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Resumen
Los ambientes marinos del Parque Nacional Isla del Coco experimentan perturbaciones extremas periódicamente como por ejemplo El Niño-Oscilación del Sur (ENOS) que han devastado las comunidades coralinas. La cobertura coralino se redujo drásticamente durante El Niño de 1982-83. Los corales escleractinios construyen la estructura física de los arrecifes así que la recuperación de estos ecosistemas depende de que los corales se recuperen. Los corales pueden reproducirse sexual y asexualmente, y el éxito relativo de cada forma de reproducción va a guiar el proceso de recuperación con implicaciones potenciales a la diversidad de las comunidades asociadas. En la mayoría de los arrecifes alrededor de la Isla del Coco, el coral masivo, Porites lobata, es la especie constructora predominante. Si la diversidad genotípica (clonal) de esta especie es alta, la diversidad de individuos va a ser más alta resultando en mayor resilencia frente a condiciones ambientales extremas. Alternativamente, una diversidad genotípica baja es indicativo de una estrategia reproductiva asexual posiblemente resultando en el mantenimiento de genotipos bien adaptados aunque la población decline. Aquí, usamos 11 marcadores microsatélite para investigar la contribución relativa de la reproducción sexual o asexual en la recuperación de los arrecifes en el Parque Nacional Isla del Coco. En la Isla del Coco se recolectaron muestras en: Punta Ulloa (n=17), Bahía Weston (n=20) y Punta María (n=20), y para comparar, se recolectaron muestras en localidades cerca de o en la costa continental de Costa Rica; Reserva Biológica Isla del Caño: Caño1 (n=8), Caño2 (n=10) y Caño5 (n=11), y Tres Hermanas, Parque Nacional Marino Ballena (n=4), utilizando un diseño de muestreo espacialmente explícito. Las colonias de la Isla del Coco son generalmente pequeñas (>60% de las colonias <0.5m2) y se observó poca reproducción asexual. En la mayoría de los sitios la reproducción era mayormente sexual (NG/N= 0.90-0.94; GO/GE =0.63-0.74; D=0.99) o totalmente sexual (NG/N= 1.0; GO/GE =1.0; D=1.0), por lo que consiste de colonias con genotipos únicos. En contraste, los sitios costeros tenían un ámbito de predominantemente asexual y genotípicamente pobre (NG/N =0.5; GO/GE =0.11; D=0.5) a totalmente sexual (NG/N= 1.0; GO/GE =1.0; D=1.0). No hubo diferencia en diversidad genética (número de alelos por locus, número de alelos privados) o distribución de tamaño por región. La alta diversidad genotípica del Parque Nacional Isla del Coco indica reproducción sexual frecuente y el potencial para la recuperación rápida de los arrecifes después de perturbaciones severas. En los sitios costeros, la fragmentación asexual de colonias grandes (>2.5m2) y por lo tanto, potencialmente colonias bien adaptadas, puede aumentar las resistencia y resilencia de los sistemas.Citas
Arnaud-Haond, S. & K. Belkhir. 2007. Genclone: a computer program to analyse genotypic data, test for clonality and describe spatial clonal organization. Mol. Ecol. Notes 7: 15-17.
Bakus, G.J. 1975. Marine zonation and ecology of Cocos Island, off Central America. Atoll Res. Bull. 179: 1-11.
Baums, I.B., M.W. Miller & M.E. Hellberg. 2006. Geographic variation in clonal structure in a reef building Caribbean coral, Acropora palmata. Ecol. Monogr. 76: 503-519.
Baums, I.B. 2008. A restoration genetics guide for coral reef conservation. Mol. Ecol. 17: 2796-2811.
Baums, I.B., J.N. Boulay, N.R. Polato & M. Hellberg. 2012. No gene flow across the Eastern Pacific Barrier in the reef-building coral Porites lobata. Mol. Ecol. doi: 10.1111/j.1365-294X.2012.05733.x.
Berry, F.H. & W.J. Baldwin. 1966. Triggerfishes (Balistidae) of the eastern Pacific. Proc. Calif. Acad. Sci. 34: 429-474.
Boulay, J.N., J. Cortés, M. Hellberg & I.B. Baums. in prep. Deciphering cryptic coral species reveals functional differences in ecology.
Brownstein, M.J., J.D. Carpten & J.R. Smith. 1996. Modulation of non-templated nucleotide addition by tag DNA polymerase: Primer modifications that facilitate genotyping. Biotechniques 20: 1004-1010.
Coffroth, M.A. & H.R. Lasker. 1998. Population structure of a clonal gorgonian coral: The interplay between clonal reproduction and disturbance. Evolution 52: 379-393.
Combosch, D.J. & S.V. Vollmer. 2011. Population genetics of an ecosystem-defining reef coral Pocillopora damicornis in the Tropical Eastern Pacific. PLoS One 6: e2120010.2121371/journal.pone.0021200.
Cortés, J. 1992. The coral reefs of Golfo Dulce, Costa Rica - Ecological aspects. Rev. Biol. Trop. 40: 19-26.
Cortés, J. 1997. Biology and geology of eastern Pacific coral reefs. Coral Reefs 16 (Suppl.): S39-S46.
Cortés, J. 2008. History of marine research at Cocos Island, Costa Rica. Rev. Biol. Trop. 56 (Suppl. 2): 1-18.
Cortés, J. & H. Guzman. 1998. Organisms of Costa Rican coral reefs: description, geographic distribution and natural history of Pacific zooxantellate corals (Anthozoa : Scleractinia). Rev. Biol. Trop. 46: 55-92.
Cortés, J., C.E. Jiménez, A.C. Fonseca & J.J. Alvarado. 2010. Status and conservation of coral reefs in Costa Rica. Rev. Biol. Trop. 58 (Suppl. 1): 33-50.
Dana, T.F. 1975. Development of contemporary eastern Pacific coral reefs. Mar. Biol. 33: 355-374.
Darwin, C. 1880. The Origin of Species by Means of Natural Selection or the Preservation of Favored Races in the Struggle for Life. John Murray, London.
Ekman, S. 1953. Zoogeography of the Sea. Sidgwick and Jackson Ltd., London.
Flot, J.F., A. Couloux & S. Tillier. 2010. Haplowebs as a graphical tool for delimiting species: a revival of Doyle’s “field for recombination” approach and its application to the coral genus Pocillopora in Clipperton. BMC Evol. Biol. 10: 372 310.1186/1471-2148-1110-1372.
Foster, N.L., I.B. Baums & P.J. Mumby. 2007. Sexual verses asexual reproduction in an ecosystem engineer: the massive coral Montastraea annularis. J. Anim. Ecol. 76: 384-391.
Foster, N., I. Baums, J. Sanchez, C. Paris, I. Chollett, C. Agudelo, M. Vermeij & P. Mumby. in review. Hurricane-driven patterns of clonality in an ecosystem engineer: the Caribbean coral Montastraea annularis. PLoS One
Glynn, P.W. & J.S. Ault. 2000. A biogeographic analysis and review of the far eastern Pacific coral reef region. Coral Reefs 19: 1-23.
Glynn, P.W., S.B. Colley, C.M. Eakin, D.B. Smith, J. Cortés, N.J. Gassman, H.M. Guzman, J.B. Delrosario & J.S. Feingold. 1994. Reef coral reproduction in the Eastern Pacific - Costa Rica, Panama, and Galapagos-Islands (Ecuador). 2. Poritidae. Mar. Biol. 118: 191-208.
Grigg, R.W. & R. Hey. 1992. Paleoceanography of the Tropical Eastern Pacific-Ocean. Science 255: 172-178.
Guzman, H.M. 1988. Distribución y abundancia de organismos coralívoros en los arrecifes coralinos de la Isla del Caño, Costa Rica. Rev. Biol. Trop. 36: 191-207.
Guzman, H.M. & J. Cortés. 1989. Coral reef community structure at Caño Island, Pacific Costa Rica. P.S.Z.N.I: Mar. Ecol. 10: 23-41.
Guzman, H.M. & J. Cortés. 1992. Cocos Island (Pacific of Costa-Rica) coral reefs after the 1982-83 El-Niño disturbance. Rev. Biol. Trop. 40: 309-324.
Guzman, H.M. & J. Cortés. 2007. Reef recovery 20 years after the 1982-1983 El Niño massive mortality. Mar. Biol. 151: 401-411.
Hoegh-Guldberg, O., P.J. Mumby, A.J. Hooten, R.S. Steneck, P. Greenfield, E. Gomez, C.D. Harvell, P.F. Sale, A.J. Edwards, K. Caldeira, N. Knowlton, C.M. Eakin, R. Iglesias-Prieto, N. Muthiga, R.H. Bradbury, A. Dubi & M.E. Hatziolos. 2007. Coral reefs under rapid climate change and ocean acidification. Science 318: 1737-1742.
Hughes, T.P., A.H. Baird, D.R. Bellwood, M. Card, S.R. Connolly, C. Folke, R. Grosberg, O. Hoegh-Guldberg, J.B.C. Jackson & J. Kleypas. 2003. Climate change, human impacts, and the resilience of coral reefs. Science 301: 929 - 933.
Hunter, C.L. 1993. Genotypic variation and clonal structure in coral populations with different disturbance histories. Evolution 47: 1213-1228.
Legoff, M.C., O.G. Pybus & A.D. Rogers. 2004. Genetic structure of the deep sea coral Lophelia pertusa in the northeast Atlantic revealed by microsatellites and internal transcibed spaces sequences. Mol. Ecol. 13: 537-549.
Lively, C.M., C. Craddock & R.C. Vrijenhoek. 1990. Red queen hypothesis supported by parasitism in sexual and clonal fish. Nature 344: 864-866.
Maina, J., T.R. McClanahan, V. Venus, M. Ateweberhan & J. Madin. 2011. Global gradients of coral exposure to environmental stresses and implications for local management. PLoS ONE 6(8): e23064. doi:10.1371/ journal.pone.0023064
Meirmans, P.G. & P.H. Van Tienderen. 2004. GENOTYPE and GENODIVE: two programs for the analysis of genetic diversity of asexual organisms. Mol. Ecol. Notes 4: 792-794.
Miller, K.J. & D.J. Ayre. 2004. The role of sexual and asexual reproduction in structuring high latitude populations of the reef coral Pocillopora damicornis. Heredity 92: 557-568.
Miller, M.W., I.B. Baums & D.E. Williams. 2007. Visual discernment of sexual recruits is not feasible for Acropora palmata. Mar. Ecol. Prog. Ser. 335: 227-231.
Peakall, R. & P.E. Smouse. 2006. GENALEX 6: genetic analysis in Excel. Population genetic software for teaching and research. Mol. Ecol. Notes 6: 288-295.
Pinzón, J.H. & T.C. Lajeunesse. 2011. Species delimitation of common reef corals in the genus Pocillopora using nucleotide sequence phylogenies, population genetics and symbiosis ecology. Mol. Ecol. 20: 311-325.
Pinzón, J.H., H. Reyes-Bonilla, I.B. Baums & T.C. Lajeunesse. 2012. Contrasting clonal structure among Pocillopora (Scleractinia) communities at two environmentally distinct sites in the Gulf of California. Coral Reefs 3: 765-777.
Polato, N.R., G.T. Concepcion, R.J. Toonen & I.B. Baums. 2010. Isolation by distance across the Hawaiian Archipelago in the reef-building coral Porites lobata. Mol. Ecol. 19: 4661-4677.
Polidoro, B.A., T. Brooks, K.E. Carpenter, G.J. Edgar, S. Henderson, J. Sanciangco & D.R. Robertson. 2012. Patterns of extinction risk and threat for marine vertebrates and habitat-forming species in the Tropical Eastern Pacific. Mar. Ecol. Prog. Ser. 448: 93-104.
Reusch, T.B.H., A. Ehlers, A. Hammerli & B. Worm. 2005. Ecosystem recovery after climatic extremes enhanced by genotypic diversity. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 102: 2826-2831.
Stoddart, J.A. 1984a. Genetical structure within populations of the coral Pocillopora damicornis. Mar. Biol. 81: 19-30.
Stoddart, J.A. 1984b. Genetic differentiation amongst populations of the coral Pocillopora damicornis off southwestern Australia. Coral Reefs 3: 149-156. Stoddart, J.A. & J.F. Taylor. 1988. Genotypic diversity: estimation and prediction in samples. Genetics 118: 705-711.
Veron, J. 2000. Corals of the World. Australian Institue of Marine Science, Townsville.
Wells, S.M. 1988. Coral Reefs of the World. Volume 1: Atlantic and Eastern Pacific. United Nations Environment Programme / International Union for Conservation of Nature and Natural Resources, Gland, Switzerland.