Bioerosión interna en corales masivos asociados a las comunidades arrecifales del Pacífico nororiental tropical: Efecto de factores intrínsecos y extrínsecos
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Resumen
El desarrollo y el mantenimiento de los arrecifes coralinos depende del balance entre la producción (acreción) y la remoción (erosión) del CaCO3 generado principalmente por corales hermatípicos. El material calcáreo puede ser removido del esqueleto de coral por agentes físicos, químicos o biológicos, y este último es el de mayor influencia. Pese a su importancia, pocos estudios han estimado la tasa de bioerosión en comunidades coralinas de la costa mexicana del Pacífico. En este estudio se determinó el volumen y el porcentaje de CaCO3 removido vía erosión biológica en los principales corales masivos, Pavona gigantea, Porites lobata y Porites panamensis, distribuidos en el Parque Nacional Islas Marietas y el Parque Nacional Isla Isabel (México). Además, se evaluó el efecto de factores intrínsecos (morfología, sexo y edad de las colonias) y extrínsecos (localidad y profundidad) en la bioerosión. Se utilizó la técnica de peso boyante para calcular parámetros de remoción interna y densidad de CaCO3. A nivel de especie, P. gigantea presentó valores de volumen de bioerosión de 71.31 ± 32.35 cm3 (27.28 ± 18.05% de bioerosión interna); Po. lobata, 26.60 ± 4.87 cm3 (16.87 ± 16.31%); y Po. panamensis, 29.6 ± 14.61 cm3 (31.127 ± 29.43%). A nivel de género, Pavona presentó los valores más altos en bioerosión y densidad del esqueleto (1.61 g·cm–3). Con relación a la morfología, la bioerosión fue mayor en colonias masivas, pero considerando la edad, fue superior en colonias más longevas (10–26 años). A nivel de localidad, en el Parque Nacional Islas Marietas se presentaron los valores más altos de volumen y porcentaje de bioerosión. La evidencia sugiere que los arrecifes de coral de la costa central mexicana del Pacífico están experimentando una alta tasa de erosión no conspicua causada por bioerosionadores endolíticos y varía en función de factores intrínsecos y extrínsecos.
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Citas
Allemand D, Ferrier-Pagès C, Furla P, Houlbrèque F, Puverel S, Reynaud S, Tambutté.É, Tambutté S, Zoccola D. 2004. Biomineralisation in reef-building corals: from molecular mechanisms to environmental control. Comptes Rendus Palevolution. 3(6–7):453–467.
https://doi.org/10.1016/j.crpv.2004.07.011
Allemand D, Tambutté É, Zoccola D, Tambutté S. 2011. Coral calcification, cells to reefs. In: Dubinsky Z, Stambler E (eds.), Coral Reefs: An Ecosystem in Transition. Berlin (Germany): Springer. p. 119–150.
https://doi.org/10.1007/978-94-007-0114-4_9
Alvarez-Filip L, Dulvy NK, Gill JA, Côté IM, Watkinson AR. 2009. Flattening of Caribbean coral reefs: region-wide declines in architectural complexity. Proc R Soc London, Ser B. 276:3019–3025.
https://doi.org/10.1098/rspb.2009.0339
Andersson AJ, Gledhill D. 2013. Ocean acidification and coral reefs: effects on breakdown, dissolution, and net ecosystem calcification. Annu Rev Mar Sci. 5(1):321–348.
https://doi.org/10.1146/annurev-marine-121211-172241
Bucher DJ, Harriott VJ, Roberts LG. 1998. Skeletal micro-density, porosity and bulk density of acroporid corals. J Exp Mar Biol Ecol. 228(1):117–136.
https://doi.org/10.1016/S0022-0981(98)00020-3
Cabral-Tena RA, López-Pérez A, Reyes-Bonilla H, Calderon-Aguilera LE, Norzagaray-López CO, Rodríguez-Zaragoza FA, Cupul-Magaña A, Rodríguez-Troncoso AP, Ayala-Bocos A. 2018. Calcification of coral assemblages in the eastern Pacific: Reshuff ling calcification scenarios under climate change. Ecol Indicators. 95(1):726–734.
https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2018.08.021
Cabral-Tena RA, Reyes-Bonilla H, Lluch-Cota S, Paz-García DA, Calderón-Aguilera LE, Norzagaray-López O, Balart EF. 2013. Different calcification rates in males and females of the coral Porites panamensis in the Gulf of California. Mar Ecol Prog Ser. 476:1–8.
https://doi.org/10.3354/meps10269
Carballo JL, Cruz-Barraza JA, Nava H, Bautista-Guerrero E. 2008. Esponjas perforadoras de sustratos calcáreos. Importancia en los ecosistemas arréciales del Pacifico este. Mexico: Comisión Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad (CONABIO). 183p.
Carricart-Ganivet JP. 2007. Annual density banding in massive coral skeletons: Result of growth strategies to inhabit reefs with high microborers' activity? Mar Biol. 153(1):1–5.
https://doi.org/10.1007/s00227-007-0780-3
Carricart-Ganivet JP, Beltrán–Torres AU, Merino-Ibarra M, Ruiz-Zárate MA. 2000. Skeletal extension, density and calcification rate of the reef building coral Montastraea annularis (Ellis and Solander) in the Mexican Caribbean. Bull Mar Sci. 66(1):215–224.
[CONANP] Comisión Nacional de Áreas Naturales Protegidas. 2005. Programa de Conservación y Manejo del Parque Nacional Isla Isabel. Mexico: Comisión Nacional de Áreas Naturales Protegidas.
[CONANP] Comisión Nacional de Áreas Naturales Protegidas. 2007. Programa de Conservación y Manejo del Parque Nacional Islas Marietas. Mexico: Comisión Nacional de Áreas Naturales Protegida.
Cupul-Magaña AL, Rodríguez-Troncoso AP. 2017. Tourist carrying capacity at Islas Marietas National Park: An essential tool to protect the coral community. Applied Geography. 88:15–23.
http://doi.org/10.1016/j.apgeog.2017.08.021
Darke WM, Barnes DJ. 1993. Growth trajectories of corallites and ages of polyps in massive colonies of reef-building corals of the genus Porites. Mar Biol. 117(2):321–326.
https://doi.org/10.1007/BF00345677
DeCarlo TM, Cohen AL, Barkley HC, Cobban Q, Young C, Shamberger KE, Brainard RE, Golbuu Y. 2015. Coral macrobioerosion is accelerated by ocean acidification and nutrients. Geology. 43(1):7–10.
https://doi.org/10.1130/G36147.1
Eyre BD, Andersson AJ, Cyronak T. 2014. Benthic coral reef calcium carbonate dissolution in an acidifying ocean. Nat Clim Change. 4(11):969976.
https://doi.org/10.1038/nclimate2380
Fang JKH, Mello-Athayde MA, Schönberg CHL, Kline DI, Hoegh-Guldberg O, Dove S. 2013. Sponge biomass and bioerosion rates increase under ocean warming and acidification. Global Change Biology. 19(12):3581–3591.
https://doi.org/10.1111/gcb.12334
Glynn PW. 1997. Bioerosion and coral reef growth: A dynamic balance. In: Birkeland (ed.), Life and death of coral reefs. Nueva York: Chapman & Hall. 69–98 p.
Glynn PW. 2000. Effects of the 1997–98 El Niño Southern-oscillation on Eastern Pacific corals and coral reefs: An overview. In: Moosa MK, Soemodihardjo S, Soegiarto A Romimohtarto K, Nontji A, Soekarno, Suharsono (eds.). Proceedings of the 9th International Coral Reefs Symposium; 2000 Oct 23–27; Bali (Indonesia); Vol. 2. Indonesia: Ministry of Environment. p. 1169–1174.
Glynn PW. 2001. Eastern Pacific coral reef ecosystems. In: Seeliger U, Kjerfve B. (eds.), Coastal Marine Ecosystems of Latin America 144. Germany: Springer-Verlag Berlin Heidelberg. Ecol Stud. p. 281–305.
Glynn PW, Ault PS. 2000. A biogeographic analysis and review of the far eastern Pacific coral reef region. Coral Reefs. 19(1):1–23.
https://doi.org/10.1007/s003380050220
Hein FJ, Risk MJ. 1975. Bioerosion of coral heads: inner patch reefs, Florida Reef Tract. Bull Mar Sci. 25(1):133–138.
Hernández-Ballesteros LM, Elizalde-Rendón EM, Carballo JL, Carricart-Ganivet JP. 2013. Sponge bioerosion on reef-building corals: Dependent on the environment or on skeletal density? J Exp Mar Biol Ecol. 441:23−27.
https://doi.org/10.1016/j.jembe.2013.01.016
Herrera-Escalante T, López-Pérez RA, Leyte-Morales GE. 2005. Bioerosion caused by the sea urchin Diadema mexicanum (Echinodermata: Echinoidea) at Bahías de Huatulco, Western Mexico. Rev Biol Trop. 53(3):263–273.
Highsmith RC, Lueptow RL, Schonberg SC. 1983. Growth and bioerosion of three massive corals on the Belize barrier reef. Mar Ecol Prog Ser. 13:261–271.
https://doi.org/10.3354/meps013261
Humanson GL. 1967. Animal Tissue Techniques. San Francisco (CA): W.H. Freeman and Company. 569 p.
Kessler WS. 2006. The circulation of the eastern tropical Pacific: A review. Prog Oceanogr. 69(2–4):181–217.
https://doi.org/10.1016/j.pocean.2006.03.009
Kleypas JA, Buddemeier RW, Archer D, Gattuso J-P, Langdon C, Opdyke BN. 1999. Geochemical consequences of increased atmospheric carbon dioxide on coral reefs. Science. 284(5411):118–120.
https://doi.org/10.1126/science.284.5411.118
Lough JM, Cooper TF. 2011. New insights from coral growth band studies in an era of rapid environmental change. Earth Sci Rev. 108(3–4):170–184
https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2011.07.001
Maher RL, Johnston MA, Brandt ME, Smith TB, Correa AMS. 2018. Depth and coral cover drive the distribution of a coral macroborer across two reef systems. PLOSONE. 13(6):1–17.
https://doi.org/10.1371/journal.pone.0199462
Manzello DP. 2010. Coral growth with thermal stress and ocean acidification: lessons from the eastern tropical Pacific. Coral Reefs. 29(3):749–758.
https://doi.org/10.1007/s00338-010-0623-4
Manzello DP, Enochs IC, Bruckner A, Renaud PG, Kolodziej G, Budd DA, Carlton R, Glynn PW. 2014. Galápagos coral reef persistence after ENSO warming across an acidification gradient. PANGAEA.
https://doi.org/10.1594/PANGAEA.847762
Manzello DP, Kleypas JA, Budd DA, Eakin CM, Glynn PW, Langdon C. 2008. Poorly cemented coral reefs of the eastern tropical Pacific: possible insights into reef development in a high-CO2 world. Proc Natl Acad Sci USA. 105(30):10450–10455.
https://doi.org/10.1073/pnas.0712167105
Medellín-Maldonado F, Cabral-Tena RA, López-Pérez A, Calderón-Aguilera LE, Norzagaray-López CO, Chapa-Balcorta C, Zepeta-Vilchis RC. 2016. Calcificación de las principales especies de corales constructoras de arrecifes en la costa del Pacífico del sur de México = Calcification of the main reef-building coral species on the Pacific coast of southern Mexico. Cienc Mar. 42(3):209–225.
http://dx.doi.org/10.7773/cm.v42i3.2650
Neumann AC. 1966. Observations on coastal erosion in Bermuda and measurements of the boring rate of the sponge, Cliona lampa. Limnol Oceanogr. 11(1):92–108.
https://doi.org/10.4319/lo.1966.11.1.0092
Norzagaray-López CO. 2010. Producción potencial de carbonato de calcio por Porites panamensis en dos comunidades arrecifales del Pacífico mexicano [MSc thesis]. [Ensenada (Mexico)]: Centro de Investigación Científica y Educación Superior de Ensenada. 94 p.
Norzagaray-López CO, Calderon-Aguilera LE, Hernández-Ayón JM, Reyes-Bonilla H, Carricart-Ganivet JP, Cabral-Tena RA, Balart EF. 2014. Low calcification rates and calcium carbonate production in Porites panamensis at its northernmost geographic distribution. Mar Ecol. 36(4):1244–1255.
http://doi.org/10.1111/maec.12227
Palacios-Hernández E, Carrillo LE, Filonov A, Brito-Castillo L, Cabrera-Ramos CE. 2010. Seasonality and anomalies of sea surface temperature off the coast of Nayarit, Mexico. Ocean Dynamics. 60(1):81–91.
https://doi.org/10.1007/s10236-009-0244–z
Pantoja DA, Marinone SG, Parés-Sierra A, Gómez-Valdivia F. 2012. Modelación numérica de la hidrografía y circulación estacional y de mesoescala en el Pacífico central mexicano = Numerical modeling of seasonal and mesoscale hydrography and circulation in the Mexican Central Pacific. Cienc Mar. 38(2):363–379.
https://doi.org/10.7773/cm.v38i2.2007
Pari N, Peyrot-Clausade M, Le Champion-Alsumard T, Hutchings P, Chazottes V, Gobulic S, Le Champion J, Fontaine MF. 1998. Bioerosion of experimental substrates on high islands and on atoll lagoons (French Polynesia) after two years of exposure. Mar Ecol Prog Ser. 166:119–130.
https://doi.org/10.3354/meps166119
Pennington JT, Mahoney KL, Kuwahara VS, Kolber DD, Calienes R, Chavez FP. 2006. Primary production in the eastern tropical Pacific: a review. Progr Oceanogr. 69(2–4):285–317.
https://doi.org/10.1016/j.pocean.2006.03.012
Perry CT, Edinger EN, Kench PS, Murphy GN, Smithers SG, Steneck RS, Mumby PJ. 2012. Estimating rates of biologically driven coral reef framework production and erosion: a new census-based carbonate budget methodology and applications to the reefs of Bonaire. Coral Reefs. 31(3):853–868.
https://doi.org/10.1007/s00338-012-0901-4
Prouty NG, Cohen A, Yates KK, Storlazzi CD, Swarzenski PW, White D. 2017. Vulnerability of coral reefs to bioerosion from land-based sources of pollution. J Geophys Res Oceans. 122(12):9319–9331.
https://doi.org/10.1002/2017jc013264
Reyes-Bonilla H. 2005. Atlas de Corales Pétreos (Anthozoa: Scleractinia) del Pacífico Mexicano. Ensenada (Baja California, Mexico): Centro de Investigación Científica y Educación Superior de Ensenada.
Reyes-Bonilla H, Calderon-Aguilera LE. 1999. Population density, distribution and consumption rates of three corallivores at Cabo Pulmo Reef, Gulf of California, Mexico. Mar Ecol. 20(3– 4):347–357.
https://doi.org/10.1046/j.1439-0485.1999.2034080.x
Rodríguez-Troncoso AP, Carpizo-Ituarte E, Leyte-Morales GE, Chi-Barragán G, Tapia-Vázquez O. 2011. Sexual reproduction of three coral species from the Mexican South Pacific. Mar Biol. 158(12):2673–2683.
https://doi.org/10.1007/s00227-011-1765-9
Scott PJB, Risk MJ. 1988. The effect of Lithophaga (Bivalvia: Mytilidae) boreholes on the strength of the coral Porites lobata. Coral Reefs. 7(3):145–151.
https://doi.org/10.1007/bf00300974
Sheppard CRC, Davy SK, Pilling GM. 2010. The Biology of Coral Reefs. London (UK): Oxford University Press.
Tortolero-Langarica JJA, Carricart-Ganivet JP, Cupul-Magaña AL, Rodríguez-Troncoso AP. 2017. Historical insights on growth rates of the reef-building corals Pavona gigantea and Porites panamensis from the Northeastern tropical Pacific. Mar Environ Res. 132:23–32.
http://doi.org/10.1016/j.marenvres.2017.10.004
Tortolero-Langarica JJA, Cupul-Magaña AL, Carricart-Ganivet JP, Mayfield AB, Rodríguez-Troncoso AP. 2016a. Differences in growth and calcification rates in the reef building coral Porites lobata: the implications of morphotype and gender on coral growth. Front Mar Sci. 3:179.
https://doi.org/10.3389/fmars.2016.00179
Tortolero-Langarica JJA, Rodríguez-Troncoso AP, Carricart-Ganivet JP, Cupul-Magaña AL. 2016b. Skeletal extension, density and calcification rates of massive free-living coral Porites lobata Dana, 1846. J Exp Mar Biol Ecol. 478:68–76.
https://doi.org/10.1016/j.jembe.2016.02.005
Tortolero-Langarica JJA, Rodríguez-Troncoso AP, Cupul-Magaña AL, Alarcón-Ortega LC, Santiago-Valentín JD. 2019. Accelerated recovery of calcium carbonate production in coral reefs using low-tech ecological restoration. Ecol Eng. 128:89–97.
https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2019.01.002
Tribollet A, Golubic S. 2011. Reef bioerosion: Agents and processes. In: Dubinsky Z, Stambler N (eds.), Coral Reefs: An Ecosystem in Transition. Dordrecht (Netherlands): Springer. pp. 435–449.
https://doi.org/10.1007/978-94-007-0114-4_25
Veron JEN. 2000. Corals of the World. Townsville (Australia): Australian Institute of Marine Science. Wizemann A, Nandini SD, Stuhldreier I, Sánchez-Noguera C, Wisshak M, Westphal H, Rixen T, Wild C, Reymond CE. 2018. Rapid bioerosion in a tropical upwelling coral reef. PLOS ONE. 13(9):e0202887.
https://doi.org/10.1371/journal.pone.0202887
Wulff JL, Buss LW. 1979. Do sponges help hold coral reefs together? Nature. 281:474–475.
https://doi.org/10.1038/281474a0
Zundelevich A, Lazar B, Ilan M. 2007. Chemical versus mechanical bioerosion of coral reefs by boring sponges – lessons from Pione cf. vastifica. J Exp Biol. 210(1):91–96.