Revista de Biología Tropical

Spatio-temporal variation in the growth of coral fragments of opportunity in the Eastern Tropical Pacific: implications for coral reef restoration

Abstract Introduction: Coral-reef communities are considered one of the most biodiverse, but also most threatened, marine ecosystems, and the accelerating loss of habitat over the past decades warrants active intervention. Objective: The present study demonstrates the successful implementation of a low-impact restoration technique in three Central Mexican Pacific degraded coral communities, using a protocol based on natural fragmentation (''fragments of opportunity”) of the branching coral Pocillopora spp., considered the most abundant and primary carbonate-producing coral species of the Eastern Tropical Pacific. Methods: The restoration program was implemented in two offshore and one inshore coraline areas. The relationships between seawater temperature and coral survival, growth, and attachment rate were assessed over one year, with 183 fragments monitored each month. Results: The mean coral growth rate was 3.3 ± 0.1 mm mo-1, with annual growth rates in length and width of 39.9 ± 14.2 and 36.5 ± 19.5 mm yr-1, respectively. Self-attachment efficiency was 78 % and the survival rate was high (84 %). The growth rate differed significantly among reefs. Conclusions: Upon monitoring directly fragmented corals over a year, growth rates were deemed high enough to merit active restoration in the region. However, our data show that structural and abiotic differences and seasonal variability must be considered overall in successful long-term coral community restoration initiatives in the eastern Pacific region.

Resumen Introducción: Las comunidades de arrecifes de coral se consideran uno de los ecosistemas marinos con mayor biodiversidad, pero también los más amenazados, y la pérdida acelerada de hábitat en las últimas décadas justifica la implementación de una intervención activa. Objetivo: El presente estudio demuestra la implementación exitosa de una técnica de restauración de bajo impacto basada en la fragmentación natural (''fragmentos de oportunidad”) del coral ramificado Pocillopora spp., la cual es la especie coralina más abundante y principal productora de carbonato del Pacífico Oriental Tropical. Métodos: El programa de restauración se implementó en dos sitios lejos de la costa y un sitio cercano a la costa, con comunidades coralinas degradadas. Las relaciones entre la temperatura del agua de mar y la supervivencia, el crecimiento y la tasa de adhesión de los corales se evaluaron durante un año con 183 fragmentos monitoreados cada mes. Resultados: La tasa media de crecimiento coralino fue de 3.3 ± 0.1 mm mo-1, con tasas de crecimiento anual en largo y ancho de 39.9 ± 14.2 y 36.5 ± 19.5 mm año-1, respectivamente. La eficiencia de la auto-adherencia fue del 78 % y la tasa de supervivencia fue alta (84 %). La tasa de crecimiento difirió significativamente entre los arrecifes. Conclusiones: Al monitorear directamente los corales fragmentados durante un año, las tasas de crecimiento se consideraron lo suficientemente altas como para merecer una restauración activa en la región. Sin embargo, nuestros datos muestran que las diferencias estructurales y abióticas y la variabilidad estacional deben considerarse en general en las iniciativas exitosas de restauración de comunidades de coral a largo plazo en la región del Pacífico oriental.

Change in the composition of fauna associated with Pocillopora spp. (Scleractinia, Pocilloporidae) following transplantation

Abstract Introduction: Associated fauna comprises most of the diversity of a coral reef and performs ecological functions essential to the reef's survival. Since Pocillopora corals harbor an important associated fauna, reef restoration efforts are underway in Golfo Dulce, Costa Rica, to preserve them. Objective: To describe changes in cryptofauna and fish communities associated with Pocillopora colonies to better understand the succession of associated fauna following transplantation. Methods: An experimental patch of 30 nursery-grown Pocillopora colonies and a control patch containing no colonies were monitored for 8 months following transplantation in Golfo Dulce. Cryptofauna within each colony and fish within each patch were observed using SCUBA to quantify temporal changes in the abundance, diversity, and community structure of the colonies. Results: The abundance and diversity of cryptofauna increased throughout the experiment. Obligate symbiont decapods were the most abundant. The composition of the community of cryptofauna differed between periods with fish in the genus Scarus as the main contributor to any differences. The increase in abundance and diversity of cryptofauna and fish may reflect coral growth and the corresponding availability of space and environmental complexity in the experimental patch. The composition of the cryptofauna communities was generally consistent with other studies. However, a high density of decapod symbionts could suggest that without other Pocillopora colonies to move to, they may crowd together despite their aggressive tendencies. Conclusions: Pocillopora colonies will experience an increase in symbionts that could positively contribute to the health and survival of the coral following transplantation.

Resumen Introducción: La fauna asociada comprende la mayor parte de la diversidad de un arrecife de coral y realiza funciones ecológicas esenciales para la supervivencia del arrecife. Dado que los corales Pocillopora albergan una importante fauna asociada, se están realizando esfuerzos de restauración de arrecifes en Golfo Dulce, Costa Rica, para preservarlos. Objetivo: Describir los cambios en la comunidad de criptofauna y peces asociados a las colonias de Pocillopora para comprender mejor la sucesión de la fauna asociada después del trasplante. Métodos: Un parche experimental de 30 colonias de Pocillopora cultivadas en vivero y un parche de control que no contenía colonias fueron monitoreados durante 8 meses después del trasplante en Golfo Dulce. La criptofauna dentro de cada colonia y los peces dentro de cada parche se observaron usando SCUBA para cuantificar los cambios temporales en la abundancia, diversidad y estructura de la comunidad de las colonias. Resultados: La abundancia y diversidad de criptofauna aumentó a lo largo del experimento. Los decápodos simbiontes obligados fueron los más abundantes. La composición de la comunidad de criptofauna difirió entre períodos con peces del género Scarus como el principal contribuyente a cualquier diferencia. El aumento en la abundancia y diversidad de criptofauna y peces puede reflejar el crecimiento de coral y la correspondiente disponibilidad de espacio y complejidad ambiental en el parche experimental. La composición de las comunidades de criptofauna fue generalmente consistente con otros estudios. Sin embargo, una alta densidad de simbiontes decápodos podría sugerir que, sin otras colonias de Pocillopora a las que trasladarse, pueden amontonarse a pesar de sus tendencias agresivas. Conclusiones: Las colonias de Pocillopora experimentarán un aumento de simbiontes que podrían contribuir positivamente a la salud y supervivencia del coral después del trasplante.

Succession of the sessile benthic community at a coral reef restoration site

Abstract Introduction: Ecosystem restoration facilitates ecological succession. When a coral reef experiences a disturbance, the community of sessile benthic organisms can follow a successional trajectory that favors the dominance of coral or a change of state to an ecosystem dominated by algae. Objective: To better understand the impact of coral transplants on succession of the sessile benthic community. Methods: To measure and monitor the coral cover (cm2) of Pocillopora spp., and the composition of the associated benthic community, experimental and control coral reef patches were established at the coral restoration site in Golfo Dulce, South Pacific Costa Rica. Thirty Pocillopora spp. colonies were attached to nails on the substrate in an experimental patch. The control coral patch contained nails with non-transplanted colonies. Both treatments were photographed monthly during a period of eight months. Changes in the coverage of coral and other sessile benthic organisms were measured from the images and compared over time between the experimental and control patches. Results: The coral transplants experienced bleaching events in August through September 2019 and January through February 2020. The first bleaching event possibly due to sedimentation, and the second to high temperatures. By the end of the experiment, 83 % of the colonies had survived. The live colonies grew significantly following transplantation; > 67 % of their initial coverage area after eight months. In the experimental patch, the areas of Pocillopora spp., coralline crustose algae (CCA), and cyanobacteria increased while the area of algal turf decreased. The increase in coral coverage and CCA, and decrease in algal turf in the experimental patch could be due to herbivores attracted to transplants. The increase in cyanobacteria in the experimental patch could be the result of higher temperatures and may have been a factor in the death of colonies. Conclusions: The transplantation of Pocillopora spp. colonies in Golfo Dulce changed the early successional trajectory of the sessile benthic community to favor the dominance of coral dominance in the experimental patch. These results may be useful in informing expectations for future restoration efforts.

Resumen Introducción: La restauración de ecosistemas facilita la sucesión ecológica. Cuando un arrecife de coral experimenta una perturbación, la comunidad de organismos sésiles bentónicos puede seguir una trayectoria de sucesión que favorezca la dominancia del coral o un cambio de estado a un ecosistema dominado por algas. Objetivo: Comprender mejor el impacto de los trasplantes de coral en la sucesión de la comunidad bentónica sésil. Métodos: Para medir y monitorear la cobertura de coral (cm2) de Pocillopora spp. y la composición de la comunidad bentónica asociada se establecieron parches de arrecifes de coral experimentales y de control en el sitio de restauración de coral en Golfo Dulce, Pacífico Sur de Costa Rica. Treinta colonias de Pocillopora spp., se trasplantaron a los clavos en el sustrato en el parche experimental. El parche de coral de control contenía clavos sin colonias trasplantadas. Ambos tratamientos fueron fotografiados mensualmente durante un periodo de ocho meses. Los cambios en la cobertura de coral y otros organismos bentónicos sésiles se midieron a partir de las imágenes y se compararon a lo largo del tiempo entre los parches experimentales y de control. Resultados: Los trasplantes de coral experimentaron eventos de blanqueamiento de agosto a septiembre de 2019 y de enero a febrero de 2020. El primer evento de blanqueamiento puede haber sido el resultado de la sedimentación y el segundo puede deberse a las altas temperaturas. Al final del experimento, el 83 % de las colonias habían sobrevivido. Las colonias vivas crecieron significativamente después del trasplante; > 67 % de su área de cobertura inicial después de ocho meses. En el parche experimental, las áreas de Pocillopora spp., algas coralinas costrosas (ACC) y cianobacterias aumentaron mientras que el tapete de algas disminuyó. El aumento en la cobertura de coral y ACC, y la disminución en tapetes de algas en el parche experimental podría deberse a los herbívoros atraídos por los trasplantes. El aumento de cianobacterias en el parche experimental podría ser el resultado de temperaturas más altas y puede haber sido un factor en la muerte de las colonias. Conclusiones: El trasplante de las colonias de Pocillopora spp. en Golfo Dulce cambiaron la trayectoria de sucesión temprana de la comunidad bentónica sésil para favorecer la dominancia del coral en el parche experimental. Estos resultados pueden ser útiles para informar las expectativas de futuros esfuerzos de restauración.

The contribution of assisted coral restoration to calcium carbonate production in Eastern Pacific reefs

Bleaching events of the coral Porites lobata (2006-2022) and restoration activities at Ramsar site ''Complejo Los Cóbanos”, El Salvador

Resumen Introducción: El blanqueamiento global coralino refleja la fragilidad del coral a condiciones ambientales adversas y al cambio climático. Porites lobata es la especie de coral hermatípico más abundante actualmente en El Salvador y ha experimentado eventos de blanqueamiento recientes en el área natural protegida Complejo Los Cóbanos. Objetivo: Describir los episodios de blanqueamiento que colonias de P. lobata experimentaron en Los Cóbanos, El Salvador, durante los últimos 18 años, y analizar los esfuerzos de restauración de coral. Métodos: Aproximadamente 2 100 imágenes (2006 - 2022) tomadas sin periodicidad específica de dos sitios fueron revisadas. Parámetros del agua desde 2014 fueron registradas sin una periodicidad temporal definida. Las áreas de estudio fueron son playa El Faro y colonias submareales cerca de un importante resort de playa. La primera área presentó colonias dispersas en una zona intermareal, la otra, colonias más grandes a 2 m de profundidad en marea baja. También, revisar literatura acerca de actividades para restaurar arrecifes dentro del país. Resultados: Varios eventos de blanqueamiento ocurrieron durante este período de observación. Algunos de ellos podrían estar asociados a temperaturas altas del agua de mar (> 30 o C) de mayo a octubre (estación lluviosa), floraciones algales nocivas, así como causas desconocidas. Varios blanqueamientos que causaron pérdida de cobertura de coral en las colonias intermareales ocurrieron durante el evento global (2015-2016). Conclusiones: Blanqueamiento en el Complejo los Cóbanos ocurre en diferentes patrones de intensidad durante la estación lluviosa que comprende niveles de alta temperatura y turbidez en el agua, así como floraciones algales. El episodio de 2015-2016 causó pérdida de cobertura de coral en las colonias intermareales y las submareales experimentaron pequeños daños permanentes (< 5 % mortalidad). Las políticas de restauración nacionales requieren más esfuerzos estratégicos considerando la hidrodinámica y las capacidades institucionales locales.

Abstract Introduction: Global coral bleaching reflects coral fragility to adverse environmental conditions and climate change. Porites lobata is the most abundant hermatypic coral species currently in El Salvador and has experienced recent bleaching events at natural protected area Complejo Los Cóbanos. Objective: To describe the bleaching episodes that colonies of P. lobata experienced at Los Cóbanos, El Salvador, during the last 18 years, and analyze coral restoration efforts. Methods: Approximately 2 100 images (2006 - 2022) taken without specific periodicity from two sites were reviewed. Water parameters since 2014 were registered without defined frequency. The areas sampled were El Faro beach and subtidal colonies near an important beach resort. The first area presented dispersed colonies on an intertidal zone, the other, larger colonies at 2 m deep in low tide. Also, literature about activities to restore reefs within the country was reviewed. Results: Several bleaching events occurred during this observation period. Some of them could be associated to high sea water temperatures (> 30 o C) from May to October (rainy season), others to harmful algae blooms, as well as unknown causes. Severe bleaching that caused loss of coral coverage on intertidal colonies occurred during the global event (2015-2016). Conclusion: Bleaching at Los Cóbanos occurs in different intensity patterns usually during the rainy season that encompasses high temperature and turbidity levels in water, as well as algal blooms. The 2015-2016 episode caused coral coverage loss on the intertidal colonies and subtidal ones experienced little permanent damages (< 5% mortality). National restoration policies for coral colonies require more strategic efforts considering the local littoral hydrodynamics and institutional capabilities.

Nursery-reared coral outplanting success in an upwelling-influenced area in Costa Rica

Abstract Introduction: Environmental and intrinsic factors such as seawater temperature, salinity, nutrient concentration, upwelling, species, and life history can influence coral outplant survival and growth, and in consequence, the effectiveness of restoration. Thus, it is key to understand how these factors can shape coral outplant performance to ensure the long-term success of a restoration program. Objective: To establish the survival and growth rate of outplanted coral nursery-reared colonies of branching Pocillopora spp. and massive corals Pavona gigantea, Pavona clavus, and Porites lobata in Bahía Culebra, North Pacific of Costa Rica, and to determine whether the site of origin of the coral fragment and the presence of seasonal upwelling affected the growth of Pocillopora outplants. Methods: From September 2020 to September 2021, we monitored the survival, health, and growth of 30 Pocillopora spp. colonies from six donor sites, and 31 fragments of massive species (P. gigantea [n = 18], P. clavus [n = 8], P. lobata [n = 5]) that were outplanted to a degraded reef. We recorded in situ seawater temperature, salinity, and nutrient concentration. Results: By the end of the year, 100 % of the Pocillopora spp. outplants survived. Survival was 71.4 % for P. clavus, 47.5 % for P. gigantea, and 20 % for P. lobata. Coral tissue loss and predation marks were observed at least once in 71 % of massive outplants. Pocillopora spp. colonies increased their initial area in 333.1 %, at a rate of 9.98 ± 1.69 cm yr-1. The site of origin of the outplant influenced growth rate, but not the presence of seasonal upwelling. Massive species fragments grew at a rate of 1.35 ± 0.24 cm yr-1 for P. clavus, 1.48 ± 0.21 cm yr-1 for P. gigantea, and 0.61 cm yr-1 for P. lobata, with no differences among them. Conclusions: Environmental conditions at site level allow for high survival and growth of Pocillopora spp. outplants, previously considered as sensitive to stressors, and point towards acclimation to seasonal upwelling. Although survival of massive species was lower, developing a multi-species approach is key to enhance restoration success.

Resumen Introducción: Factores ambientales e intrínsecos como la temperatura del agua, salinidad, concentración de nutrientes, afloramiento, especies e historia de vida pueden influir en la supervivencia y crecimiento de los trasplantes de coral y, en consecuencia, en la eficacia de la restauración. Por ello, entender cómo estos factores pueden moldear el desempeño de los trasplantes es clave para asegurar el éxito de un programa de restauración a largo plazo. Objetivo: Establecer la supervivencia y tasa de crecimiento de los trasplantes de colonias de coral previamente cultivadas en viveros del coral ramificado Pocillopora spp. y las especies de crecimiento masivo Pavona gigantea, Pavona clavus y Porites lobata en Bahía Culebra, Pacífico Norte de Costa Rica, y determinar si el sitio donante de origen del fragmento de coral y la presencia de afloramiento estacional afectó el crecimiento de los trasplantes de Pocillopora. Métodos: De setiembre 2020 a setiembre 2021, se monitoreó la supervivencia, salud y crecimiento de 30 colonias de Pocillopora spp. de seis sitios donantes diferentes y 31 fragmentos de especies masivas (P. gigantea [n = 18], P. clavus [n = 8], P. lobata [n = 5]) que se trasplantaron a un arrecife degradado. Se registró la temperatura del agua, la salinidad y concentración de nutrientes in situ. Resultados: Al final del año, el 100 % de los trasplantes de Pocillopora spp. sobrevivieron. La supervivencia fue de 71.4 % para P. clavus, 47.5 % para P. gigantea y 20 % para P. lobata. Se observaron pérdidas de tejido y marcas de depredación al menos una vez en un 71 % de los trasplantes masivos. Las colonias de Pocillopora spp. aumentaron su área inicial en un 333.1 %, a una tasa de 9.98 ± 1.69 cm año-1. El sitio de origen del trasplante tuvo efecto sobre la tasa de crecimiento, pero no la presencia de afloramiento estacional. Los fragmentos de especies masivas crecieron a tasas de 1.35 ± 0.24 cm año-1 (P. clavus), 1.48 ± cm año-1 (P. gigantea) y 0.61 cm año (P. lobata), sin diferencias entre ellas. Conclusiones: Las condiciones del sitio permiten una alta supervivencia y crecimiento de trasplantes de Pocillopora spp., que previamente habían sido considerados sensibles a factores estresantes, e indican aclimatación a las condiciones locales de afloramiento estacional. Pese a que la supervivencia de las especies masivas fue menor, es esencial desarrollar un enfoque multi-especie para aumentar el éxito de la restauración.

Evaluation of demographic indicators of Pocillopora (Scleractinia: Pocilloporidae) in island vs. coastal sites: Implications for a regional restoration program

Resumen Introducción: El mantenimiento de las comunidades coralinas depende directamente de la capacidad de los individuos para crecer como colonia. Dado que el crecimiento forma la base de la estructura física del arrecife, determinar la tasa de crecimiento de las especies de corales constructores y su respuesta a las variaciones ambientales nos permitirá identificar su potencial particular para implementar estrategias de restauración más efectivas. Objetivo: Determinar la tasa de crecimiento del coral constructor de arrecifes Pocillopora en todo el Pacífico Central Mexicano (PCM) y su relación con las fluctuaciones en las condiciones ambientales. Métodos: De agosto de 2019 a octubre de 2020, se monitorearon y trasplantaron un total de 153 fragmentos de coral ramificado del género Pocillopora como parte del programa de restauración en diferentes sitios de la PCM: Parque Nacional Islas Marietas y en la Caleta de Cuastecomates. Se calculó el crecimiento del coral (cm·año-1) y sobrevivencia (%), y se correlacionó con la temperatura, PAR y Kd490 para cada localidad. Resultados: Patrones similares en los parámetros examinados entre los fragmentos de coral fueron encontrados para todos los sitios, con un rango de sobrevivencia de 61.6 - 68 %, cuya mortalidad estuvo relacionada principalmente con huracanes y tormentas que afectaron la región. Sin embargo, la tasa de crecimiento oscila entre 2.0 - 8.0 cm·año-1, sin diferencias significativas entre localidades. Además, no se registraron diferencias en las condiciones ambientales entre las localidades. Conclusiones: Los corales ramificados del género Pocillopora presentan una tasa de crecimiento similar en sitios insulares y costeros de la PCM, por lo que se podría esperar que la implementación de un programa de restauración en toda esta región del Pacífico Mexicano sería potencialmente exitoso, ya que, las condiciones ambientales locales no son factores limitantes.

Abstract Introduction: The maintenance of the coral communities depends directly on the capacity of the individuals to grow as a whole colony. Since growth shapes the basis of the physical structure of the reef, determining the growth rate of builder coral-species and their response to environmental variations will allow us to identify their particular potential to implement more effective restoration strategies. Objective: To determine the growth rate of the reef-building coral Pocillopora throughout the Mexican Central Pacific (PCM) and its relationship with fluctuations in environmental conditions. Methods: From August 2019 - October 2020, a total of 153 branched coral fragments of the genus Pocillopora were monitored and transplanted as part of the restoration program in different PCM locations: Islas Marietas National Park and in the Caleta de Cuastecomates. Coral growth (cm·year-1) and survival rate (%), was calculated and correlated with temperature, PAR and Kd490 for each locality. Results: The results show similar patterns in the parameters examined among the coral fragments were found for all sites, with a survival range of 61.6 - 68 %, whose mortality was mainly related to hurricanes and storms that affected the region. However, growth rate range from 2.0 - 8.0 cm·year-1, with no significant differences between locations. Also, no differences in environmental conditions between locations were recorded. Conclusions: The branching corals of the genus Pocillopora present a similar growth rate in insular and coastal sites of the PCM, so it could be expected that the implementation of a restoration program throughout this region of the Mexican Pacific would be potentially successful, since local environmental conditions are not limiting factors.

Towards reef restoration in Zihuatanejo, Guerrero, México: lessons learned

Abstract Introduction: Coral reef structures in Zihuatanejo, Guerrero are well-preserved. The coverage of living corals, near 60 % at several locations, makes them comparable to other coral reefs in the states of Oaxaca, Jalisco, and Nayarit and with high potential to promote their conservation. Objective: To present the outcome of 12 years of research in coral communities from Zihuatanejo, Guerrero, as a justifying argument for the current conservation efforts in the area. Methods: We developed a baseline on the conservation status of the reef structures, bioerosion processes and the source of major natural and anthropogenic impacts. We assessed the genetic diversity of the coral zooxanthellae symbionts, the outcome of a technique of coral transplantation to recover the coverage of living corals and the local ecological knowledge to involve local inhabitants to promote conservation. Results: At least five coral reefs remain exposed to a medium-low level of impact by bioerosion and anthropization. Coral transplantation experiments made in the area showed records of transplant survival nearing 90 %. Although the warming of the sea surface temperature that occurred during the El Niño of 2015-2016 caused coral bleaching and mortality in several coral populations in this area, there were no affectations attributed to this phenomenon in other locations. This response was not related to the level of exposure to anthropogenic impacts, and the presence of thermal resistant zooxanthellae was assessed using molecular tools, confirming the existence of zooxanthellae of the genus Durusdinium. The analysis of local ecological knowledge of the inhabitants of Zihuatanejo showed that they keep elaborate knowledge on the ecology of coral reefs. This is complemented with scientific knowledge that will encourage community participation in conservation strategies. Conclusions: A long-term multidisciplinary strategy is required for coral reef conservation that encompasses: 1) assessing the role of the overall holobiont in the thermal resistance of corals from this area and 2) establishing restoration strategies of coral reefs that include the local knowledge about marine ecology, for the establishment of coral reef protection and management schemes put in place by local inhabitants.

Resumen Introducción: Los arrecifes coralinos de Zihuatanejo Guerrero están bien conservados. La cobertura de corales vivos, cerca del 60 %, los hace comparables a otras comunidades coralinas presentes en Oaxaca, Jalisco y Nayarit y con un alto potencial para promover su conservación. Objetivo: Presentar los resultados de 12 años de investigación en las comunidades coralinas de Zihuatanejo, Guerrero, como un argumento que justifica los esfuerzos actuales de conservación en el área. Métodos: Desarrollamos una línea base del estado de conservación de la estructura arrecifal, los procesos de bioerosión y las fuentes principales de impactos naturales y antropogénicos. Evaluamos la diversidad genética de los simbiontes zooxantelados de los corales, el resultado de una técnica de trasplante de corales para recuperar la cobertura de corales vivos y el conocimiento ecológico local para desarrollar estrategias de conservación con participación local. Resultados: Cinco de esas comunidades coralinas permanecen expuestas a un nivel de impacto medio a bajo por bioerosión y antropización. Los experimentos de trasplante de corales en el área mostraron una supervivencia cercana al 90 %. Aunque el calentamiento de la temperatura superficial del mar ocurrido durante el evento El Niño 2015-16 causó blanqueamiento y mortalidad coralina en algunas poblaciones de corales del área, no hubo afectaciones atribuidas a este fenómeno en otras. Esta respuesta no se relacionó con el nivel de exposición a impactos antropogénicos y la presencia de poblaciones de zooxantelas fue examinada usando herramientas moleculares, confirmando la existencia de una población del género Durusdinium. El análisis del conocimiento ecológico local de los habitantes de Zihuatanejo mostró que estos resguardan conocimientos complejos sobre la ecología de las comunidades coralinas. Este conocimiento es complementario al conocimiento científico y servirá para promover estrategias de participación ciudadana en la conservación de las comunidades coralinas. Conclusiones: Se requiere una estrategia multidisciplinaria de largo plazo para la conservación de las comunidades coralinas que incluya: 1) examinar el papel del holobionte completo en la resistencia térmica de los corales de esta área y 2) establecer estrategias de restauración en arrecifes coralinos que incluyan el conocimiento ecológico local para el establecimiento de esquemas de protección y manejo de los arrecifes coralinos a cargo de los habitantes locales.

The effect of pruning Acropora palmata as a strategy for obtaining living tissue for reef restoration actions

Resumen Introducción: Los arrecifes de coral son ecosistemas altamente degradados, por lo que ha sido necesario implementar acciones de restauración activa para recuperar su estructura y funcionamiento. Se ha implementado la propagación clonal para obtener fragmentos pequeños (~ 10 cm) de las ramas distales de colonias donadoras de corales de la especie Acropora palmata, para posteriormente fijarlos en el sustrato arrecifal, simulando el efecto de dispersión que ocurre de manera natural en esta especie, a lo que en este trabajo se denomina ''dispersión asistida”. Sin embargo, es necesario evaluar los efectos de esta técnica como son: la cantidad de fragmentos que se puede obtener de cada colonia, el periodo de recuperación de tejido de las colonias donadoras y los fragmentos sembrados. Objetivo: Evaluar el efecto de poda en las colonias donadoras estimando el porcentaje de tejido podado de colonias donadoras de A. palmata y su tasa de recuperación 30 meses después. Métodos: Se realizaron cuatro monitoreos: antes, inmediatamente después de la poda, un mes después de la siembra, y 30 meses después, en cuatro colonias de A. palmata localizadas en el Parque Nacional Costa Occidental de Isla Mujeres, Punta Cancún y Punta Nizuc en el Caribe mexicano. La modelación 3D basada en fotogrametría se realizó con el software Agisoft Metashape Pro, mientras que las métricas de área de superficie de tejido, extensión radial y apical se obtuvieron mediante el software CloudCompare. Resultados: Posterior a la colecta de fragmentos de las colonias, se observó que el material utilizado en la dispersión asistida representa menos del 12% del tejido vivo. Después de un mes, las colonias donadoras presentaban una recuperación del 5% con tejido nuevo recubriendo las áreas de corte. Las colonias donadoras perdieron, en promedio, 65% de tejido vivo tras el impacto de cuatro huracanes, y en un caso la colonia fue totalmente eliminada, pero con los fragmentos sembrados se pudo conservar el genotipo. Conclusiones: La dispersión asistida podría incrementar el tejido vivo de corales ramificados en intervalos de tiempo relativamente cortos, sin comprometer la integridad de la colonia donadora, si se poda menos del 12%.

Abstract Introduction: Coral reefs are highly degraded ecosystems, for which it has been necessary to implement active restoration actions to recover their structure and functioning. Asexual propagation has been implemented to obtain small fragments (~10 cm) from the distal branches of donor colonies of corals of the species Acropora palmata, to subsequently relocate them in the reef substrate, simulating the dispersion effect that occurs naturally in the species, which in this work is called assisted propagation. However, it is necessary to evaluate the effects of this technique, such as the number of fragments that can be obtained from each colony, the tissue recovery period of the donor colonies and fragments. Objective: To address the effect of pruning on donor colonies by estimating the percentage of live tissue removed from donor colonies of A. palmata and their recovery rate after 30-months. Methods: Four surveys were carried out: before, immediately after pruning, one month after outplanting, and 30 months after pruning on four colonies of A. palmata located in the Parque Nacional Costa Occidental de Isla Mujeres, Punta Cancún and Punta Nizuc in the Mexican Caribbean. Photogrammetry-based 3D modeling was performed using Agisoft Metashape Pro software, while tissue surface area, radial and apical growth were obtained using CloudCompare software. Results: After fragment collection, the material used in the assisted propagation represents less than 12% of the living tissue. After one month, the donor colonies showed a recovery of 5%, with new tissue covering the cut areas. The donor colonies lost on average 65 % of living tissue after four hurricanes, and in one case the colony was lost all together, but with the outplanted fragments the genotype could be preserved. Conclusions: Assisted propagation could increase living tissue of branching corals in relatively short intervals of time, without serious damage to the donor colony if less than 12 % is removed.

Testing the effectiveness of natural and artificial substrates for coral reef restoration at Isla Isabel National Park, Mexico

Abstract Introduction: The branching coral Pocillopora is the main reef-building species in the Eastern Tropical Pacific (ETP) region. However, their populations have been threatened due to the intense effect of thermal-stress events in the last three decades. As a mitigating response, active restoration strategies have been developed. However, it has not been possible to establish specific protocols along the ETP’s reefs. Objective: To evaluate the efficiency of two different substrates (natural vs. artificial), through coral growth comparison (extension rate and tissue area) in three Pocillopora coral morphospecies within a year. Methods: Coral growth was estimated by two techniques: extension rate and tissue area of P. cf. verrucosa, P. cf. capitata, and P. cf. damicornis every three months during a year. Results: The extension rate and superficial area growth vary among the coral morphospecies P. cf. verrucosa (16.33 mm yr-1 and 168.49 mm2 yr-1), P. cf. capitata (16.25 mm yr-1 and 176.83 mm2 yr-1), and P. cf. damicornis (12.38 mm yr-1 and 87.62 mm2 yr-1). The data reveals that substrate type did not affect Pocillopora growth, yet there was an effect caused by seasonal changes. Conclusions: This study demonstrates that coral restoration can be implemented using both natural and artificial substrata, with no differences in coral growth. We recommend the implementation of coral reef restoration programs, highlighting the importance of initiate during the warm season due to optimal growth performance of P. cf. verrucosa and P. cf capitata species, which improves the effectiveness of management actions in Isla Isabel National Park.

Resumen Introducción: Los corales ramificados del género Pocillopora son los constructores arrecifales más importantes del Pacífico Tropical Oriental (PTO). Sin embargo, sus poblaciones han disminuido por efectos de eventos de estrés térmico ocurridos las últimas décadas. Por ello, se han desarrollado estrategias de restauración activa como respuesta de mitigación, pero no ha sido posible establecer protocolos específicos para estas especies en el PTO. Objetivo: Evaluar la eficiencia de dos tipos de sustrato (natural vs. artificial) con base en la comparación del crecimiento de coral (tasa de extensión y área de tejido) en tres morfoespecies de Pocillopora a lo largo de un año. Métodos: Las estimaciones del crecimiento coralino se hicieron con dos técnicas (extensión lineal y área superficial) en P. cf. verrucosa, P. cf. capitata and P.cf. damicornis cada tres meses durante un año. Resultados: Las tasa de extensión y crecimiento del área superficial variaron entre las morfoespecies de P. cf. verrucosa (16.33 mm año-1 y 168.49 mm2 año-1), P. cf. capitata (16.25 mm año -1 y 176.83 mm2 año-1), y P.cf. damicornis (12.38 mm año-1 y 87.62 mm2 año-1). Los resultados mostraron que los tipos de sustratos no afectaron el crecimiento de los corales Pocillopora, aunque existió un efecto causado por el cambio de la estación climática, donde la estación cálida promueve un incremento su crecimiento. Conclusiones: Este estudio demuestra que la restauración de corales puede ser implementada con sustrato artificial o natural, sin diferencias en el crecimiento de corales entre ellos. Nosotros recomendamos continuar con la implementación de los programas de restauración de arrecifes de coral, resaltando, la importancia de iniciarlos en la estación cálida cuando existe un desempeño más óptimo en el crecimiento, particularmente de las especies P. cf. verrucosa y P. cf. capitata, lo cual ayudará a mejorar la efectividad de las acciones de manejo en el Parque Nacional Isla Isabel.

Palabras clave: Isla Isabel; coral hermatípico; Pacífico Central Mexicano Central; restauración arrecifal.

Evaluation of the effectiveness of two structures for coral gardens of the species Acropora cervicornis (Scleractinia: Acroporidae) in Portobelo National Park

Resumen Introducción: En Panamá y el mundo, desde hace varios años, los arrecifes se han visto amenazados por acciones como el desarrollo costero, sedimentación, contaminación por entidades terrestres, que son las más frecuentes, dando lugar a la implementación de metodologías de restauración. Objetivo: Comparar la eficiencia de dos estructuras de jardines coralinos en el crecimiento de la especie Acropora cervicornis en Bahía Huertas, Parque Nacional Portobelo, Colón Panamá. Métodos: Se colocaron dos estructuras de tipo fijo, utilizando PVC junto con bases de concreto hidráulico, y dos estructuras tipo tendedero, utilizando PVC e hilo de nylon. Los fragmentos de coral que se colocaron en las estructuras provenían de Bahía Huertas e Isla Buenaventura. El crecimiento de los corales se determinó mediante el método de medición de crecimiento lineal y extensión tisular. Resultados: Se plantaron un total de 80 fragmentos de coral, lo que representa una extensión estimada de 9.71 m de coral en Bahía Huertas. Tras nueve meses de estudio, se estimó un total de 15.3 m de coral totalmente nuevo (1 525.6 cm), donde sólo el 4.6 % pertenecía a los fragmentos de la estructura de tipo fijo, mientras que el 95.4 % pertenecía a la estructura de tipo tendedero. Conclusiones: La estructura tipo tendedero fue la más eficiente y viable dentro del estudio, con mejor tasa de supervivencia y crecimiento en comparación con la estructura tipo fija, donde sí presentó una mortalidad del 45 %.

Abstract Introduction: In Panama and the world, for several years, reefs have been threatened by actions such as coastal development, sedimentation, and contamination by terrestrial entities, which are the most frequent, giving rise to the implementation of restoration methodologies. Objective: To compare the efficiency of two coral garden structures in the growth of the species Acropora cervicornis in Huertas Bay, Portobelo National Park, Colon Panama. Methods: Two fixed-type structures were placed, using PVC together with hydraulic concrete bases, and two clothesline-type structures, using PVC and nylon thread. The coral fragments that were placed in the structures came from Bahía Huertas and Buenaventura Island. The growth of the corals was determined using the linear growth and tissue extension measurement method. Results: A total of 80 coral fragments were planted, representing an estimated extension of 9.71 m of coral in Huertas Bay. After nine months of study, a total of 15.3 m of totally new coral (1 525.6 cm) was estimated, where only 4.6 % belonged to the fragments of the fixe-type structure, while 95.4 % belonged to the clothesline-type structure. Conclusions: The clothesline-type structure was the most efficient and viable within the study, with better survival and growth rate compared to the fixed type structure, where it did present a mortality of 45 %.

Community perception of coral reefs in Golfo Dulce: bases for social integration in restoration programs

Resumen Introducción: Enfrentar la acelerada degradación de arrecifes coralinos requiere una acción integrada en múltiples niveles sociales y ecológicos. A escala local se debe incluir la participación activa de los usuarios de los recursos. Objetivo: evaluar el conocimiento y percepción local sobre los arrecifes coralinos en Golfo Dulce, y así generar bases para la integración social en la restauración coralina. Métodos: se realizaron 183 entrevistas en siete comunidades costeras del Golfo Dulce entre septiembre del 2016 y marzo del 2017. Los entrevistados se clasificaron en: (1) Pesca artesanal (PA) = 57 entrevistados, (2) Turismo (T) = 62, y (3) Otros (O) = 64. La primera parte de la entrevista fue de conocimiento y se asignó una nota basada en respuestas correctas. Según la nota se clasificó como informado, información media o desinformado. La segunda parte se basó en escalas de percepción sobre: (I) visitación, (II) factores que dañan los arrecifes coralinos, (III) medidas de manejo y (IV) salud de recursos marinos en Golfo Dulce. Resultados: El grupo T tuvo el mayor porcentaje de entrevistados informados = 42 % y el grupo O de desinformados = 37 %. La segunda parte fue percepción, más del 50 % de PA y T consideran que la visita es frecuente. La sedimentación y contaminación por agroquímicos fueron identificados por más del 60 % de PA y T como la principal amenaza. El 35 % de PA y el 40 % de T perciben las boyas fijas como la mejor medida para el Golfo Dulce. La restricción de visitas fue la medida con menor aceptación. El 60 % de los entrevistados de PA y T consideran que los recursos marinos del golfo estarán peor que en la actualidad. Conclusiones: Estos resultados confirman la importancia de comprender el conocimiento y la percepción de los usuarios de los arrecifes de coral en los procesos participativos y educativos en la restauración y conservación de los arrecifes de coral.

Abstract Introduction: Addressing the accelerated coral reefs degradation requires integrated action at multiple social and ecological scales. At local level, active participation of the main users must be included. Objective: To evaluate local knowledge and perception about coral reefs in Golfo Dulce to generate bases for social integration in coral restoration. Methods: 183 interviews were conducted in coastal communities in Golfo Dulce, between September 2016 and March 2017. The interviewees were classified as: (1) Artisanal fishing (PA) = 57 interviewees, (2) Tourism (T) = 62, and (3) Others (O) = 64. The first part of the interview was about knowledge and a grade was assigned based on correct answers. According to the grade, they were classified as informed, medium information or uninformed. The second part was based on perception scales on: (I) visitation, (II) factors that damage coral reefs, (III) management measures, and (IV) health of marine resources in Golfo Dulce. Results: Group T had the highest percentage of informed interviewees = 42 % and group O uninformed = 37 %. The second part was perception, more than 50 % of PA and T consider that the visit is frequent. Sedimentation and contamination by agrochemicals were identified by more than 60 % of PA and T as the main threat. 35 % of PA and 40 % of T perceive permanent buoys as the best measure for the Golfo Dulce. The visitation restriction was the measure with the least acceptance. 60 % of the interviewees of PA and T consider that the marine resources of the gulf will be worse than today. Conclusions: These results confirm the importance of understading coral reefs users knowledge and perception in participatory and educational processes in coral reef restoration and conservation.

Embryogenesis, larval development, and post-settlement survival of the coral Orbicella annularis (Scleractinia: Merulinidae)

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 conocimiento 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 metamorfosearse. 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.

Abstract 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. annularis 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 %. 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.

Demographic and population response of the threatened coral Acropora cervicornis (Scleractinia, Acroporidae) to fireworm corallivory

Abstract Introduction: The fireworm Hermodice carunculata is a widespread polychaete that can prey upon many coral species. However, few studies have examined the effect of fireworm predation on coral demographics during non-outbreak periods. Objective: To determine whether predation by H. carunculata compromised the growth, survival, and population performance of the threatened coral Acropora cervicornis. Methods: Nursery-reared coral fragments (n = 99) were fixed to the bottom of Punta Melones reef in the Island Municipality of Culebra, Puerto Rico. Predation activity and its demographic consequences on coral outplants were assessed from December 2020 to August 2022. Susceptibility to predation was compared between colonies collected directly from the reef and those originating from outside sources (e.g., coral nurseries). With the demographic data, simple size-based population matrix models were developed to 1) examine whether fireworm predation led to a significant decline in population growth rate (λ), 2) determine the demographic transition(s) that contribute the most to λ, and 3) determining the demographic transition(s) that accounted for differences in λ when comparing scenarios that considered either only predated colonies or both predated and non-predated outplants. Results: Predation increased over time, being more frequently observed in the area with the highest topographic relief and on colonies foreign to the study site. Outplants that were partially consumed grew significantly slower than non-predated colonies; however, predation did not threaten their survival. The likelihood of being attacked by the fireworm increased with branching complexity. The estimated λ for a scenario considering only predated colonies was 0.99, whereas, for a scenario where both predated and non-predated colonies were considered, λ was 0.91. Population growth, under the two scenarios, was mainly influenced by the probability of a large colony surviving and remaining at the largest size. Conclusions: Although predation can negatively impact coral growth, the relatively high survival rate of predated colonies compensates for the adverse effect. Since survival is the demographic transition that contributes most to population growth, it could be concluded that under a non-outbreak scenario, fireworm predation may not be the primary cause of A. cervicornis population decline.

Resumen Introducción: El gusano de fuego Hermodice carunculata es un poliqueto común que puede depredar muchas especies de coral. Sin embargo, pocos estudios han examinado el efecto de la depredación del gusano de fuego en la demografía de los corales durante periodos sin brotes poblacionales. Objetivo: Este estudio tuvo como objetivo determinar si la depredación por H. carunculata compromete el crecimiento, la supervivencia y el desempeño poblacional del coral amenazado Acropora cervicornis. Métodos: Fragmentos de coral criados en vivero (n = 99) se fijaron al fondo del arrecife Punta Melones en la Isla Municipio de Culebra, Puerto Rico. La actividad de depredación y sus consecuencias demográficas en los trasplantes de coral se evaluaron desde diciembre de 2020 hasta agosto de 2022. Se comparó la susceptibilidad a la depredación entre las colonias recolectadas directamente del arrecife y las que se originaron en fuentes externas (p. ej., viveros de coral). Con los datos demográficos, se desarrollaron modelos matriciales simples de población basados en el tamaño para 1) examinar si la depredación del gusano de fuego causa una disminución significativa en la tasa de crecimiento de la población (λ), 2) determinar las transiciones demográficas que más contribuyen a λ, y 3) determinar la(s) transición(es) demográfica(s) que explican las diferencias en λ al comparar escenarios que consideraron solo colonias depredadas o la combinación de colonias depredadas y no depredadas. Resultados: La depredación aumentó con el tiempo, observándose con mayor frecuencia en la zona de mayor relieve topográfico y en colonias ajenas al sitio de estudio. Los trasplantes consumidos parcialmente crecieron significativamente más lento que las colonias no depredadas; sin embargo, la depredación no amenazó su supervivencia. La probabilidad de ser atacado por el gusano de fuego aumentó con la complejidad morfológica de la colonia. El λ estimado para un escenario que consideraba solo las colonias depredadas fue de 0.99, mientras que, para un escenario en el que se consideraron tanto las colonias depredadas como las no depredadas, λ fue de 0.91. El crecimiento de la población, en ambos escenarios, estuvo influenciado principalmente por la probabilidad de que una colonia grande sobreviviera y permaneciera en el tamaño más grande. Conclusiones: Aunque la depredación puede tener un impacto negativo en el crecimiento de los corales, una tasa de supervivencia relativamente alta de las colonias depredadas compensa los efectos adversos. Dado que la supervivencia es la transición demográfica que más contribuye al crecimiento de la población, se podría concluir que, en un escenario sin brotes, la depredación por gusanos de fuego no debe ser la causa principal de la disminución de la población de A. cervicornis.

Settlement and post-settlement survival of Orbicella annularis and Orbicella faveolata (Scleractinia: Merulinidae) on substrates with coatings

Abstract Introduction: One of the main bottlenecks in restoration projects based on sexual reproduction is post-settlement survival, mainly due to competition for substrate with fleshy algae and predation. Therefore, substrates of different shapes and materials have been created and tested, seeking to optimize these processes with attractive surfaces for the larvae and structures where the recruits are protected from predation, and competition is reduced. Objective: To improve settlement and post-settlement survival of two important Caribbean reef-building corals, using different coatings on substrates. Methods: To determine whether substrate coatings properties are favourable to larval settlement in Orbicella annularis, and O. faveolata, collected in Puerto Morelos, Mexican Caribbean, we evaluated their settlement for three weeks on six coatings with a combination of properties. Each coating was designed to provide a combination of two out of three properties: 1) water repellence (hydrophobicity), 2) phosphorescence-based colour, and 3) mineral-enriched surface chemistry. In a separate experiment larvae settlement was tested using coatings with a single property. Finally, we determined the post-settlement survival of O. annularis and O. faveolata on the different coatings for seven weeks. Results: The combination of high hydrophobicity and light blue phosphorescent microparticles and high hydrophobicity and red-orange phosphorescent microparticles resulted in a higher settlement of O. annularis and O. faveolata when compared with other coatings (30.8 - 66.7 % higher). No significant differences were found in the number of larval settled when the water-repellence and the phosphorescence-based were evaluated independently. Post-settlement survival time on substrates was low, with a maximum of 34 days after settlement for O. annularis and 42 days for O. faveolata. Conclusions: In terms of the larval settlement, the combination of the coatings properties appears to play an essential role in the choice of microhabitat for both O. annularis and O. faveolata. But individually these properties did not generate an advantage in the larval settlement. Moreover, some chemical components associated with the coatings may be counterproductive to the survival of the polyps over time.

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.

Active restoration efforts in the Central Mexican Pacific as a strategy for coral reef recovery

Abstract Introduction: The 1997-98 El Niño event caused massive coral bleaching and mortality in the Central Mexican Pacific (CMP). Punta de Mita alone used to harbor more than 30 % of the coral coverage in this region, with a mono-specific Pocillopora coverage. The 1997-1998 ENSO event caused massive coral mortality reducing live coral coverage to < 5 %. Despite being considered a coral region unlikely to recover, recent restoration efforts have been implemented to rehabilitate the coral community. Objective: To assess coral recovery by analyzing the coral growth and survival rates of branching Pocillopora species at Punta de Mita. Methods: Healthy coral fragments of opportunity were re-attached to the natural substrata using zip ties and measured considering their growth in terms of maximum length and width (cm) to determine their annual extension rates. Results: After 50 weeks, corals duplicated their size, with a mean growth of ~ 4 cm year-1. After 100 weeks (2 years), corals triplicated their size, increasing on average 8-9 cm in each diameter. Conclusions: Successful coral reef restoration activities in the Central Mexican Pacific are the result of Pocillopora's physiological processes, such as fast growth rates, and recent life-history traits, like the ability to cope with thermal anomalies, which enable them to thrive in a dynamic region severely affected by natural and anthropogenic perturbations. Indeed, a region considered unlikely to recover has regained its live coral cover from < 5 % in 1998 up to 15 % in 20 years. This demonstrates the importance of assisting natural coral recovery with restoration efforts, especially in coral locations that, despite environmental perturbations, have proven to be resilient and may become coral refugia areas under the current climate change scenario.

Resumen Introducción: El evento El Niño de 1997-98 causó un blanqueamiento y mortalidad masiva de corales en el Pacífico Central Mexicano (CMP). Solo Punta de Mita albergaba más del 30 % de la cobertura coralina de esta región, con una cobertura monoespecífica de Pocillopora. El evento ENSO de 1997-1998 causó una mortalidad masiva de corales que redujo la cobertura de corales vivos a < 5 %. A pesar de ser considerada una región de coral con pocas probabilidades de recuperarse, se han implementado esfuerzos de restauración recientes para rehabilitar la comunidad coralina. Objetivo: Evaluar la recuperación de coral analizando el crecimiento coralino y las tasas de supervivencia de especies ramificadas de Pocillopora en Punta de Mita. Métodos: Fragmentos de oportunidad de coral sanos se volvieron a unir a los sustratos naturales usando bridas y se midieron considerando su crecimiento en términos de longitud y ancho máximos (cm) para determinar sus tasas de extensión anual. Resultados : Después de 50 semanas, los corales duplicaron su tamaño, con un crecimiento promedio de ~ 4 cm año-1. Después de 100 semanas (2 años), los corales triplicaron su tamaño, aumentando en promedio 8-9 cm en cada diámetro. Conclusiones: Las actividades exitosas de restauración de arrecifes de coral en el Pacífico Central Mexicano son el resultado de los procesos fisiológicos de Pocillopora, tales como tasas de crecimiento rápido, y rasgos de historia de vida reciente, como la capacidad de hacer frente a anomalías térmicas, que les permiten prosperar en una región dinámica severamente afectada por perturbaciones naturales y antropogénicas. De hecho, esta región que se consideraba poco probable que se recuperara, ha recuperado su cobertura de coral vivo de < 5 % en 1998 hasta 15 % en 20 años. Esto demuestra la importancia de ayudar a la recuperación natural de los corales con los esfuerzos de restauración, especialmente en las ubicaciones de corales que, a pesar de las perturbaciones ambientales, han demostrado ser resistentes y pueden convertirse en áreas de refugio de corales ante el escenario actual de cambio climático.

Ex situ culture of coral species Porites lobata (Scleractinia: Poritidae) and Pocillopora damicornis (Scleractinia: Pocilloporidae), Costa Rica: first assessment and implications

Abstract Introduction: Coral reefs worldwide decline has prompted coral restoration as a viable strategy to rewild vulnerable, foundational coral species. Stony corals are now propagated by thousands in both in-water and ex situ (land-based) coral nurseries, the latter being unexplored in Costa Rica, despite their potential benefits as a reef management tool. Objective: To analyze the viability of ex situ culturing of the Pacific reef-building corals Porites lobata and Pocillopora damicornis at Parque Marino del Pacífico (PMP), Puntarenas, Costa Rica, aquaculture facilities. Methods: From May to October 2018 a total of 180 coral fragments were kept in an aquaculture recirculated system. Survival, growth, and fragment yield in relation to culture medium (physicochemical parameters) were recorded. Results: Survival and growth rate varied between species and culture tanks. On average, surviving P. lobata fragments (68.89 %) placed in Tank 1 (T1) grew 216 %, while fragments placed in Tank 2 (T2) had a survival rate of 71.11 % and an increase of 277 % in live tissue area. P. damicornis fragments survival, basal and crown area percentage increase were: 71.11 %, 980 % and 366 % in T1, and 100 %, 976 % and 287 % in T2. Although fragments survival and growth were net positive, the yield in terms of culture was low, due to culture conditions in the tanks not meeting coral culture optimal requirements. Conclusions: Survival and growth of both species varied depending on the tank in which they were placed. Survival was similar to that found in other ex situ studies and growth was similar to those reported in the wild, however culture performance in terms of yield was low. Aquaculture systems at PMP constitute a good base for the cultivation of corals, however for the culture effort to achieve maximum yield, current systems must be optimized according to the requirements of the target coral species.

Resumen Introducción: El declive mundial de los arrecifes de coral, ha impulsado a la restauración coralina como una estrategia viable para recuperar especies de coral fundacionales, en estado vulnerable. Los corales pétreos se propagan por miles, tanto en viveros subacuáticos como ex situ (en tierra). Siendo el segundo método poco explorado en Costa Rica, a pesar de sus potenciales beneficios como medida como herramienta de manejo arrecifal. Objetivo: Analizar la viabilidad del cultivo ex situ de las especies de coral constructoras de arrecifes Porites lobata y Pocillopora damicornis en el módulo de acuicultura del Parque Marino del Pacífico (PMP), Puntarenas, Costa Rica. Métodos: Desde el 17 de mayo hasta el 17 de octubre de 2018, se mantuvieron un total de 180 fragmentos de coral en un sistema de recirculación de acuicultura. Se registraron la supervivencia, el crecimiento y el rendimiento de los fragmentos en relación con el medio de cultivo (parámetros fisicoquímicos). Resultados: La tasa de supervivencia y crecimiento varió entre especies y tanques de cultivo. En promedio, los fragmentos de P. lobata supervivientes (68.89 %) colocados en el tanque 1 (T1) crecieron un 216 %. En contraste con los fragmentos colocados en el tanque 2 (T2) que mostraron una tasa de supervivencia del 71.11 % y un aumento del 277 % en el área de tejido vivo. En el caso de P. damicornis, los porcentajes de supervivencia, de aumento del área basal y del área de la corona fueron: 71.11 %, 980 %, y 366 %, y 100 %, 976 %, y 287 % para los fragmentos colocados en T1 y T2, respectivamente. Aunque la supervivencia y el crecimiento de los fragmentos fueron positivos, el rendimiento en términos de cultivo fue bajo, debido a que las condiciones en los tanques no cumplían con las condiciones ideales para el cultivo de corales. Conclusiones: La supervivencia y el crecimiento de ambas especies variaron en función del tanque en el que se colocaron. La supervivencia fue similar a la observada en otros estudios ex situ y el crecimiento fue similar al reportado en la naturaleza, pero el rendimiento del cultivo fue bajo. Los sistemas de acuicultura del PMP constituyen una buena base para el cultivo de corales, sin embargo, para que el esfuerzo de cultivo alcance un máximo de rendimiento, los sistemas actuales deben optimizarse en función de los requisitos de las especies de coral objetivo.

Applying the SES Framework to coral reef restoration projects on the Pacific coast of Costa Rica

Abstract Introduction: Global and local stressors have led to rapid declines in coral reef health. The high rates of coral degradation have motivated restoration initiatives worldwide. Evaluation of these initiatives has provided valuable information regarding coral restoration techniques and limitations faced by projects. However, most of the literature is focused on evaluating metrics related to fragment survival rate and growth, leaving a gap in understanding how social aspects such as governance structure affect project outcomes. Objective: The present research applies the Social-Ecological Systems Framework to identify social and ecological factors contributing to the success of three coral reef restoration projects in Costa Rica. Methods: Data was gathered from 50 semi-structured interviews with project members, volunteers, tour operators, fishers, and related community and government organizations that were analyzed using the categories determined by the Social-Ecological Systems Framework. Results: Despite each case's specific ecological and governance characteristics, research results show that three main steps have contributed to project success. First, the importance of locals having a positive perception of coral reef and project benefits; second, the use of network structure to obtain adequate financial and human resources and third, the importance of compliance with a regulatory framework to create enabling environments for reef restoration. Conclusions: Results show no universal solutions for coral reef restoration projects. Project managers must understand the ecological and social context of the restoration site to boost the benefits that reef restoration projects can provide, such as an increase in local stewardship, income generation, and the creation of more resilient communities.

Resumen Introducción: Los factores de estrés globales y locales han llevado a una rápida disminución de la salud de los arrecifes de coral. Las altas tasas de degradación de los corales han motivado iniciativas de restauración en todo el mundo. La evaluación de estas iniciativas ha proporcionado información valiosa sobre las técnicas de restauración de coral y las limitaciones que enfrentan los proyectos. Sin embargo, la mayor parte de la literatura se centra en la evaluación de métricas relacionadas con la tasa de supervivencia y el crecimiento de fragmentos, lo que deja un vacío en la comprensión de cómo los aspectos sociales y estructura de gobernanza, afectan los resultados del proyecto. Objetivo: La presente investigación aplica el Marco Conceptual de Sistemas Socio-Ecológicos para identificar los factores sociales y ecológicos que contribuyen al éxito de tres proyectos de restauración de arrecifes de coral en Costa Rica. Métodos: Los datos se recopilaron a partir de 50 entrevistas semiestructuradas con miembros del proyecto, voluntarios, operadores turísticos, pescadores y organizaciones comunitarias y gubernamentales relacionadas que se analizaron utilizando las categorías determinadas por el Marco Conceptual de Sistemas Socio- Ecológicos. Results: A pesar de las características ecológicas y de gobernanza específicas de cada caso, los resultados de la investigación muestran que tres pasos principales han contribuido al éxito del proyecto. Primero, la importancia de que los locales tengan una percepción positiva de los arrecifes de coral y los beneficios del proyecto; segundo, el uso de la estructura de la red para obtener recursos financieros y humanos adecuados y tercero, la importancia del cumplimiento de un marco regulatorio para crear entornos propicios para la restauración de arrecifes. Conclusiones: A pesar de las características ecológicas y de gobernanza específicas de cada caso, los resultados de la investigación muestran que tres puntos principales han contribuido al éxito del proyecto. Primero, la importancia de que los locales tengan una percepción positiva de los arrecifes de coral y los beneficios del proyecto; segundo, el uso de la estructura de la red para obtener recursos financieros y humanos y tercero, la importancia del cumplimiento de un marco regulatorio para crear entornos propicios para la restauración de arrecifes.