbiontes presentes en
por todo el cuerpo del pólipo exhibiendo pigmentación y, I. evidencia de fusión entre pólipos adyacentes. / Fig. 3. Growth
and development of the primary polyp. A. larvae immediately after settlement, metamorphosis start, B. irregularly expanded
polyps, C. flattened polyps showing, mouth and tentacles formation, D. growth and extensions of first tentacles, E. polyp
basic skeleton development, F. fully formed primary polyp, G. symbionts incorporation on the oral surface of the polyp, H.
symbionts present in the polyp body exhibiting pigmentation, and I. evidence of fusion between adjacent polyps.
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Revista de Biología Tropical, ISSN: 2215-2075, Vol. 71 (S1): e54793, abril 2023 (Publicado Abr. 30, 2023)
sustratos (t = 1.37, P = 0.169). La sobrevivencia
de las larvas recién asentadas se ajustó a un
modelo logarítmico negativo, con una rápida
disminución en los primeros días y posterior-
mente una estabilización, con un cambio del
12.36 % al 3.87 % ± 1.93 SE después de 20
días, la supervivencia post asentamiento de las
larvas se encontró entre el 30 y 50 % y al día
38 fue de 35 % (Fig. 4).
Con una densidad de siembra similar entre
0.27 y 0.22 larvas/ml para volúmenes de 200
l (tanque 1) y 28 l (tanque 3), se obtuvo un
porcentaje de 50.2 % de sobrevivencia post-
asentamiento. De igual manera, con volúme-
nes de siembra de 0.27 y 0.15 larvas/ml para
volúmenes de 200 l (tanque 1) y 50 l (tanque 2)
solo se observó una diferencia del 7.8 % (Tabla
3). El conteo final de todas las placas con
Fig. 4. Sobrevivencia post-asentamiento de las larvas de Orbicella annularis asentadas en sustratos artificiales. Barras
representan desviación estándar. / Fig. 4. Post-settlement survival of settled larvae of Orbicella annularis on artificial
substrates. Bars represent standard deviation.
TABLA 3 / TABLE 3
Resumen del asentamiento y sobrevivencia de Orbicella annularis. / Summary of settlement and survival of Orbicella
annularis.
VTQ LS dL PL LA % A LPA % SPA % SS
TQ1 200 54 500 0.27 31 2 751 5.05 787 28.61 1.44
TQ2 18 4 000 0.22 16 174 4.35 25 14.37 0.63
TQ3 50 7 340 0.15 33 542 7.38 143 26.38 1.95
Total n/a 6 5840 n/a 80 3 467 5.27 955 27.55 1.45
TQ: tanque, VTQ: volumen del tanque (l), LS: número de larvas sembradas, dL: densidad de larvas sembradas (larvas/
ml), PL: placas con asentamiento de larvas, LA: número de larvas asentadas, % A: porcentaje promedio de asentamiento,
LPA: número de larvas post-asentamiento, % SPA: sobrevivencia post-asentamiento, % SS: sobrevivencia de pólipos desde
siembra hasta el día 41. / TQ: tank, VTG: tank volume (l), LS: number of larvae added to each tank, dL: larvae density in
each tank (larvae/ml), PL: substrates with settled larvae, LA: number of settled larvae, % A: mean percentage settlement,
LPA: number of post-settlement larvae, % SPA: survival post-settlement percentage, % SS: polyps survival form seeding
until day 41.
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pólipos se realizó a los 41 días después de la
fertilización registrando un total de 955 pólipos
vivos, que se estimó como una sobrevivencia
post-asentamiento de 27.5 %. Finalmente, 29
sustratos con 772 pólipos fueron trasplantados
al arrecife de Isla Grande en un área delimitada
de 20 m2.
DISCUSIÓN
Embriogénesis y pre-asentamiento: El
desarrollo embrionario de O. annularis sigue
el esquema general de los corales, con divi-
sión de las células que se reconoce por medio
del número de blastómeros (2, 4, 8, 16-32,
32-64) y que termina en la formación de la
mórula (Okubo & Motokawa, 2007; Okubo et
al., 2013; Ying et al., 2018). Estudios previos
registran clivajes en lapsos de entre 30 y 50
min (Fritzenwanker et al., 2007; Marhaver et
al., 2015) después de la primera división, la
cual, a su vez, sucede antes de las dos horas
después de la fertilización, e.g., Diploria lab-
yrinthiformis a los 40 min (Chamberland et al.,
2016), Orbicella faveolata una hora después
(Alvarado-Chacón et al., 2020), Dendrogyra
cylindricus a la hora y 10 min (Marhaver et al.,
2015) y Acropora cervicornis (Calle-Triviño et
al., 2018) y Goniastrea favulus (Okubo et al.,
2013) a las 2 horas. En el presente estudio, el
70 % de los embriones presentaba dos blastó-
meros, una hora y 11 minutos después de la
fertilización, y ya presentaba algunos embrio-
nes con cuatro células. Antes de las nueve hDF
los embriones estaban en fase de mórula, coin-
cidiendo con registros para especies de corales
(Okubo et al., 2013), octocorales (Rakka et al.,
2021) y anémonas (Fritzenwanker et al., 2007).
Como se esperaba para un coral robusto
(sensu Okubo et al., 2013; con calcificación
masiva) se presentó uno de los dos patrones de
clivaje más comunes en los cnidarios para la
gastrulación, que empieza con el aplanamiento
de la mórula y la migración de las células hacia
la periferia, formando una especie de “depre-
sión” que es el inicio del blastocele, dándole
una apariencia de cuenco vacío, conocido como
coeloblastula o blástula hueca (Yuan et al.,
2008), que después retoma la forma esférica
presentando el pseudoblastoporo. Tal como se
evidenció en el proceso embriogénico de O.
annularis, y de acuerdo con lo descrito por
Yuan et al. (2008), Bhattacharya et al. (2016),
Ying et al. (2018), entre otros, a continuación,
comienza una segunda invaginación que impli-
ca el movimiento masivo de las células inter-
nas para formar el endodermo y el blastoporo
iniciando así la fase temprana de la gástrula
(Technau, 2020; Ying et al., 2018). Este proce-
so de invaginación-evaginación en ciclos hasta
llegar a gástrula, concuerda con la excelente
descripción de Fritzenwanker et al. (2007)
con un embrión de 64 células-mórula-blástula
a gástrula-, presencia de cilios y movimiento
circular en 17-20 horas.
El tiempo para llegar a la gástrula tardía
con el blastoporo y la elongación en O. annula-
ris a las 40 hDF, coincide con los encontrados
por Alvarado-Chacón et al. (2020) para O.
faveolata, y la descripción general del fin de
la gástrula y de la embriogénesis e inicio de
la plánula y la vida larval (Ball et al., 2002)
que empieza con movimientos verticales. El
tiempo para llegar a esta fase larval (58 hDF),
es similar al reporte para otras especies para
las cuales se han realizado estudios de embrio-
génesis y desarrollo larval, por ejemplo, Acro-
pora cervicornis (57 hDF, Calle-Triviño et
al., 2018), Montipora capitata (43-80 hDF,
Vermeij et al., 2009), Orbicella faveolata (55
hDF, Alvarado-Chacón et al., 2020). Para el
día cuatro (4), la mayoría de las larvas ya están
nadando en el fondo, dejando atrás la fase
pelágica. Los registros para especies como
Diploria labyrinthiformis (Chamberland et al.,
2016), Acropora cervicornis (Calle-Triviño et
al., 2018), y Orbicella faveolata (Alvarado-
Chacón et al., 2020), de 103, 106 y 106 horas
respectivamente, muestran también el inicio
de la fase bentónica a los 4 días. Conocer los
tiempos de desarrollo y el comportamiento
de las larvas para el inicio del asentamiento,
permite orientar los esfuerzos en las siguientes
etapas en los programas de restauración, ya que
define momentos propicios como el ofrecer los
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sustratos acondicionados para la fijación de los
futuros reclutas.
Asentamiento: Como se indicó en la
sección anterior, el inicio del asentamiento se
evidenció a los cuatro días (104 hDF) y para
el día seis (6), la mayoría de las larvas de
O. annularis ya se encontraban en el fondo.
Este tiempo coincide con los reportes para
esta y otras especies liberadoras de gametos,
con una fase larval planctónica de corta dura-
ción (4-6 dias) y asentamiento en unos pocos
días después de la fertilización (Connolly &
Baird, 2010; Doropoulus et al., 2019; Miller &
Mundy 2003). Por ejemplo O. faveolata, con
plánulas lecitotróficas, tiene una fase pelágica
de al menos tres días (Vermeij et al., 2006),
en D. labyrinthiformis inicia el día 4 después
del desove (Chamberland et al., 2016) y al
día cinco en A. cervicornis (Calle-Triviño et
al., 2018). La mayoría de las larvas, luego de
estos tiempos, son competentes (Connolly &
Baird, 2010), después de lo cual la competencia
declina (Davies et al., 2017; Miller & Mundy,
2003), indicando una mayor probabilidad de
reclutamiento local. Las ventajas asociadas
son un bajo gasto energético y el consecuente
aumento en la sobrevivencia y crecimiento
durante las fases de asentamiento y post-asen-
tamiento (Connolly & Baird, 2010; Graham
et al., 2013). No obstante, aunque algunas
larvas pueden ser competentes por más tiempo
(Miller et al., 2020; Wilson & Harrison, 1998)
y por lo tanto, pueden dispersarse a grandes
distancias (Davies et al., 2017), los tiempos
cortos pueden ser muy significativos para la
restauración a través de la propagación larval
a gran escala, pues a los cuatro días ya están
listas para asentarse, acortando el tiempo para
metamorfosis y crecimiento con lo cual los
costos y los tiempos de trabajo para la siembra
en el arrecife, disminuyen.
La densidad de siembra es considerada
igualmente una variable importante al evaluar
el éxito del asentamiento. Al respecto, Edwards
et al. (2010) aconsejan no exceder una densidad
de 0.3 larvas ml-1. Para A. millepora Pollock
et al. (2017) utilizaron densidades entre 0.2 y
1.0 larvas ml-1 encontrando baja mortalidad y
mayor éxito de asentamiento a menor densidad
de siembra. Sin embargo, Cameron & Harrison
(2020) encontraron una relación positiva con
respecto a la densidad de siembra. En este
estudio, el asentamiento para O. annularis con
una densidad promedio de siembra de 0.22
larvas ml-1 fue bajo en comparación con los
estudios mencionados en la Tabla 4 (5.27 %),
sin embargo, este porcentaje pudo haber sido
subestimado ya que solamente se consideró la
densidad de siembra por volumen sin estandari-
zar el número de sustratos por tanque. A futuro,
es un factor importante por implementar para
optimizar el éxito del asentamiento.
En nuestro estudio, las larvas se asentaron
y metamorfosearon tanto sobre las superficies
de ACC, como en sitios cercanos, sobre los
TABLA 4 / TABLE 4
Éxito de asentamiento de diferentes especies de coral bajo condiciones controladas. / Settlement success of different coral
species under controlled conditions.
Especie Éxito del asentamiento (%) Referencia
Acropora tenuis 16 Cameron y Harrison (2020)
Acropora cervicornis 10 - 15 Ritson-Williams et al. (2010)
Acropora millepora 15 Pollock et al. (2017)
Acropora palmata 9 – 15
80
21 - 38
Ritson-Williams et al. (2010)
Mason et al. (2011)
Miller et al. (2020)
Orbicella annularis 5.27 Este estudio
Orbicella faveolata 8 - 13 Miller et al. (2020)
Porites astreoides 24 Mason et al. (2011)
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bordes o en sitios desprovistos de ACC. Lo
anterior coincide con lo reportado por van
Woesik et al. (2014), aunque otros estudios han
encontrado la preferencia adyacente a las ACC
(Ritson-Williams et al., 2010) o directamen-
te sobre la superficie de éstas (Morse et al.,
1996). Este resultado puede estar relacionado
con diferencias en la composición taxonómica
de las ACC adheridas a las placas, las seña-
les químicas que sintetizan y la composición
microbiana que cohabitan sobre ellas (Jorissen
et al., 2021; Tebben et al., 2015). Por lo tanto,
definir las condiciones ambientales adecuadas
y optimizar la presencia de sustratos aptos para
el asentamiento, son procesos fundamentales a
la hora de definir protocolos que maximicen la
sobrevivencia post asentamiento de los corales
(Craggs et al., 2019; Hancock et al., 2021;
Pollock et al., 2017; Rahnke et al., 2022; Ran-
dall et al., 2020). A pesar de no haber realizado
la identificación taxonómica de las ACC o la
preferencia de asentamiento por una especie
específica de ACC, se pudo observar cómo
el previo acondicionamiento de los sustratos
en el medio natural es necesario para proveer
a las larvas donde asentarse. Lo cual permite
a la vez, tener estimaciones cuantitativas para
escalar en los esfuerzos en las siguientes etapas
de restauración coralina.
Sobrevivencia post-asentamiento: La
baja sobrevivencia post-asentamiento repre-
senta una dificultad para tener en cuenta en
los esfuerzos de restauración. Para especies
como O. faveolata, A. palmata y A. cervicor-
nis (Miller et al., 2020) y Montipora capitata
(Rahnke et al., 2022), o cuando se ha evaluado
en forma generalizada varias especies (Doro-
poulos et al., 2016), se ha encontrado una alta
mortalidad en tiempos similares a los regis-
trados en este estudio para O. annularis (ca.
50 % en las dos primeras semanas), lo que es
concordante con nuestros resultados. Este es un
cuello de botella para mejorar en los esfuerzos
de propagación larval.
Las consideraciones metodológicas que
se han abordado para alcanzar restauraciones
efectivas han sido numerosas, una de ellas es
la densidad de larvas sembradas en los tanques
de cultivo. En este estudio, se mostró que con
una densidad similar y una gran diferencia
en el volumen de los tanques (200 y 18 l), se
redujo la sobrevivencia en 50.2 %, mientras
que, al reducir densidad de siembra de acuerdo
al volumen, se obtuvo sobrevivencias similares
(28.61 % tanque de volumen 200 l y 26.38 %
tanque volumen 50 l. Finalmente, a pesar de las
enormes limitaciones logísticas y económicas,
con 1.41 % de sobrevivencia, se obtuvieron 772
pólipos que fueron llevados al arrecife. Este
porcentaje es similar al obtenido por Miller et
al. (2021) para O. annularis en experimentos ex
situ, con porcentajes de supervivencia del 1.41 a
1.45 % dos semanas después del asentamiento.
Consideraciones finales: Este trabajo es
el primer acercamiento a la obtención de
reclutas (pólipos primarios) de O. annularis a
través del proceso de asentamiento de larvas
producidas en condiciones de laboratorio en el
Caribe colombiano. La información generada
resulta importante para la cría de larvas a gran
escala y así fortalecer los planes de restaura-
ción de arrecifes de coral a nivel regional. Por
una parte, conocer los tiempos específicos para
cada etapa, facilitan y optimizan los esfuerzos
para el manejo de embriones, larvas y pólipos
primarios. Por otra parte, saber cuándo se pre-
sentan los momentos críticos por mortalidad y,
como consecuencia, dedicar mayores esfuerzos
para determinar causas y disminuir sus efectos,
serán indispensables para aumentar el número
de reclutas obtenidos a través de la propagación
larval. Por último, el haber obtenido un asenta-
miento del 5.7 % con una sobrevivencia del 1.4
% hasta el día 39 después de la fertilización,
representa un alto número de nuevos reclutas
sembrados en un área de restauración (20 m2),
los cuales probablemente no se producirían en
condiciones naturales. En resumen, el conoci-
miento del desarrollo de las etapas tempranas
de los corales es esencial para poder realizar la
cría de larvas.
Declaración de ética: los autores declaran
que todos están de acuerdo con esta publicación
13
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y que han hecho aportes que justifican su auto-
ría; que no hay conflicto de interés de ningún
tipo; y que han cumplido con todos los requi-
sitos y procedimientos éticos y legales perti-
nentes. Todas las fuentes de financiamiento
se detallan plena y claramente en la sección
de agradecimientos. El respectivo documento
legal firmado se encuentra en los archivos
de la revista.
AGRADECIMIENTOS
Este estudio no hubiera sido posible sin el
apoyo de personal y logístico del PNNCRSB
a través de C. Valcárcel, D. Duque y de todo
el equipo que labora en las islas, el Oceanario
Islas del Rosario en cabeza de Rafael Viei-
ra y Jaime Rojas y de Diving Planet con J.
Herrera, A. Obregón, B. Ossa y H. Ramírez.
ECOMARES, la Universidad del Magdalena,
la Campaña Guardianes de los Arrecifes lide-
rada por Diving Planet y la Agenda del Mar
aportaron fondos para el trabajo de campo y
laboratorio. A. Henao, M. Marrugo, E. Hernán-
dez, C. Aponte, M. J. Ospina, y D. Quintero,
entre muchos otros, como voluntarios, nos
acompañaron durante la recolecta de gametos
y A. Socarras y J. Prussman, quienes además,
ayudaron durante la embriogénesis. Particular
agradecimiento a SECORE International por
sus aportes en material para cría de larvas y
la guía de Eduardo Ávila quien compartió con
todo el grupo sus conocimientos.
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