Introducción

El declive global significativo en la abundancia de coral se ha producido en las últimas décadas debido a perturbaciones antropogénicas y ambientales, tales como el desarrollo costero, sedimentación, especies invasoras, tormentas, aumento de temperaturas, enfermedades, contaminación, sobrepesca y la eutrofización (^{Grimsditch & Salm, 2006}; ^{Hughes et al., 2003}). Una gran parte de la disminución registrada en la abundancia de coral en la región del Caribe es debido a la dramática pérdida de los corales del género Acropora spp. Las especies Acropora cervicornis y Acropora palmata fueron catalogados en el 2008, como en peligro crítico en la Lista Roja de Especies Amenazadas de la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza (UICN), ya que, desde finales de 1980, las poblaciones de estos corales se han reducido en un 80-90 % (^{Bruckner, 2002}).

La degradación de los arrecifes coralinos en el Caribe ha llevado al desarrollo de conceptos y técnicas para su rehabilitación y restauración (^{Pickering et al., 1999}). Diversas técnicas de restauración han sido probadas en todo el Caribe y en otras regiones del mundo. La metodología de ''jardinería de coral”, en la que las colonias de coral o fragmentos se cultivan en estructuras bajo el agua y luego se trasplantan a arrecifes degradados, se ha aplicado con éxito en diversas escalas (^{Rinkevich, 2000}; ^{Shafir et al., 2006}).

La especie más utilizada en esta práctica es Acropora cervicornis, debido a que ésta especie es propensa a la fragmentación, tienen una tasa de crecimiento rápida y muestran la habilidad de crecer en sustratos inestables (^{Bowden-Kerby, 2001}; ^{Johnson et al., 2011}; ^{Shafir et al., 2006}; ^{Young et al., 2012}). Además A. cervicornis sirve como un hábitat importante que provee refugio para peces y especies de invertebrados (^{Young et al., 2012}). Reportes de ^{Drury & Lirman (2017}), ^{O'Donnell et al. (2017}), ^{Opel et al. (2017}), y ^{Rinkevich (2014}) hablan del éxito de crecimiento de los corales en guarderías y de la restauración de las colonias de A. cervicornis, actividad que está ayudando a restaurar las comunidades de peces arrecifales que son de importancia alimenticia y económica para las comunidades costeras. En la zona de estudio, el esfuerzo por conservar los arrecifes permitirá aumentar el área de cobertura de esta especie de coral pétreo, formadora de arrecife y mantenedora de la cadena alimenticia natural del ecosistema, por tanto, el objetivo de este proyecto es evaluar la tasa de crecimiento de la especie A. cervicornis dentro de un jardín de corales, con el fin de restaurar zonas de arrecifes degradadas.

Materiales y métodos

El área de estudio se encuentra localizada en el distrito de Portobelo, provincia de Colón, República de Panamá. La provincia de Colón limita al norte con el Mar Caribe, al sur con las provincias de Panamá y Coclé, al este con la Comarca Guna Yala y al oeste con la provincia de Veraguas. El proyecto se llevó a cabo específicamente en el área conocida como Bahía de Huertas, cuyas coordenadas geográficas son 9º 33'40.414''N - 79º 41'4.67''W (Fig. 1). El estudio se llevó a cabo dentro del Parque Nacional Portobelo, creado en el año 1976 bajo el decreto 91 del 22 de diciembre, siendo el primer Parque Nacional del litoral del Caribe.

En total se construyeron cuatro estructuras para guarderías, que equivalen a dos unidades para el crecimiento de las colonias; dos estructuras son de tipo tendedero horizontal (Estructura C, Estructura D) y dos de tipo vivero fijo (Estructura A, Estructura B) (^{Johnson et al., 2011}). Cada una de estas guarderías tuvieron una separación al menos de dos metros entre ellas, con 20 fragmentos de Acropora cervicornis, cada una, dando un total de 80 fragmentos que se cultivaron. Para ambas metodologías, las estructuras fueron construidas con tubos de PVC, lo que le brinda mayor durabilidad a la estructura y reduce la interacción de los corales con los depredadores, así como el riesgo a adquirir enfermedades (^{Edwards, 2010}), ya que el material tiene un periodo de vida más largo que la de los metales, que son corroídos por el agua salada. Ambos tipos de estructuras se colocaron al este de la Bahía Huertas.

Fig. 1 Área de estudio. El punto rojo señala la localización de la guardería de coral en la zona de Bahía de Huertas y los puntos verdes las colonias en donde se extrajeron los fragmentos de coral (1. Pared de huertas, 2. Isla de Buenaventura). / Fig. 1. Study area. The red dot marks the location of the coral nursery in the Bahía de Huertas area and the green dots the colonies where coral fragments were extracted (1. Huertas wall, 2. Buenaventura Island). 

Descripción del tipo de estructura de viveros de coral

Tipo tendedero horizontal: consistió en una estructura de PVC de 1 ½”, con cuatro tubos de soporte del mismo material enclavados en el fondo arenoso y apoyadas a bloques de concretos (15.25 x 45.72 cm). Cada unidad midió en total 200 cm de largo x 110 cm de ancho, con forma de rectángulo, elevado sobre el fondo a 50 cm (Fig. 2). En su interior poseía cinco filas de hilo de nylon, que están separadas a una distancia de 40 cm, cada una de estas, sujetando de forma colgada cuatros fragmentos con separación de 27.5 cm (Fig. 2), para evitar que las corrientes empujen los corales y choquen unos con otros, como también minimizar los posibles efectos de contacto como lo son la abrasión y la re-fragmentación de los fragmentos.

Fig. 2 A. Estructura tipo tendedero y, B. estructura tipo fijo; para el cultivo de Acropora cervicornis. / Fig. 2. A. Clothesline type structure and, B. fixed type structure; for Acropora cervicornis farming. 

Tipo de vivero fijo: cada una de las estructuras midió en total 200 cm de largo x 110 cm de ancho, conformadas por cinco filas de tubos de PVC de 2” separadas 40 cm una de otra, además de una columna la cual conecta las filas de tubos para evitar que se puedan caer en ''efecto dominó”; están elevadas sobre el fondo a 50 cm y apoyadas a bloques de concreto. Cada fila posee cuatro agujeros con una distancia de 27.5 cm donde están insertadas piezas de tubos de PVC de 1 x –” en forma vertical que sostienen pequeñas bases de concreto en forma de pedestales en donde permanecen fijados los fragmentos de los corales, debido a que según ^{Edwards (2010}), es uno de los sustratos más económicos y viables para la fijación y supervivencia de corales duros con diferentes tipos de crecimiento en guarderías a media agua, además de ajustar los fragmentos mediante hilos de nylon para una mayor seguridad y estabilidad.

Los fragmentos se escogieron de dos zonas con características geomorfológicas diferentes; una colonia en la zona de Pared de Huertas a 400 m hasta las guarderías de coral, en donde el arrecife tiene forma de canal y otra en la zona de Buenaventura a tres kilómetros de las guarderías de coral, en donde la colonia se encontró al borde de una pared arrecifal. En ambas zonas se tomó en cuenta que fueran colonias saludables en el ambiente natural con características como lo abundancia, tamaño, color y grosor, además de la condición de tejido adecuada, la ausencia de blanqueamiento y la ausencia de competidores como algas, esponjas, corales o mileporidos (^{Zárate-Arévalo et al., 2019}), sin embargo, el factor de los diferentes genotipos no se pudo tomar en cuenta a profundidad en este estudio por la falta de tiempo y de materiales.

Cada fragmento se etiquetó con una marca de plástico, con el número de individuo y de igual manera cada estructura estuvo marcada con un número específico para facilitar la colecta de los datos y el análisis de estos. La toma de datos sobre el crecimiento se realizó 17 días luego de la colocación de los fragmentos de coral en las estructuras, posteriormente cada 15 días se procedió con el mantenimiento de las mismas, siguiendo el protocolo descrito por ^{Edwards & Gómez (2007}) donde mencionan que, en el esfuerzo y la inversión económica de la restauración coralina, las limpiezas periódicas funcionan como estrategia para maximizar las probabilidades de supervivencia de los fragmentos. El kit de limpieza consistía en cepillos de hebras gruesas para los tubos de PVC y cepillos de dientes para los fragmentos, removiendo algas, invertebrados pequeños, organismos coralívoros y sedimento acumulado, que deterioran la calidad del agua circundante o afectan el tejido vivo de los fragmentos de coral (^{Shafir et al., 2006}).

Para la toma de datos de crecimiento y ramificación de los fragmentos se siguió el método implementado por ^{Johnson et al. (2011}) que permite realizar una sumatoria total de tejido vivo por cada fragmento. Esta consistió en la toma de medidas del crecimiento lineal, la cual es la medida de la rama principal del fragmento y la extensión del tejido, medida de las ramificaciones que se generan a partir de la rama principal del fragmento, cada uno enumerado con etiquetas plásticas desde el inicio del estudio.

Resultados

Se sembraron un total de 80 fragmentos de coral, lo que representa un estimado de 9.71 m de coral en Bahía Huertas. Posterior a los nueve meses de estudio se estimó un total de 15.3 m de coral totalmente nuevo (1 525.6 cm) (Fig. 3). De los 80 fragmentos en las estructuras, 18 presentaron palidez o blanqueamiento, lo que conllevo posteriormente a un sobrecrecimiento de algas y muerte de estos. Cabe resaltar que ocho de estos fragmentos fueron tomados del arrecife de la zona de Pared de Huertas, los otros 10 pertenecían a la zona de Buenaventura.

Fig. 3 Crecimiento lineal total de fragmentos de A. cervicornis en ambos tipos de estructuras durante los meses de mayo hasta diciembre del año 2021. Las estructuras A y B son del tipo fijo, mientras que las estructuras C y D son del tipo tendedero. En el cuadro de los meses de muestreo se representa la sumatoria del crecimiento lineal de dicha salida. / Fig. 3. Total linear growth of A. cervicornis fragments in both types of structures from May to December 2021. Structures A and B are of the fixed type, while structures C and D are of the clothesline type. The table of the sampling months shows the sum of the linear growth of this output. 

Todos estos fragmentos con palidez y sobrecrecimiento algal se encontraban ubicados en las estructuras de tipo fijo. En comparación con la estructura de tipo tendedero, en donde no se presentó pérdida de ningún fragmento de coral con palidez o sobrecrecimiento de algas. Independientemente del tipo de estructura, la presencia de palidez y sobrecrecimiento algal que lleva consigo al blanqueamiento de los fragmentos de coral, representó un 14 % de todos los fragmentos sembrados.

Los fragmentos de la estructura de tipo tendedero tuvieron un crecimiento constante, ascendiente y muy diferencial a lo largo de los meses en comparación con los fragmentos de tipo fijo. Cabe resaltar que de los 15.3 m de coral totalmente nuevo que se desarrolló dentro de las estructuras con el pasar del tiempo, tan solo el 4.6 % pertenecían a los fragmentos de la estructura tipo fijo, mientras que el 95.4 % pertenecían a la estructura tipo tendedero.

El promedio de crecimiento de los fragmentos de A. cervicornis en la estructura tipo fijo A fue de fue 2.73 cm y B fue de 2.92 cm por mes, mientras que el tipo tendedero C tuvo un promedio de 5.67 cm y en el D con 5.73 cm por mes (Fig. 4). En cuanto al tamaño promedio de los fragmentos de coral al final del estudio obtuvimos que la estructura tipo fijo A alcanzó 25.2 cm y la B 28.0 cm, mientras que en la estructura tipo tendedero A fue de 48.2 cm y la de tipo B 50.2 cm, casi duplicando la efectividad de crecimiento en comparación con la de tipo fijo.

Fig. 4 Promedio de crecimiento de los fragmentos de A. cervicornis de cada estructura por salida de campo. / Fig. 4. Average growth of A. cervicornis fragments of each structure per field trip. 

Discusión

Naturalmente el coral tiene un crecimiento promedio rápido si las condiciones de temperatura, salinidad y pH son las más adecuadas como el estudio realizado por ^{Zárate et al. (2019}) en Colombia, donde el mayor crecimiento de fragmentos en promedio fue de 13 cm, muy similar a lo que presenta por un fragmento de coral proveniente de Pared de Huertas, en la estructura tipo tendedero donde el promedio de crecimiento fue de 12.1 cm cada 15 días. En los fragmentos de coral provenientes del arrecife de Buenaventura se encontraron algas incrustantes del género Porolithon la cual se creen o se supone están asociadas de una manera simbiótica al A. cervicornis y se mantuvieron con los fragmentos durante el transporte desde su lugar de origen hacia las estructuras, provocando una posterior afectación en algunos fragmentos de coral. Esta observación encontrada, se compara con lo mencionado por ^{Rinkevich (2000}), quien sostuvo que el crecimiento no depende únicamente de cambios en el ambiente, sino también de características genéticas, por lo que en un futuro deben hacerse un estudio con más enfoque en el área genética y morfológica de estos fragmentos, además de un estudio en el volumen ecológico, puesto que ofrece mayor información sobre las colonias.

En la zona de estudio se determinaron siete parámetros fisicoquímicos que nos permiten conocer el estado de la columna de agua en donde se colocaron las estructuras de estudio. Dentro de los factores fisicoquímicos no se obtuvieron cambios drásticos en la columna de agua, teniendo un mínimo de 28.3 °C y un máximo de 30.1 °C de temperatura, casi al límite de su rango óptimo de crecimiento (cabe destacar que se tomaron dichos datos solamente en horas de la mañana), una salinidad entre 32 y 35 ppm, y un oxígeno disuelto entre 6.1 y 8.1 mg/l rango que concuerda con el estudio realizado por ^{Herlan & Lirman (2008}), donde se encuentra entre los 6 a 9 mg/l, considerándose adecuado para el desarrollo de los arrecifes de coral. La temperatura promedio concuerda con los datos obtenidos según las fichas de especies prioritarias (^{Comisión Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad (CONABIO), 2011}).

Cabe destacar que el mayor promedio de crecimiento durante los siete meses de estudio que alcanzó un fragmento durante el estudio fue de 13.6 cm en la estructura de tipo tendedero solamente en el mes de octubre, lo que probablemente esté relacionado con la conductividad y los totales de sólidos disueltos en dicha columna de agua durante los meses de octubre y noviembre con valores de conductividad de 60.1 mS/cm y de sólidos totales disueltos de 35.08 g/l. Se piensa que dicha cantidad de nutrientes y el comportamiento de la conductividad en este mes fueron los más óptimos para el desarrollo en el crecimiento de los fragmentos de coral.

Las aguas del Mar Caribe dependen de parámetros oceanográficos en donde existen múltiples interacciones entre ellos, sin embargo, los más influyentes para el desarrollo de los corales fueron la salinidad, la temperatura y el oxígeno disuelto, por lo que se hizo énfasis en estos factores. Se destaca que la calidad de rayos UVR influye en el crecimiento de los corales (parámetro que no fue medido en este estudio) y que solo fue observado mediante los cambios de clima en la zona (precipitación, tormentas, nubosidad) (^{Torres et al., 2007}).

Comparación de la viabilidad entre las estructuras: Para comparar la viabilidad de las estructuras estudiadas se consideraron diferentes parámetros los cuales son: la depredación, el bajo costo y fácil acceso de configuración, la tasa de crecimiento, la acumulación de algas, su mantenimiento, su durabilidad con el pasar del tiempo. Tomando en consideración estos parámetros podemos mencionar que, desde el punto de vista económico, la estructura tipo tendedero resultó ser la más viable en comparación a la estructura de tipo fijo, ya que se necesitaron menos materiales para su construcción y su posterior mantenimiento, concordando con el manual de ^{Johnson et al. (2011}) donde se plantea la viabilidad más presente en las estructuras de tipo tendedero por su bajo costo y acceso a los materiales.

Desde el punto de vista técnico o de manejo de las estructuras, la estructura de tipo fijo resultó ser un poco más cómoda a la hora de realizar la limpieza a los fragmentos, ya que, al tener un sustrato fijo, la manipulación al fragmento era más sencilla en comparación con la del tipo tendedero, se debía tener en cuenta que estos fragmentos estaban suspendidos a un hilo de nylon el cual puede cortar, si no se tiene el cuidado adecuado. Sin embargo, en la estructura de tipo tendedero observamos menos sobrecrecimiento algal que en la de tipo fijo, esto puede deberse a lo mencionado por ^{Quinn & Kojis (2006}) que en la estructura de tendedero utilizaba menos cantidad de PVC y ofrece un área mínima para la colonización algal. Las líneas de nylon que sostenían los fragmentos no daban tanto margen para que las algas pudieran asentarse sobre estas; en cambio en la estructura tipo se podía notar como el alga se esparcía alrededor de las bases de concreto en donde se colocaban los fragmentos de coral y necesitaban de un mantenimiento más constante. Además de eso, desde el punto de vista de la funcionabilidad de las estructuras, que es la de crecimiento de los fragmentos, la estructura tipo tendedero resultó ser la que mejor manejaba esta función, esta adquirió un promedio de crecimiento de 5.7 cm de tejido nuevo por salida y donde se obtuvo un porcentaje de supervivencia del 100 %, en comparación con la estructura de tipo fijo, que fue de 2.8 cm de tejido nuevo por salida y tuvo un porcentaje de supervivencia del 55 %, representando una similitud a las observaciones obtenidos por ^{Zárate-Arévalo et al. (2019}) con sus estructuras flotantes con hilos de nylon, las cuales representan un incremento de manera significativa en la sobrevivencia y el crecimiento de los fragmentos, reduciendo la mortalidad ocasionada por la competencia de espacio y la depredación y/o colonización de organismos epibiontes.

En relación con la viabilidad económica de cada estructura, las de tipo tendedero fueron más accesibles al igual que las estructuras de ^{Zárate-Arévalo et al. (2019}). Cabe señalar que ambas estructuras utilizadas para este estudio fueron modificadas y no son originales de los autores mencionados anteriormente, aun así, no hubo tanta diferencia en comparación con la estructura de tipo fijo con respecto a los materiales que se necesitaban para su construcción y mantenimiento, ya que, además de conseguir estos materiales, también estaba el tema de la adhesión de los fragmentos a las estructuras, utilizando la mezcla del cemento hidráulico con sus respectivos materiales.

Declaración de ética: los autores declaran que todos están de acuerdo con esta publicación y que han hecho aportes que justifican su autoría; que no hay conflicto de interés de ningún tipo; y que han cumplido con todos los requisitos y procedimientos éticos y legales pertinentes. Todas las fuentes de financiamiento se detallan plena y claramente en la sección de agradecimientos. El respectivo documento legal firmado se encuentra en los archivos de la revista.