Resumen
Introducción: Uno de los principales cuellos de botella en proyectos de restauración basada en reproducción sexual es la supervivencia de las larvas posterior al asentamiento, principalmente por la competencia por el sustrato con algas filamentosas y la depredación. Por ello, se han creado y analizado sustratos de diferentes formas y materiales, buscando optimizar estos procesos con superficies atrayentes para las larvas, y estructuras donde los reclutas se encuentran protegidos de la depredación y se disminuya la competencia.
Objetivo: Mejorar el asentamiento y la supervivencia de dos importantes corales formadores de arrecifes del Caribe, utilizando diferentes recubrimientos en sustratos.
Métodos: Para determinar si las propiedades de la superficie del sustrato son favorables para el asentamiento de larvas de Orbicella annularis y O. faveolata, recolectadas en Puerto Morelos, Caribe mexicano, evaluamos su asentamiento durante tres semanas en seis recubrimientos con una combinación de propiedades. Cada recubrimiento fue diseñado para proporcionar una combinación de dos de tres propiedades: 1) repelencia al agua (hidrofobicidad), 2) fosforescencia y 3) química superficial enriquecida con minerales. En un experimento separado se evaluó el asentamiento de larvas en sustratos con recubrimientos de una sola propiedad. Finalmente, se determinó la supervivencia posterior al asentamiento de O. annularis y O. faveolata sobre los diferentes recubrimientos durante siete semanas.
Resultados: La combinación de alta hidrofobicidad y micropartículas fosforescentes azules y alta hidrofobicidad y micropartículas fosforescentes rojo-naranja dio como resultado un mayor asentamiento de O. annularis y O. faveolata en comparación con otros recubrimientos (30.8 - 66.7 % mayor). No se encontraron diferencias significativas en el número de larvas asentadas cuando se evaluaron de forma independiente la repelencia al agua y la fosforescencia. El tiempo de supervivencia posterior al asentamiento en los sustratos fue bajo, con un máximo de 34 días después del asentamiento para O. annularis y 42 días para O. faveolata.
Conclusiones: En el asentamiento de larvas, la combinación de las propiedades del recubrimiento parece desempeñar un papel importante en la elección del microhábitat tanto para O. annularis como para O. faveolata. Pero de forma individual estas propiedades no generaron una ventaja en el asentamiento larvario. Además, algunos componentes químicos asociados con los recubrimientos pueden ser contraproducentes para la supervivencia de los pólipos a lo largo del tiempo.
Citas
Álvarez-Filip, L., González-Barrios, J., Pérez-Cervantes, E., Molina-Hernández, A., & Estrada-Saldívar, N. (2022). Stony coral tissue loss disease decimated Caribbean coral populations and reshaped reef functionality. Communications Biology, 5(1), 440.
Arias-González, J. E., Fung, T., Seymour, R. M., Garza-Pérez, J. R., Acosta-González, G., Bozec, Y. M., & Johnson, C. R. (2017). A coral-algal phase shift in Mesoamerica not driven by changes in herbivorous fish abundance. PLoS ONE, 12(4), e0174855.
Aronson, R. B., & Precht, W. F. (2001). White-band disease and the changing face of Caribbean coral reefs. Hydrobiologia, 460(1–3), 25–38.
Atlas, E., & Pytkowicz, R. M. (1977). Solubility behavior of apatites in seawater. Limnology and Oceanography, 22(2), 290–300.
Baums, I. B., Baker, A. C., Davies, S. W., Grottoli, A. G., Kenkel, C. D., Kitchen, S. A., Kuffner, I. B., LaJeunesse, T. C., Matz, M. V., Miller, M. W., Pakinson, J. E., & Shantz, A. E. (2019). Considerations for maximizing the adaptive potential of restored coral populations in the western Atlantic. Ecological Applications, 29(8), e01978.
Brakel, W. H. (1979). Small-scale spatial variation in light available to coral reef benthos: quantum irradiance measurements from a Jamaican reef. Bulletin of Marine Science, 29(3), 406–413.
Carpenter, K. E., Abrar, M., Aeby, G., Aronson, R. B., Banks, S., Bruckner, A., Chiriboga, A., Cortés, J., Delbeek, J. C., DeVantier, L., Edgar, G. J., Edwards, A. J., Fenner, D., Guzmán, H. M., Hoeksema, B. W., Hodgson, G., Johan, O., Licuanan, W. Y., Livingstone, S. R., … Wood, E. (2008). One-third of reef-building corals face elevated extinction risk from climate change and local impacts. Science, 321, 560–563.
Chaudhury, M. K., Daniel, S., Callow, M. E., Callow, J. A., & Finlay, J. A. (2006). Settlement behavior of swimming algal spores on gradient surfaces. Biointerphases, 1(1), 18–21.
Edmunds, P. J., & Elahi, R. (2007). The demographics of a 15-year decline in cover of the Caribbean reef coral Montastraea annularis. Ecological Monographs, 77(1), 3–18.
Edmunds, P. J., Ross, C. L. M., & Didden, C. (2011). High, but localized recruitment of Montastraea annularis complex in St. John, United States Virgin Islands. Coral Reefs, 30(1), 123–130.
Edwards, A. J., & Gomez, E. D. (2007). Reef restoration concepts & guidelines: Making sensible management choices in the face of uncertainty. St Lucia, Australia: Coral Reef Targeted Research & Capacity Building for Management Program.
Erwin, P. M., Song, B., & Szmant, A. M. (2008). Settlement behavior of Acropora palmata planulae: Effects of biofilm age and crustose coralline algal cover. In B. Riegl & R. E. Dodge (Eds.), Proceedings of the 11th International Coral Reef Symposium.11th International Coral Reef Symposium, Ft. Lauderdale, United States.
Ezzat, L., Maguer, J. F., Grover, R., & Ferrier-Pagès, C. (2016). Limited phosphorus availability is the Achilles heel of tropical reef corals in a warming ocean. Scientific Reports, 6, 31768.
Finlay, J. A. (2002). The influence of surface wettability on the adhesion strength of settled spores of the green alga Enteromorpha and the diatom Amphora. Integrative and Comparative Biology, 42(6), 1116–1122.
Fisher, R., O’Lear, R. A., Low-Choy, S., Mengersen, K., Knowlton, N., Brainard, R. E., & Caley, M. J. (2015). Species richness on coral reefs and the pursuit of convergent global estimates. Current Biology, 25(4), 500–505.
Fletcher, R. L., & Callow, M. E. (1992). The settlement, attachment and establishment of marine algal spores. European Journal of Phycology, 27(3), 303–329.
Grasshoff, K., Kremling, K., & Ehrhardt, M. (1999). Methods of seawater analysis. Wiley-VCH.
Harrison, P. L., & Wallace, C. C. (1990). Reproduction, dispersal and recruitment of scleractinian corals. In Z. Dubinsky (Ed.), Ecosystems of the world, 25: Coral reefs (pp. 133–207). Elsevier Science Publishing Company, Inc.
Hernández-Delgado, E. A., González-Ramos, C. M., & Alejandro-Camis, P. J. (2014). Large-scale coral recruitment patterns on Mona Island, Puerto Rico: Evidence of a transitional community trajectory after massive coral bleaching and mortality. Revista de Biología Tropical, 62(S3), 49–64.
Jackson, J. B. C., Donovan, M. K., Cramer, K. L., & Lam, V. (2014). Status and trends of Caribbean coral reefs: 1970-2012. Gland, Switzerland: Global Coral Reef Monitoring Network.
Knowlton, N., Brainard, R. E., Fisher, R., Moews, M., Plaisance, L., & Caley, M. J. (2010). Coral reef biodiversity. In A. D. McIntyre (Ed.), Life in the World’s Oceans: Diversity, distribution, and abundance (pp. 65–77). Blackwell Publishing, Ltd.
Lejars, M., Margaillan, A., & Bressy, C. (2012). Fouling Release Coatings: A Nontoxic Alternative to Biocidal Antifouling Coatings. Chemical Reviews, 112(8), 4347–4390.
Levenstein, M. A., Marhaver, K. L., Quinlan, Z. A., Tholen, H. M., Tichy, L., Yus, J., Lightcap, I., Kelly, L. W., Juarez, G., Vermeij, M. J. A., & Johnson, A. J. W. (2022). Composite Substrates Reveal Inorganic Material Cues for Coral Larval Settlement. ACS Sustainable Chemistry & Engineering, 10(12), 3960-–3971.
Mason, B. M., & Cohen, J. H. (2012). Long-wavelength photosensitivity in coral planula larvae. Biology Bulletin, 222(2), 88–92.
Mason, B., Beard, M., & Miller, M. W. (2011). Coral larvae settle at a higher frequency on red surfaces. Coral Reefs, 30(3), 667–676.
Patterson, J. T., Flint, M., Than, J., & Watson, C. A. (2016). Evaluation of substrate properties for settlement of Caribbean Staghorn coral Acropora cervicornis larvae in a land-based system. North American Journal of Aquaculture, 78(4), 337–345.
Petersen, D., Laterveer, M., & Schuhmacher, H. (2005). Innovative substrate tiles to spatially control larval settlement in coral culture. Marine Biology, 146(5), 937–942.
Pizarro, V., Polania, J., & Thomason, J. C. (2007). Recruitment and juvenile survivorship of brain corals at San Andres Island, Western Caribbean Sea. Cahiers de Biologie Marine, 48(2), 113–119.
Quinn, N. J., & Kojis, B. L. (2005). Patterns of sexual recruitment of acroporid coral populations on the West Fore Reef at Discovery Bay, Jamaica. Revista de Biología Tropical, 53(S1), 83–89.
R Core Team. (2019). R: A language and environment for statistical computing [Computer software]. R Foundation for Statistical Computing. URL, http,//www.R-project.org/
Richmond, R. H. (1997). Reproduction and recruitment in corals: critical links in the persistence of reefs. In C. Birkeland (Ed.), Life and Death of Coral Reefs (pp. 175–197). Chapman & Hall.
Riegl, B., Bruckner, A., Coles, S. L., Renaud, P., & Dodge, R. E. (2009). Coral reefs: threats and conservation in an era of global change. Annals of the New York Academy of Sciences, 1162(1), 136–186.
Rioja-Nieto, R., & Álvarez-Filip, L. (2019). Coral reef systems of the Mexican Caribbean: Status, recent trends and conservation. Marine Pollution Bulletin, 140, 616–625.
Ritson-Williams, R., Arnold, S. N., Fogarty, N. D., Steneck, R. S., Vermeij, M. J. A., & Paul, V. J. (2009). New perspectives on ecological mechanisms affecting coral recruitment on reefs. Smithsonian Contributions to the Marine Sciences, 38, 437–457.
Sneed, J. M., Sharp, K. H., Ritchie, K. B., & Paul, V. J. (2014). The chemical cue tetrabromopyrrole from a biofilm bacterium induces settlement of multiple Caribbean corals. Proceedings of the Royal Society B, 281(1786), 20133086.
Strader, M. E., Davies, S. W., & Matz, M. V. (2015). Differential responses of coral larvae to the colour of ambient light guide them to suitable settlement microhabitat. Royal Society Open Science, 2(10), 150358.
Stumm, W., & Morgan J. J. (1996). Aquatic Chemistry: Chemical equilibrium and rates in natural waters. John Wiley & Sons, Inc.
Szmant, A. M., & Meadows, M. G. (2006). Developmental changes in coral larval buoyancy and vertical swimming behavior: Implications for dispersal and connectivity. In B. Danis, M. Tsuchiya, T. Higuchi, S. Nakagawa & K. Kim (Eds.), Proceedings of the 10th International Coral Reef Symposium. 10th International Coral Reef Symposium, Okinawa, Japan.
Valeur, B., & Berberan-Santos, M. N. (2011). A brief history of fluorescence and phosphorescence before the emergence of quantum theory. Journal of Chemical Education, 88(6), 731–738.
Venn, A. A., Tambutté, E., Holcomb, M., Laurent, J., Allemand, D., & Tambutté, S. (2013). Impact of seawater acidification on pH at the tissue–skeleton interface and calcification in coral reefs. Proceedings of the National Academy of Sciences, 110(5), 1634–1639.
Wickham, H. (2009). ggplot2: Elegant graphics for data analysis. Springer.
Williams, D. E., Miller, M. W., & Kramer, K. L. (2008). Recruitment failure in Florida Keys Acropora palmata, a threatened Caribbean coral. Coral Reefs, 27(3), 697–705.
Woodhead, A. J., Hicks, C. C., Norström, A. V., Williams, G. J., & Graham, N. A. J. (2019). Coral reef ecosystem services in the Anthropocene. Functional Ecology, 33(6), 1023–1034.
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