Revista de Biología Tropical

A sketch of Arnfried Antonius (1934 - 2010)

Arnfried Antonius, coral diseases, and the AMLC

The study of coral diseases, coral pathogens, and the effects of diseases on tropical and subtropical coral reefs are all current, high-profile research areas. This interest has grown steadily since the first report of a coral disease in 1973. The author of this report was Arnfried Antonius and the publication was an abstract in the proceedings of a scientific meeting of the Association of Marine Laboratories of the Caribbean, or AMLC (then known as the Association of Island Marine Laboratories of the Caribbean). Since Antonius’ pioneering communication he continued working on coral diseases on reefs throughout the world, often documenting the first observation of a novel pathology in a novel location. Each of the coral diseases Antonius first described, in particular black band disease, is the subject of current and ongoing investigations addressing pathogens, etiology, and their effects on coral reefs. Many of the points and observations he made in his early papers are highly relevant to research today. This paper reviews aspects of Antonius’ early work, highlighting contributions he made that include the first in situ experimental studies aimed at discerning coral epizootiology and the first quantitative assessments of the role of environmental factors in coral disease. Antonius’ early findings are discussed in terms of relevant current controversies in this research area

El estudio de las enfermedades de los corales, los patogenos de los corales y los efectos de estas enfermedades sobre los arrecifes tropicales y subtropicales son actualmente areas importantes de investigacion. El interés en este tema ha crecido continuamente desde el primer informe sobre una enfermedad de coral que se publico en 1973. El autor de este informe fue Arnfried Antonius y la publicacion fue un resumen en el Libro de Programa y Resumenes de la Decima Reunion de la Asociacion de Laboratorios Marinos Islenos del Caribe (conocida ahora como la Asociacion de Laboratorios Marinos del Caribe). Desde esta comunicacion pionera, Antonius siguio trabajando sobre las enfermedades de los corales en arrecifes alrededor del mundo, a menudo documentando la primera observacion de una nueva enfermedad en un nuevo lugar. Cada enfermedad de coral descrita por primera vez por Antonius es actualmente el objeto de investigaciones actuales en lo que se refiere a patogenos, ecologia de las enfermedades y los efectos sobre los arrecifes de coral. Muchas de las observaciones en sus trabajos tempranos siguen siendo relevantes en la investigacion actual. Este trabajo examinara ciertos aspectos de los estudios tempranos de Antonius sobre las enfermedades de los corales, poniendo de relieve sus contribuciones novedosas que incluyen los primeros experimentos in situ que tenian como objetivo el estudio de la etiologia de las enfermedades de los corales y los primeros analisis cuantitativos de la incidencia de las enfermedades de corales y de los patrones de distribución en funcion de los factores ambientales. Las contribuciones iniciales de Antonius se discuten en terminos de las controversias actuales sobre el tema.

Insights into Migration and Development of Coral Black Band Disease Based on Fine Structure Analysis

In many diverse ecosystems, ranging from natural surfaces in aquatic ecosystems to the mammalian gut and medical implants, bacterial populations and communities exist as biofilms. While the process of biofilm development has been well-studied for those produced by unicellular bacteria such Pseudomonas aeruginosa, little is known about biofilm development associated with filamentous microorganisms. Black band disease (BBD) of corals is characterized as a polymicrobial biofilm (mat) community, visually-dominated by filamentous cyanobacteria. The mat migrates across a living coral host, completely lysing coral tissue and leaving behind exposed coral skeleton. It is the only known cyanobacterial biofilm that migrates across a substratum, thus eliciting questions about the mechanisms and unique characteristics of this system. Fragments of the coral Montastraea annularis, five artificially infected with BBD and two collected from a naturally BBD-infected colony, were used to address these questions by detailed examination using scanning and transmission electron microscopy (SEM and TEM). In areas close to the interface of coral tissue and the mature disease band two types of clusters of cyanobacteria were observed, one with random orientation and one with parallel orientation of filaments. The latter exhibited active secretion of extracellular polysaccharide (EPS) while the randomly oriented clusters did not. Within the well developed band cyanobacterial filaments were observed to be embedded in EPS and were present as layers of filaments in parallel orientation. These observations suggest that BBD cyanobacteria orient themselves and produce EPS in a sequential process during migration to form the complex BBD matrix.

En muchos ecosistemas diversos, que van desde ecosistemas acuáticos hasta los intestinos de mamíferos e implantes médicos, las poblaciones y comunidades de bacterias existen como biopelículas (biofilms). El proceso de desarrollo de las biopelículas ha sido bien estudiado para aquellos producidos por bacterias unicelulares como Pseudomonas aeruginosa, pero se conoce muy poco acerca del desarrollo de biopelículas asociadas con microorganismos filamentosos. La Enfermedad de Banda Negra (EBN) de coral es caracterizada como una comunidad polimicrobiana que forma una biopelícula (lecho), visualmente-dominada por una cianobacteria filamentosa. El lecho migra a través de un huésped de coral vivo, rompiendo completamente el tejido del coral y dejando atrás el esqueleto de coral expuesto. Es la única biopelícula cianobacteriana que migra a través de un sustrato, por lo tanto esto genera preguntas acerca de los mecanismos y las características únicas de este sistema. Fragmentos del coral Montastraea annularis, cinco artificialmente infectados con EBN y dos colectados de una colonia EBN-infectada, fueron usados para abordar estas preguntas mediante exámenes detallados con microscopía electrónica de barrido y de transmisión (MEB y MET). En zonas cercanas a la interfaz de tejido del coral y la banda de la enfermedad madura, se han observado dos tipos de grupos de cianobacterias, uno con orientación aleatoria y otro con una orientación paralela de los filamentos. Este último exhibe la secreción activa de polisacáridos extra-celulares (PEC), mientras que los grupos orientados al azar no lo hicieron. Dentro de la banda de filamentos cianobacterianas bien desarrollados se observó que estaban integradas en PEC y que se presentaban como capas de cianobacteria con orientación paralela. Estas observaciones sugieren que la cianobacteria de EBN se orienta a sí misma y produce PEC en un proceso secuencial durante la migración para formar la matriz complejo de EBN.

Massive hard coral loss after a severe bleaching event in 2010 at Los Roques, Venezuela

Thermal anomalies have become more severe, frequent and well-documented across the Caribbean for the past 30 years. This increase in temperature has caused coral bleaching resulting in reef decline. At Los Roques National Park, Venezuela, temperature has been monitored at four reef sites. In mid-September 2010, seawater temperature reached 30.85°C at 5 m depth in Los Roques, an archipelago only slightly affected by previous bleaching events. For example, bleaching in Los Roques in 2005 was mild compared to the rest of the Caribbean and to the results in this study. In 2010, seawater temperatures remained above 29.0°C from mid-August until the first week of November, resulting in +16 Degree Heating Weeks by that time. Our annual survey of four reef sites indicated that 72% of 563 scleractinian colonies were partial or totally bleached (white) or pale (discolored) in October 2010. In February 2011, there were still 46% of coral colonies affected; but most of them were pale and only 2% were bleached. By February, coral cover had declined 4 to 30% per transect, with a mean of 14.3%. Thus, mean coral cover dropped significantly from 45 to 31% cover (a 34% reduction). In addition to bleaching, corals showed a high prevalence (up to 16%) of black band disease in October 2010 and of white plague (11%) in February 2011. As a consequence, coral mortality is expected to be larger than reported here. Reef surveys since 2002 and personal observations for more than 20 years indicated that this bleaching event and its consequences in Los Roques have no precedent. Our results suggest that reef sites with no previous record of significant deterioration are more likely to become affected by thermal anomalies. However, this archipelago is relatively unaffected by local anthropogenic disturbance and has a high coral recruitment, which may contribute to its recovery

Durante las últimas décadas las anomalías térmicas han sido más frecuentes y severas en el Caribe, quedando pocos arrecifes exentos de eventos masivos de blanqueamiento (EMB). En el Parque Nacional Los Roques, Venezuela, un archipiélago poco afectado previamente por EMB, la temperatura del agua a 5m de profundidad alcanzó 30,85°C en septiembre 2010, y fue >29,0°C entre mediados de agosto y la primera semana de noviembre en cuatro arrecifes. El 72% de 563 colonias de escleractinios estaban blanqueadas o pálidas para octubre de 2010, mientras que para febrero 2011, el 46% de las colonias aún estaban afectadas. Para febrero 2011, la cobertura béntica coralina promedio disminuyó de 45 a 31%. Además, los arrecifes mostraron una alta prevalencia (de hasta 16%) de enfermedad de banda negra en Octubre 2010, y de plaga blanca (11%) en Febrero 2011. Como consecuencia, es probable que la mortalidad coralina resulte mayor a la reportada acá. Sin embargo, Los Roques es poco afectado por perturbaciones antropogénicas y cuenta con un alto reclutamiento de corales, lo cual podría contribuir a su recuperación

Static measurements of the resilience of Caribbean coral populations

The progressive downward shift in dominance of key reef building corals, coupled with dramatic increases in macroalgae and other nuisance species, fields of unstable coral rubble ,loss of structural relief, and declines of major functional groups of fishes is a common occurrence throughout the Caribbean today. The incorporation of resilience principles into management is a proposed strategy to reverse this trend and ensure proper functioning of coral reefs under predicted scenarios of climate change, yet ecosystem processes and functions that underlie reef resilience are not fully understood. Rapid assessments using the Atlantic and Gulf Rapid Reef Assessment (AGRRA) and the IUCN Resilience Assessment protocol can provide baseline information on reef resilience. A key aspect of these surveys focuses on coral population dynamics, including measures of coral cover, size, partial and whole-colony mortality, condition, and recruitment. One challenge is that these represent static measures involving a single assessment. Without following individual corals over time, it is difficult to determine rates of survival and growth of recruits and adult colonies, and differentiation of juveniles from small remnants of older colonies may not be possible, especially when macroalgal cover is high. To address this limitation, corals assessed in Bonaire in July 2010 were subdivided into two categories: 1) colonies on the reef substrate; and 2) colonies colonizing dead corals and exposed skeletal surfaces of living corals. Coral populations in Bonaire exhibited many features indicative of high resilience, including high coral cover (often 30-50%), high levels of recruitment, and a large number of corals that settled on dead corals and survived to larger size-classes. Overall, the skeletal surfaces of 12 species of corals were colonized by 16 species of corals, with up to 12 settlers on each colony, most (67%) on M. annularis (complex) skeletons. Nevertheless, completely dead M. annularis colonies were common, survivors were frequently reduced in size and subdivided into smaller tissue remnants, and these species exhibited higher amounts of partial mortality than all other species. A notable absence of sexual recruits and juveniles of M. annularis illustrates a progressive shift away from a Montastraea dominated system. This shift, characterized by an increasing dominance of smaller, short-lived species such as Agaricia and Porites and a reduction in size of longer-lived massive corals, is occurring throughout the Caribbean. Monitoring of the survival of recruits is necessary to determine whether Caribbean reefs will retain the same function, structure, identity and feedbacks (key signs of resilience) if the losses of M. annularis (complex) continue at present levels. The rapid assessment protocol utilized here allows characterization of colony size structure, partial mortality, recruitment, and whether small corals represent surviving recruits that increased in size or larger (older) colonies that continue to shrink in size. This approach can help determine the history of a site and its resilience.

En la actualidad se está viendo en el Caribe un cambio en la composición de los corales constructores de arrecifes, aumento en la cobertura de macroalgas y otras especies, un aumento en áreas cubiertas por escombros de corales, y una pérdida de relieve. La incorporación de principios de resiliencia en el manejo es una estrategia propuesta para revertir esta tendencia y asegurar la sobrevivencia y el adecuado funcionamiento de los arrecifes de coral bajo escenarios previstos de cambio climático. Sin embargo, todavía quedan grandes vacíos en la comprensión de los factores que promueven la resiliencia. Evaluaciones rápidas realizadas con la metodología AGRRA (Atlantic and Gulf Rapid Reef Assessment) y con el protocolo de Evaluación de Resiliencia para arrecifes coralinos de la IUCN brindan información de línea base sobre la resiliencia de los arrecifes del Caribe. Un aspecto clave de estos estudios se centra en la dinámica de las poblaciones de los corales, incluyendo medidas de cobertura de coral, estructura de tallas, la extensión de la mortalidad parcial y total de toda la comunidad, condición de los corales y reclutamiento. Un reto es que esto representa una medida estática que involucra una única evaluación. Sin seguir las colonias individuales y el reclutamiento en el tiempo, es difícil determinar las tasas de sobrevivencia y crecimiento de los reclutas, y podría no ser posible la diferenciación de los juveniles de los restos pequeños de colonias más viejas, especialmente cuando la cobertura algal es alta. Para abordar esta limitación, los corales monitoreados en Bonaire en julio del 2010 fueron subdivididos en dos categorías: 1) colonias sobre la estructura arrecifal; y 2) colonias creciendo sobre coral muerto o sobre las superficies expuestas del esqueleto de los corales vivos. Los arrecifes en Bonaire exhiben muchas características indicativas de alta resiliencia, incluyendo una alta cobertura de coral (frecuentemente 30-50%), altos niveles de reclutamiento, y un gran número de corales que se asentaron sobre los corales muertos y crecieron. En general, las superficies del esqueleto de 12 especies de corales fueron colonizadas por 16 especies de corales, con un máximo de 12 colonizadores en cada colonia, la mayoría (67%) sobre esqueletos de Montastraea annularis (complejo). Colonias completamente muertas de M. annularis fueron comunes y los sobrevivientes con frecuencia son más pequeños o subdivididos en pequeños restos de tejido. Montastraea annularis es la especie que exhibe una mayor mortalidad parcial en relación con los demás corales. Una notable ausencia de reclutamiento sexual y juveniles de M. annularis ilustra el cambio progresivo de cambio de un sistema dominado por Montastraea. Este cambio, que se está produciendo en todo el Caribe, se caracteriza por un dominio cada vez mayor de especies más pequeñas y de vida corta como Agaricia y Porites, y una reducción en el tamaño de los corales masivos longevos. El seguimiento de la sobrevivencia de los reclutas es necesario para determinar si los arrecifes del Caribe mantendrán la misma función, estructura, identidad y retroalimentación (signos clave de la resiliencia), y si las pérdidas de M. annularis (complejo) continuarán a los niveles actuales. La evaluación rápida presentada aquí posibilita caracterizar la estructura de tamaño de las colonias, los niveles de reclutamiento y determinar si los corales pequeños representan sobrevivientes de colonias que incrementan su tamaño o colonias grandes (más viejas) que siguen disminuyendo de tamaño. Este enfoque puede ayudar a determinar la historia de un sitio y su capacidad de recuperación.

Transplantation of storm-generated coral fragments to enhance Caribbean coral reefs: A successful method but not a solution

In response to dramatic losses of reef-building corals and ongoing lack of recovery, a small-scale coral transplant project was initiated in the Caribbean (U.S. Virgin Islands) in 1999 and was followed for 12 years. The primary objectives were to (1) identify a source of coral colonies for transplantation that would not result in damage to reefs, (2) test the feasibility of transplanting storm-generated coral fragments, and (3) develop a simple, inexpensive method for transplanting fragments that could be conducted by the local community. The ultimate goal was to enhance abundance of threatened reef-building species on local reefs. Storm-produced coral fragments of two threatened reef-building species [Acropora palmata and A. cervicornis (Acroporidae)] and another fast-growing species [Porites porites (Poritidae)] were collected from environments hostile to coral fragment survival and transplanted to degraded reefs. Inert nylon cable ties were used to attach transplanted coral fragments to dead coral substrate. Survival of 75 reference colonies and 60 transplants was assessed over 12 years. Only 9% of colonies were alive after 12 years: no A. cervicornis; 3% of A. palmata transplants and 18% of reference colonies; and 13% of P. porites transplants and 7% of reference colonies. Mortality rates for all species were high and were similar for transplant and reference colonies. Physical dislodgement resulted in the loss of 56% of colonies, whereas 35% died in place. Only A. palmata showed a difference between transplant and reference colony survival and that was in the first year only. Location was a factor in survival only for A. palmata reference colonies and after year 10. Even though the tested methods and concepts were proven effective in the field over the 12-year study, they do not present a solution. No coral conservation strategy will be effective until underlying intrinsic and/or extrinsic factors driving high mortality rates are understood and mitigated or eliminated. Rev. Biol. Trop. 60 (Suppl. 1): 59-70. Epub 2012 March 01.

En respuesta a la dramática pérdida de corales constructores de arrecifes y la continua falta de recuperación, un proyecto de pequeña escala de transplante de corales, al cual se le dio seguimiento por 12 años, se inició en el Caribe (Islas Vírgenes de EUA) en 1999. Los principales objetivos fueron (1) identificar fuentes de colonias de coral para el trasplante, que no produjeran daños a los arrecifes, (2) evaluar la viabilidad del trasplante de fragmentos de coral generados por tormentas, y (3) desarrollar un método simple y barato para transplantar fragmentos que pudiera ser realizado por la comunidad local. La meta última era aumentar la abundancia de especies constructoras de arrecife amenazadas en los arrecifes locales. Fragmentos de coral producidos por tormenta de dos especies constructoras de arrecife amenazadas [Acropora palmata y A. cervicornis (Acroporidae)] y otras especies de crecimiento rápido [Porites porites (Poritidae)] fueron recolectadas en ambientes no adecuados para la supervivencia de fragmentos de coral y se trasplantaron a los arrecifes degradados. Fajitas de nylon inerte fueron utilizadas para unir los fragmentos de corales transplantados al sustrato de coral muerto. La sobrevivencia de 75 colonias de referencia y de 60 transplantadas fueron monitoreadas por más de 12 años. Sólo el 9% de las colonias estaban vivas tras 12 años, sin presencia de A. cervicornis, el 3% de los transplantes de A. palmata y el 18% de las colonias de referencia de Acropora. El 13% de los transplantes de P. porites y el 7% de las colonias de referencia sobrevivieron. El desprendimiento físico resultó en la pérdida del 56% de las colonias, mientras que el 35% murió en el lugar. Solamente A. palmata mostró una diferencia en sobrevivencia entre los trasplantes y las colonias de referencia, eso fue solo en el primer año. La ubicación fue un factor en la sobrevivencia sólo para las colonias de referencia de A. palmata y después de 10 años. A pesar de que los métodos y los conceptos fueron probados efectivamente en el campo por más de 12 años de estudio, no mostraron ser la solución. Ninguna estrategia de conservación va a ser efectiva hasta que se delimiten y sean entendidos, mitigados o eliminados los factores intrínsecos y/o extrínsecos que conducen a las altas tasas de mortalidad.

Benthic and fish population monitoring associated with a marine protected area in the nearshore waters of Grenada, Eastern Caribbean

Annual benthic and fish population surveys were completed at five locations in the nearshore waters along Grenada´s southwest coast during 2008-2010. Two survey sites are located in a newly launched Marine Protected Area (MPA). Photo Quadrat (PQ) and Point Line Intercept (PLI) surveys were used to determine substrate cover. Algae was the primary live cover increasing significantly from 45.9% in 2008 to 52.7% in 2010 (PLI). Algae was also predominant (61.0%-59.3%) in the PQ surveys although annual variation was not significant. Hard coral cover ranged from 16.5% to 15.4% (PLI) and 11.4% to12.0% (PQ) with no significant differences between years. Branching and encrusting corals occurred more frequently than massive corals. In the three annual surveys neither algal cover nor hard coral varied significantly between MPA and non-protected areas (PLI). Relative abundance of fishes along 30x2m belt transects did not vary significantly among years however density of fishes decreased significantly across years for most major groups. Chromis spp. dominated the survey sites at 65.2% in 2008 and 49.8% in 2010, followed by territorial damselfish,11.1% and 15.5%, wrasse increased from 7.3% to 15.5%. Both the substrate cover and fish survey data analyses indicated a stable but degraded community. Annual surveys are planned at these sites for the foreseeable future. Existing and future data from this project will be valuable in determining the efficacy of MPA management, guiding resource management decisions and monitoring the health status of Grenada’s valuable reef systems

Un estudio sobre poblaciones bentónicas y de peces fue realizado en cinco localidades en la zona costera en el suroeste de Grenada entre 2008 y 2010. Dos sitios se ubicaron en una Área Marina Portegida (AMP) recientemente creada. Para determinar la cobertura se utilizaron foto-cuadrantes (FQ) y transectos de intersección de puntos (TIP). Las algas fueron el principal componente del bentos, aumentando significativamente de 45,9% en 2008 a 52,7% en 2010 (TIP). Las algas también fueron predominantes (61,9%-59,3) en los FQ, aunque las diferencias anuales no fueron significativas. La cobertura de corales pétreos tenía un ámbito de 16,5% a 15,4% (TIP) y de 11,4% a 12,0% (FQ), sin diferencias significativas entre años. Los corales ramificados e incrustantes fueron más frecuentes que los corales masivos. En los tres años no hubo diferencias significativas entre las AMPs y las áreas no protegidas. La abundancia relativa de peces a lo largo de un transecto de 30x2m no varió significativamente entre los años, sin embargo, la densidad de peces decreció significativamente a través de los años, para los grupos principales. Chromis spp. predominó con 65,2% en 2008 y 49,8% en 2012, seguido por damiselas territoriales, 11,1% y 15,5%, y los lábridos aumentaron de 7,3% a 15,5%. Tanto la coberura del sustrato como los datos de peces indican una comunidad estable pero degradada. Sondeos anuales están planeados para el futuro. Los datos existentes y futuros de este proyecto serán muy útiles para determinar la eficacia de la gestión de las AMPs y el estado de salud de los sistemas arrecifales de Grenada.

Abundance and distribution of Strombus gigas (Mesogastropoda: Strombidae) larvae during their reproductive period in the Mexican Caribbean

Abundance and distribution of Strombus gigas (Mesogastropoda: Strombidae) larvae during their reproductive period in the Mexican Caribbean. The Queen Conch (Strombus gigas Linnaeus, 1758) is a species of economic importance in the Caribbean Sea, which, in the 1980’s represented the second fishery after de spiny lobster, reason that is currently in a state of overfishing. In order to determine the larval abundance variation during the reproductive season, four locations of the Mexican Caribbean “MC” (Mexico: Puerto Morelos, Sian Ka’an, Mahahual; Belize: San Pedro) were sampled. Monthly, from May to October 2008, planktonic net drags (300μm) were carried out at each location. Temperature (°C), salinity (ppm) and dissolved oxygen (mg L-1) were recorded for each site. A mean larval density of 0.34±0.87 (larvae 10 m-3) was registered between locations, with a peak in August and September (0.82±1.00 and 0.76±1.68 larvae 10m-3, respectively). The larval density was 60% correlated with salinity (r=0.6063, p<0.05). A one-way ANOVA showed significant statistical larval density in time (p<0.05) and space (p<0.05), where Puerto Morelos displayed the higher records during the study (0.54±1.49 larvae 10m-3). An average larval size of 332.44±59.66µm was recorded. Larval sizes differed significantly between locations (p<0.05), but not considering months (p>0.05). A 100% of the captured larvae correspond to stage I, showing local reproductive activity, that might indicate the sampled sites in the MC are a source of larvae to S. gigas. Rev. Biol. Trop. 60 (Suppl. 1): 89-97. Epub 2012 March 01.

El caracol rosa (Strombus gigas, Linnaeus, 1758) es una especie de importancia económica en el Mar Caribe, por lo cual, en la década de 1980 representó la segunda pesquería después de la langosta espinosa, razón por la que actualmente se encuentra en estado de sobrepesca. Con el objetivo de determinar la variación en la abundancia de larvas durante la época reproductiva, cuatro localidades del Caribe Mexicano “CM” (México: Puerto Morelos, Sian Ka’an, Mahahual; Belice: San Pedro) fueron muestreadas. Mensualmente, de mayo a octubre del 2008, se realizaron arrastres de plancton en cada localidad empleando una red cónica (300μm). Temperatura (°C), salinidad (ppm) y oxígeno disuelto (mg L-1) fueron registrados para cada sitio. Una densidad media larval de 0.34±0.87 larvas•10m-3 fue registrada entre localidades, con un pico de abundancia entre agosto y septiembre (0.82±1.00 y 0.76±1.68 larvas 10m-3, respectivamente). La densidad larval tuvo una correlación del 60% con la salinidad (r=0.6063, p<0.05). El ANOVA de una vía mostró significancia estadística en tiempo (p<0.05) y espacio (p<0.05), donde Puerto Morelos tuvo los mayores registros durante el estudio (0.54±1.49 larvas 10m-3). Fue registrada una talla media de 332.44±59.66µm. Las tallas variaron significativamente entre localidades (p<0.05), pero no entre meses (p>0.05). El 100% de las larvas capturadas corresponden al estadio I definido por Davis et al (1993), mostrando actividad reproductiva local, de esta manera, se considera que los sitios muestreados en el CM son fuente de larvas para la especie S. gigas.

Coral recruitment to two vessel grounding sites off southeast Florida, USA

Over the last two decades, more than 10 major vessel groundings have occurred on coral reefs offshore southeast Florida. Lack of any published information on coral settlement, post-settlement survival, and juvenile coral growth in the southeast Florida region inhibits efforts to determine if coral populations will be able to effectively re-establish themselves. The goal of this study was to examine these processes to obtain background data needed to determine the potential for natural recovery. Over a three year period annual coral recruitment, juvenile growth, and mortality rates were measured in 20 permanent quadrats at each of two ship grounding and two control sites. The density of new recruits was generally low, ranging from 0.2±0.1 (SE) to 7.1±1.0 recruits m-2. Although the density of coral recruits was generally higher at the grounding sites, mortality rates were high at all sites during the study period. Growth rates of individual colonies were highly variable, and many of the colonies shrank in size due to partial mortality. Results indicate that corals are able to recruit to the damaged reefs but that slow growth rates and high mortality rates may keep these areas in a perpetual cycle of settlement and mortality with little or extremely slow growth to larger size classes, thus inhibiting recovery.

En las dos últimas décadas, más de10 grandes encallamientos de embarcaciones se han producido en los arrecifes de coral mar afuera en el sureste de Florida. La falta de información publicada sobre el asentamiento de corales y sobrevivencia post-asentamiento y de los corales juveniles que crecen en la región, limita los esfuerzos para determinar si las poblaciones de coral serán capaces de restablecerse por ellas mismas. El objetivo de este estudio fue examinar estos procesos para obtener la información necesaria para determinar el potencial de recuperación natural. Se midió el reclutamiento anual de coral joven, el crecimiento y las tasas de mortalidad por un período de tres años, mediante 20 cuadrantes permanentes en cada uno de los dos encallamientos de barcos y dos sitios de control. La densidad de nuevos reclutamientos fue generalmente baja, de 0.2±0.1 a 7.1±1.0 reclutamientos m-2. Aunque la densidad del reclutamiento fue generalmente más alta en los sitios de encallamiento también hubo mayor mortalidad de corales juveniles en esos sitios durante el período de estudio. Las tasas de crecimiento de las colonias individuales fueron altamente variables, y muchas de las colonias se redujeron en tallas debido a mortalidad parcial. Los resultados indican que los corales presentan una disposición a reclutarse en arrecifes dañados, pero las lentas tasas de crecimiento y la alta mortalidad pueden mantener esas áreas en un perpetuo ciclo de asentamiento y mortalidad con poco o extremadamente lento crecimiento hacia las clases de tallas largas, por lo tanto inhibiendo la recuperación.

Preliminary results with a torsion microbalance indicate that carbon dioxide and exposed carbonic anhydrase in the organic matrix are the basis of calcification on the skeleton surface of living corals

Ocean acidification is altering the calcification of corals, but the mechanism is still unclear. To explore what controls calcification, small pieces from the edges of thin plates of Agaricia agaricites were suspended from a torsion microbalance into gently stirred, temperaturecontrolled, seawater. Net calcification rates were monitored while light, temperature and pH were manipulated singly. The living coral pieces were sensitive to changes in conditions, especially light, and calcification was often suspended for one or two hours or overnight. The mean calcification rate increased from 0.06 in the dark to 0.10 mg.h-1.cm-2 (T test, n=8, p<0.01) in low light (15 μmol.s-1.m-2) and showed a positive linear relationship with temperature. With a reduction of mean pH from 8.2 to 7.6 the mean calcification rate in the light (65 μmol.s-1.m-2) increased from 0.19 to 0.28 mg.h-1.cm-2 (T test, n=8, p<0.05) indicating a dependency on carbon dioxide. After waterpiking and exposure of the skeletal surface/organic matrix to seawater, calcification showed an astonishing initial increase of more than an order of magnitude then decreased following a non-linear generalised Michaelis-Menten growth curve and reached a steady rate. Calcification rate of the freshly waterpiked coral was not influenced by light and was positively correlated with temperature. For a mean pH reduction from 8.1 to 7.6 the mean calcification rate increased from 0.18 to 0.32 mg.h-1.cm-2 (T test, n=11, p<0.02) again indicating a dependency on carbon dioxide. Calcification ceased in the presence of the carbonic anhydrase inhibitor azolamide. Staining confirmed the presence of carbonic anhydrase, particularly on the ridges of septae. After immersion of waterpiked corals in seawater for 48 hours weight gain and loss became linear and positively correlated to temperature. When the mean pH was reduced from 8.2 to 7.5 the mean rate of weight gain decreased from 0.25 to 0.13 mg.h-1.cm-2 (T test, n=6, p<0.05) indicating a dependence on carbonate. At a pH of 6.5 the skeleton lost weight at a rate of 1.8 mg.h-1.cm-2. The relationship between net calcification and pH (n=2) indicates that wt gain turns to loss at pH 7.4. These experiments confirm that calcification is a two-step process, involving secretion of a layer of organic matrix incorporating carbonic anhydrase to produce an active calcifying surface which uses carbon dioxide rather than carbonate. It is also unlikely that the calcifying surface is in direct contact with seawater. Inorganic deposition or dissolution of the skeleton in exposed dead areas of coral is a different phenomenon and is carbonate related. The wide range in results from this and other studies of calcification rate and carbon dioxide may be explainable in terms of the ratio of “live” to “dead” areas of coral.

La acidificaión de los océanos está alterando la calcificón de los corales. Sin embargo, el mecanismo no es todavía claro. Para explorar que controla la calcificación piezas pequeñas del borde de láminas delgadas de Agaricia agaricites fueron suspendidas de una microbalanza de torsión en agua de mar ligeramente agitada y con temperatura controlada. La tasa neta de calcificación fue monitoreada mientras se manipulaba la luz, temperatura y pH. Las piezas de coral vivo fueron sensibles a cambios en las condiciones, especialmente de luz, y la calcificación se suspendía por una o dos horas o de un día para otro. La tasa media de calcificación aumentó de 0.06 en la oscuridad a 0.10 mg h-1 cm-2 (prueba T, n=8, p<0.01) en luminosidad baja (15 μmol s-1 m-2) y mostró una relación lineal positiva con la temperatura. Con una reducción en el pH promedio de 8.2 a 7.6 la tasa de calcificación media en la luz (65 μmol.s-1.m-2) aumentó de 0.19 a 0.28 mg h-1 cm-2 (prueba T, n=8, p<0.05) indicando una dependencia de dióxido de carbono. Después de remover el tejido y exponer la superficie de los esqueletos/matriz orgánica a agua de mar, la calcificación tiene un marcada aumento inicial de más de un orden de magnitud y después decrese siguiendo una curva generalizada Michaelis-Menten de crecimiento no-lineal hasta alcanzar una tasa estable. La tasa de calcificación de esqueletos recién limpiados no estaba influenciada por la luz y estaba positivamente correlacionado con la temperatura. Pra una reducción media de pH de 8.1 a 7.6 la tasa media de calcificaión aumentó de 0.18 a 0.32 mg h-1 cm-2 (prueba T, n=11, p<0.02) de nuevo indicando la dependencia en el dióxido de carbono. La calcificación cesó en la presencia de azolamida un inhibidor de la anhidrasa carbónica. Tinciones confirmaron la presencia de anhidrasa carbónica, particularmente en las crestas de los septos. Después de sumergir esqueletos sin tejido en agua de mar por 48 horas la ganancia y pérdida de peso se volvió lineal y relacionada positivamente con la temperatura. Cuando el pH promedio se reducía de 8.2 a 7.5 la tasa media de ganacia de peso decrecía de 0.25 a 0.13 mg h-1 cm-2 (prueba T, n=6, p<0.05) indicando una dependencia en carbonato. A un pH de 6.5 la tasa de pérdida de peso esquelético fue de 1.8 mg h-1 cm-2. La relación entre calcificaión neta y pH (n=2) indican que la gancia de peso se vuele pérdida a pH 7.4. Estos experimentos confirman que la calcificación es un proceso de dos pasos, involucrando la secreción de la capa de matriz orgánica que incorpora anhidrasa carbónica para producir una superficie de calcificación activa que usa dióxido de carbono en vez de carbonato. Es también poco probable que la superficie de calcificación esté en contacto directo con el agua de mar. La depositación o disolución inorgánica del esqueleto en áreas expuestas de corales muertos en un fenómeno diferente y está relacionado a los carbonatos. El gran ámbito de resultados de este y otros estudios sobre tasas de calcificación y dióxido de carbono pueden ser explicados en términos de la razón entre las zonas vivas y muertas de los corales.

Growth and population assessment of the queen conch Strombus gigas (Mesogastropoda: Strombidae) by capture mark-recapture sampling in a natural protected area of the Mexican Caribbean

The Inlet of Xel-Ha is used as a park for ecotourism, representing a sanctuary for the conservation of Pink Queen Conch. Increasing fishing pressure has led to the inclusion of the species in CITES. Most knowledge about the growth of the queen conch was generated through aquaculture, ocean enclosures or obtained using estimates derived from population dynamics. In this study we estimated the growth rate of juvenile S. gigas in a natural protected area by direct methods, during the period of April 2009 to January 2011. Data was obtained by capture-mark-recapture sampling. 1418 individuals were tagged and growth of 714 conchs was analyzed. Population size and density was estimated using Schnabel’s method. The average density was estimated at 0.1694 ± 0.0996ind. m-2, while the highest density was estimated for September 2010 (0.3074ind. m-2). The highest growth rate (0.27 ± 0.10mm day-1) was detected in juveniles with an initial size between 100-149mm, followed by conch <100mm, with an increase of 0.24 ± 0.05mm day-1. The growth rate decreased for individuals with an initial size between 150-199mm (0.18 ± 0.09mm day-1) and for organisms > 200mm (0.08 ± 0.07mm day-1). Variability in growth rate was high in conch 100-149mm and showed seasonal differences, with the highest growth rate in May 2010. Recruitment of juveniles was highest in October 2009 and February 2010. The population of Xel-Ha has grown in size and more large and juvenile conch could be found than in previous studies, indicating that Xel-ha park is working as a sanctuary for the conservation of the queen conch in Mexico’s Riviera Maya. The growth rate of juvenile conch in Xel-Ha is high and exhibits large variations in individuals, reflecting the natural conditions of foraging and aggregation. Seasonal differences in growth rate may be associated with water quality and availability of nutrients for primary production. We conclude that the direct method is useful for the assessment of growth in juvenile S. gigas and that growth in natural conditions may be higher than in aquaculture systems. This information may be applied to fishery management as well as rehabilitation programs and aquaculture.

La Ensenada de Xel-Ha es usada como parque para ecoturismo y representa un santuario para la conservación del caracol rosado. El incremento en la presión de la pesca ha llevado a la inclusión de esta especie en CITES. Mucho del conocimiento acerca del crecimiento del caracol rosado ha sido generado a través de la acuicultura, encierros oceánicos o usando estimaciones derivadas de las dinámicas poblacionales. En este estudio estimamos la tasa de crecimiento de Strombus gigas juvenil en un área natural protegida, por métodos directos durante el período de abril 2009 a enero 2011. Los datos fueron obtenidos por muestras de captura-marca-recaptura. Un total de 1 418 individuos fueron marcados y el crecimiento de 714 caracoles fue analizado. La talla de la población y la densidad relativa fue estimada usando el método de Schnabel. La densidad promedio relativa fue estimada en 0.1694±0.0996ind. m-2, mientras que la densidad más alta fue estimada para septiembre 2010 con 0.3074ind. m-2. La tasa de crecimiento más alta (0.27±0.10mm día-1) fue detectada en juveniles con una talla inicial entre 100-149mm, seguida por juveniles <100mm, con un incremento de 0.24±0.05mm día-1. La tasa de crecimiento disminuyó para individuos con una talla inicial entre 150-199mm (0.18±0.09mm día-1) y para organismos >200mm (0.08 ± 0.07mm día-1). La variabilidad en la tasas de crecimiento fue alta en individuos entre 100-149mm y mostró diferencias estacionales; con la tasa de crecimiento más alta en mayo 2010. El reclutamiento de juveniles más alto se dio en octubre 2009 y en febrero 2010. La población de Xel-Ha ha crecido en tamaño y se pudo encontrar más adultos y juveniles que en estudios anteriores, lo que demuestra que el Parque de Xel-Há está funcionando como un santuario para la conservación del caracol rosado del Caribe en la Riviera Maya de México. La tasa de crecimiento de juveniles en Xel-Ha es alta y presenta grandes variaciones en los individuos, lo cual refleja las condiciones naturales de la alimentación y la agregación. Las diferencias estacionales en las tasas de crecimiento pueden estar asociadas con la calidad del agua y la disponibilidad de nutrimentos para la producción primaria. Concluimos que el método directo es útil parar monitorear el crecimiento en juveniles de S. gigas y que el crecimiento en condiciones naturales es mayor que en sistemas de acuicultura. Esta información puede ser aplicada al manejo de pesquerías así como también en programas de rehabilitación y acuicultura

**Comparison of three quick methods to estimate crab size in the land crabs Cardisoma guanhumi Latreille, 1825 and Ucides cordatus (Crustacea: Brachyura: Gecarcinidae and Ucididae)**

Quick, reliable and non destructive methods are necessary to estimate size structure on commercial land crabs, in order to acquire relevant information concerning the health of their populations. Cardisoma guanhumi and Ucides cordatus are two land crabs that are exploited at a high scale and also in an artisan way in the Caribbean area and in the coasts of Brazil, which populations are endangered due to uncontrolled exploitation. The purpose of this work is to provide various methods to estimate indirectly crab body size. Sampling was carried out in Carenero (C. guanhumi) and Cumaná (U. cordatus) (Venezuela). For each species, three methods were used to measure burrow diameter (Vernier, internal spring caliper and photograph), and these were correlated with real body size of the crabs. Model II linear regression analyzes, i.e. Ordinary Least Squares and Mayor Axis, were used to build and test the performance of forecasting models. Cardisoma guanhumi showed a high bivariate data dispersion using Vernier and photo measuring methods, increasing these towards larger animals. Less dispersion was achieved with the spring caliper method; this resulted in the most accurate measurements of indirectly estimated body size in C. guanhumi (r²= 0.61), whereas Vernier measurements were the least precise. On the other hand, all three methods gave reliable estimates for U. cordatus, being the Vernier method the most accurate (r²= 0.71). However, in both species, all forecasting equations overestimated the size of smaller crabs (those below the mean) but underestimated the size of larger crabs. Nevertheless, all three methods were statistically significant for each of the species, and looking at the above mentioned underand overestimations, they can serve as reliable and fast non-destructive tools to be used by resource managers and field biologists to acquire size structure information concerning these two species. Vernier and internal spring caliper methods are recommended for relative small sampling areas, while photo method is suggested to be used in very extensive sampling regions

Para la estimación de la estructura de tamaños en cangrejos terrestres comerciales y la obtención de información relevante para su manejo, es necesario utilizar métodos rápidos, confiables y no destructivos. Cardisoma guanhumi y Ucides cordatus son dos cangrejos terrestres que son explotados comercialmente en el Caribe y en Brasil. El propósito de este trabajo es suministrar métodos indirectos para la estimación del tamaño del caparazón de los cangrejos y por consiguiente, de la estructura de tallas. Los muestreos se llevaron a cabo en Carenero (C. guanhumi) y en Cumaná (U. cordatus) (Venezuela). Se utilizaron tres métodos para estimar el diámetro de sus madrigueras: Vernier, compás y fotografía. Estos se correlacionaron con el tamaño real del cangrejo. Se aplicó el análisis de regresión Ordinary Least Squares Model II y la capacidad de predicción se probó utilizando el modelo II Mayor Axis para las regresiones. Cardisoma guanhumi mostró una fuerte dispersión de sus datos en los métodos de Vernier y fotografía. Menos dispersión se obtuvo con el método del compás y fue el más preciso (r²= 0.61). Para U. cordatus las medidas con Vernier fueron la más adecuadas (r²= 0.71). Sin embargo los tres métodos fueron confiables. Los diferentes métodos mostraron ventajas y desventajas y dependerá del que aplique los métodos, decidir cuál será el más adecuado para sus propósitos

Somatic growth and RNA/DNA rate of Eucinostomus argenteus (Pisces: Gerreidae) juveniles stages at two localities of the Venezuelan

Somatic growth and RNA/DNA rate of Eucinostomus argenteus (Pisces: Gerreidae) juveniles stages at two localities of the Venezuelan Caribbean. In order to evaluate the association among growth indices of marine fishes at early life stages, the somatic growth rate and physiological conditions of Eucinostomus argenteus were estimated at two Venezuelan North-East zones: Mochima Bay and Cariaco Gulf. The age and somatic growth rate were estimated based on daily growth increments in sagitta otoliths. The physiological conditions were evaluated with proteins concentrations and RNA/DNA rate, which were estimated by spectrofluorometric and fluorometric techniques, respectively, on muscle tissue. Juvenile standard length ranged from 9.80 to 39.20mm from 21 to 73 days of age. At all the study localities there were significant and positive correlations between age, otolith diameter and body size, and fitted to a linear regression model. The values of recent growth rate ranged from 0.178 to 0.418mm day-1, backcalculated growth rate oscillated between 0.295-0.393mm day-1, and RNA/DNA rate ranged from 1.65 to 6.97. Differences were not found between study zones, but there were differences between localities. Despite the fact that there was no correlation between juvenile´s somatic growth and RNA/DNA rates, the reported values suggesting a E. argenteus juvenile’s positive growth in their natural habitat at localities studied. Nevertheless, in some localities values that indicate poor nutritional conditions were registered, which could affect other future demographic rates as survivor and fecundity.

Con la finalidad de evaluar la asociación de índices de crecimiento en estadios tempranos de peces marinos, se estimó la tasa de crecimiento somático y las condiciones fisiológicas de Eucinostomus argenteus en dos zonas del nor-oriente venezolano: Bahía de Mochima y Golfo de Cariaco. La edad y el crecimiento fueron estimados basados en análisis de otolitos sagitta. Las condiciones fisiológicas fueron evaluadas por medio de las concentraciones de proteínas y la relación ARN/ADN, empleando técnicas espectofotométricas y fluorométricas sobre tejido muscular. Las relaciones entre tallas con la edad y el diámetro de los otolitos resultaron positivas, significativas y ajustadas a un modelo de regresión lineal. Los valores de la tasa de crecimiento reciente oscilaron entre 0.178 y 0.418mm día-1, la tasa de crecimiento retrocalculado varió entre 0.295 y 0.393mm día-1, y la tasa ARN/ADN osciló entre 1.65 y 6.97. No se registraron diferencias entre las zonas de estudio, sin embargo se reportaron diferencias entre localidades. A pesar de no encontrarse correlación entre la tasa de crecimiento y la relación ARN/ADN, los valores reportados sugieren crecimiento positivo de los individuos silvestres en las localidades evaluadas. No obstante, ciertas localidades mostraron valores que indican pobres condiciones nutricionales, pudiendo afectarse a futuro otras tasas vitales.

Abundance, size structure and fecundity of Voluta musica (Caenogastropoda: Volutidae) in three sites of the north coast of Araya Peninsula, Venezuela

Abundance, size structure and fecundity of Voluta musica (Caenogastropoda: Volutidae) in three sites of the north coast of Araya Peninsula, Venezuela. Considering the intensive artisanal fishing activity and the consequent carrion discard found at Isla Caribe, in relation to other two sites with no intensive artisanal fishing activity, we expect different effects on some features of V. musica life history (larger egg capsules, larger organisms, higher abundance of adult organisms). In this paper we compare some population parameters of Voluta musica at three localities in the north coast of the Araya Peninsula in Venezuela under different fishing exploitation regimes. The samples were taken monthly during 2008 and 2009 at Isla Caribe, Isla Lobos and Bajo Cuspe. At each site, samples were taken within three areas of 40m². The abundance of V. musica ranged between 5 ind/120m² to 30 ind/120m² with significant differences between sites (F=7.77; p<0,01). Organisms from Isla Caribe were larger in size (p=0,045), than those in the other two sites. There is a significant differences in the number of egg capsules between sites and between months, and there is clear evidence that Isla Caribe has the largest abundance of egg capsules (p<0,01) suggesting that the extra feeding source (carrion) found at Isla Caribe could have a positive effect on the reproductive potential of the V. musica population at this site.

Teniendo en cuenta la intensa actividad pesquera artesanal y subsecuente fuente adicional de alimento como carroña en Isla Caribe, se esperaría un efecto sobre algunos parámetros poblacionales de V. musica como: mayor número de ovicápsulas, individuos de tallas mayores y densidades de caracoles adultos mayores. Con el presente trabajo se desea conocer la abundancia, estructura de talla y fecundidad de Voluta musica en tres sitios de la costa norte de la Península de Araya en las que existen actividades de pesca diferenciales. Se realizaron muestreos mensuales entre 2008 y 2009 en Isla Caribe, Isla Lobos y Bajo Cuspe, en cada uno con 3 áreas de 40m². La abundancia varió de 5ind/120m² a 30ind/120m², con diferencias significativas entre los sitios (F= .77; p<0,01), siendo igual para Bajo Cuspe e Isla Caribe (p=0,39) pero distinta y menor en Isla Lobos, (p=0,008; 0,0149). Los individuos de Isla Caribe demostraron ser más grandes (p=0,045). Existen diferencias significativas entre sitios y entre meses en el número de ovicápsulas (p<0,01), siendo Isla Caribe el sitio con mayor abundancia de ovicápsulas (p<0,01). Esto sugiere que el alimento suplementario en forma de carroña podría incrementar el potencial reproductivo de la población en Isla Caribe.