CENTRO DE INVESTIGACIONES MARINAS UNIVERSIDAD DE LA HABANA

Transcripción

1 CENTRO DE INVESTIGACIONES MARINAS UNIVERSIDAD DE LA HABANA Estrategia reproductiva de la tortuga verde, Chelonia mydas, (Testudines, Cheloniidae) y su impacto en la estructura genética de áreas de anidación del occidente del archipiélago cubano Tesis presentada en opción al grado científico de Doctor en Ciencias Biológicas. Autora: M.C. Julia Azanza Ricardo Tutores: Dra. Georgina Espinosa López (Fac. Biología) Dra. María Elena Ibarra Martín (CIM) Dr. Ken Oyama Nakagawa (CIECO, UNAM) Asesores: Dr. Gaspar González Sansón (CIM) Dr. F. Alberto Abreu Grobois (ICMYL, UNAM) Dr. Omar Chassin Noria (Univ. Michoacana) La Habana 2009

2 CENTRO DE INVESTIGACIONES MARINAS UNIVERSIDAD DE LA HABANA Estrategia reproductiva de la tortuga verde, Chelonia mydas, (Testudines, Cheloniidae) y su impacto en la estructura genética de áreas de anidación del occidente del archipiélago cubano Tesis presentada en opción al grado científico de Doctor en Ciencias Biológicas. Autora: M.C. Julia Azanza Ricardo Tutores: Dra. Georgina Espinosa López (Fac. Biología) Dra. María Elena Ibarra Martín (CIM) Dr. Ken Oyama Nakagawa (CIECO, UNAM) Asesores: Dr. Gaspar González Sansón (CIM) Dr. F. Alberto Abreu Grobois (ICMYL, UNAM) Dr. Omar Chassin Noria (Univ. Michoacana) La Habana 2009 Registro de la Propiedad Intelectual No

3 A mi mayor tesoro: mi familia

4 AGRADECIMIENTOS A la Dra. María Elena Ibarra, mi guía y fuente de inspiración, por plantar en mí la semilla de la conservación de las tortugas marinas. A la Dra. Georgina Espinosa, mi tutora por tantos años, por enseñarme y mantener mi interés en el maravilloso mundo de la genética. Al Dr. Gaspar González, por prender la chispa, por su sabiduría y valiosa contribución al desarrollo de esta tesis y a Consuelo, siempre estimulando mi trabajo. A los 1585 participantes en el Proyecto Universitario para el estudio y conservación de las tortugas marinas en Cuba, muchas gracias por su esfuerzo, por soportar tantas noches de jejenes para poder reunir 11 años de valiosa información. A los doctores Ken Oyama Nakagawa, Alberto Abreu Grobois y Omar Chassin Noria, por asesorarme y abrirme las puertas de sus laboratorios y de su conocimiento. A los doctores Vicente Berovides y Dennis Dennis, por el tiempo dedicado a revisar exhaustivamente este extenso documento y por sus valiosas correcciones. Al consejo científico del CIM, particularmente a los doctores Erik García y Aymée Robainas, por sus sugerencias para el perfeccionamiento del documento de tesis. A Fernando Bretos, David Guggenheim, Karen Eckert y Marydelle Donelly, por apoyar las investigaciones del Proyecto Universitario a lo largo de estos años. Al Programa de Doctorado UNAM-UH y a la TWAS por su apoyo financiero para las estancias de investigación que realicé en México. A mi madre, que siempre le da a mis trabajos un toque personal, por su eterna preocupación por los despistes de su hija, por su amor, por su educación, por estar siempre presente. A mi hermana, por todo lo que tiene que sufrir conmigo, por su paciencia y su cariño. A mi padre, que siempre está listo para correr cuando lo necesito, gracias también por su paciencia y por todo su apoyo.

5 A Luis Omar, Paparry, por su compañía y apoyo durante estos tres años, especialmente durante el fatigante trabajo de campo. A Victor, Doña Lolis, Ingrid y María de los Ángeles por su apoyo invaluable durante las largas horas de trabajo en el laboratorio. Al doctor Mario Oliva, por su preocupación y horas dedicadas a hacer posible mi estancia en México. Al Doctor Félix Moncada, Erick Escobar y Gonzalo Nodarse por encaminarme en el estudio de las tortugas marinas. A Gonzalo Nodarse, Yosvani Medina, Ariel Ruiz, Niurka y Damir Hernández por la colecta de parte de las muestras analizadas en esta tesis. A Yeleine, Ríos, César, Dámaso y Laimy, mis dedicados estudiantes, que aportaron tanto a los resultados que se presentan hoy. A Daylín, Iván, Yarelys y Yosvani, que en su momento también contribuyeron al estudio de las tortugas marinas de Guanahacabibes. A René y a Ramiro por su contribución material para poder imprimir y encuadernar la tesis. A Sergio Romero, por su amistad y por su ayuda con la tesis. A Yamilé, Patricia y Tanita, por sus consejos y su amistad. A Yuriem, Melba y Elaine, por sus sonrisas. Al resto de mi familia por su preocupación constante sobre mis avances (Naty, Tere, Tulio, abuela Ñeñe, mis tíos Ada, Roberto y Blanquita y mis primos Yami y Reinier). A los que alumbraron mi camino. A los que me han ayudado de una forma o de otra a culminar este trabajo. A todos, Muchas gracias de corazón

6 INDICE pág. INTRODUCCIÓN REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA Clasificación taxonómica Descripción de la especie Distribución, estado de conservación y peligros actuales Estrategia reproductiva Ciclos de reproducción Migración Emergencias Rendimiento reproductivo Etología de la anidación Marcación Factores que influyen en el éxito reproductivo de tortugas marinas Características de las playas de anidación Mareas La Luna Ciclones Temperatura Humedad Precipitaciones Marcadores genéticos en estudios poblacionales El ADN mitocondrial. Usos y limitaciones Uso de loci microsatélites Definición de las unidades para el manejo MATERIALES Y MÉTODOS Área de estudio Obtención de datos ecológicos Caracterización morfométrica de las hembras Conducta y éxito reproductivo Factores abióticos Análisis de los datos ecológicos Obtención del material biológico para los estudios genéticos Procesamiento de las muestras Extracción del ADN total Amplificación del ADN mediante la técnica del P.C.R...37

7 2.6. Detección de la presencia de ADN total, productos de P.C.R. y sus alelos Electroforesis en geles de agarosa Secuenciación y alineamiento del ADNmt Secuenciación y determinación de los alelos en loci microsatélite Análisis de los datos genéticos Diversidad genética Equilibrio de Hardy-Weinberg y desequilibrio de ligamiento Diferenciación y flujo génico Neutralidad Tamaño poblacional RESULTADOS Estrategia reproductiva de C. mydas y factores que la afectan Influencia del ambiente en la selección del sitio de anidación Efecto de los eventos meteorológicos en la anidación Estacionalidad de las anidaciones Anual Durante la temporada reproductiva Durante la noche Características de las hembras anidadadoras Fidelidad de la anidación Características genéticas de las poblaciones Diferenciación genética Tamaño efectivo de las poblaciones DISCUSIÓN Selección de las playas de anidación Estacionalidad Características de las hembras anidadoras Consecuencias de la filopatría y fidelidad al sitio de anidación en la estructuración genética de las poblaciones Tamaño efectivo de las poblaciones Definición de las unidades de conservación CONCLUSIONES RECOMENDACIONES REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ANEXOS AUTOBIOGRAFÍA...132

8 SÍNTESIS La tortuga verde (C. mydas) se caracteriza por una elevada fidelidad al sitio de anidación. Si los factores ambientales influyen en la estrategia reproductiva de las hembras de C. mydas su efecto determinará la existencia de diferencias genéticas entre áreas de anidación a escala microgeográfica y el tamaño de las colonias de anidación. Por este motivo en el presente trabajo se determina el impacto de factores ambientales en la estrategia reproductiva de las hembras de C. mydas que anidan en el suroccidente de Cuba y determinar la estructura genética y tamaño efectivo de las colonias de anidación para definir unidades de manejo adecuadas para la región. Los resultados obtenidos demuestran que las playas con mayores niveles de anidación fueron las de grano grueso, alta energía, con una pendiente cercana a los 6 o, con presencia de una línea de vegetación secundaria de Trinax radiata y que no presentan barrera de arrecifes que limiten el acceso de las hembras. La temporada de reproductiva de las hembras de C. mydas que anidan en Guanahacabibes está determinada por una temperatura atmosférica óptima entre 27,5 y 28,5 o C. La temperatura también ha determinado una mayor producción de hembras en los nidos. Las salidas de las hembras a las playas se produce principalmente en presencia de la luna y aprovechando el efecto transportador del llenante de la marea. Los ciclones afectan considerablemente la supervivencia de los nidos y, por ende, la producción de crías de C. mydas y la estrategia reproductiva de las hembras anidadoras al alterar las características de las playas. El ciclo reproductivo de las tortugas verdes está relacionado con la frecuencia de remigración de las hembras, sin embargo, los intervalos de remigración varían en función del ambiente y la capacidad reproductiva de la hembra más que por su genotipo por lo cual no se observan diferencias genéticas a lo largo de los años analizados. Las diferencias detectadas entre años la composición de marcas físicas es el resultado del reclutamiento de nuevas hembras y el efecto de la remigración. Las áreas de anidación de Guanahacabibes se diferencian en su composición de marcas físicas. Desde el punto de vista genético también se detecta esta diferenciación dentro de Guanahacabibes y, a mayor escala, entre las colonias de anidación del suroccidente de Cuba. La distribución geográfica particular de las colonias de anidación del suroccidente de Cuba en función de los patrones de corrientes y su accesibilidad, unida a las características de las playas, contribuyen a esta diferenciación y el elevado endemismo haplotípico encontrado. Las estimaciones del tamaño efectivo de las poblaciones mediante los marcadores moleculares, al igual que los censos, indican tamaños poblacionales pequeños, con la excepción de Cayo Largo, lo cual se ajusta a lo esperado en poblaciones que han sufrido una contracción crítica de su tamaño histórico comprobado con los dos marcadores moleculares. No obstante, las actuales tendencias de la anidación, al menos en Guanahacabibes, indican una gradual recuperación de las poblaciones.

9 1 INTRODUCCIÓN A pesar de su comportamiento migratorio y las potencialidades para la mezcla de poblaciones, la tortuga verde (C. mydas) muestra elevados niveles de separación genética a nivel del ADNmt en un conglomerado de sitios de anidación. Dos características significativas de su ciclo de vida contribuyen a ello: la fidelidad al sitio de anidación y la filopatría. La combinación de estos rasgos da lugar a la localización del mismo agregado genético de hembras de una generación a la siguiente (Reece et al., 2005). La identificación de unidades de manejo es fundamental para entender la dinámica de crecimiento poblacional, la dinámica poblacional y los cambios microevolutivos. Sin embargo, su identificación implica grandes retos. Los agregados reproductivos de tortugas marinas suelen agrupar varias colonias dentro de una región mientras que las áreas de alimentación y desarrollo comprenden mezclas de tortugas de diferentes agregados genéticamente diferentes (Chaloupka y Musick, 1997). Ahora es posible distinguir unidades de manejo en los hábitat de reproducción, forrajeo y desarrollo usando programas de marcación-recaptura que combinen marcadores genéticos específicos para cada agregado con la marcación física de los individuos (Velez et al., 2008; Bolker et al., 2007; Bass et al., 2006; Moncada et al., 2006). En algunas instancias aún la marcación de unas pocas tortugas, particularmente en playas de anidación donde nunca se han realizado, puede proporcionar conocimiento valioso sobre las migraciones, localización de zonas de alimentación y tamaño poblacional (Balaz, 2000). No obstante, los programas de manejo para especies amenazadas y para poblaciones ecológica o comercialmente importantes deberían incluir el seguimiento genético (por ejemplo el seguimiento del tamaño efectivo y los cambios genéticos). El seguimiento genético es necesario debido a que los cuellos de botella en las poblaciones pueden ocurrir sin ser detectados por el enfoque de seguimiento demográfico tradicional, tal como el de capturarecaptura (Allendorf y Luikart, 2007). El tamaño efectivo de la población también incide en la estructura poblacional. En todos los modelos evolutivos considerados hasta el momento, el tamaño efectivo de la población se considera constante, sin embargo, en las poblaciones naturales este tamaño varía. De hecho, es importante la detección de los llamados cuellos de botella en poblaciones de especies amenazadas porque estos pueden conducir a la extinción de la población (Luikart et al., 1998).

10 INTRODUCCIÓN 2 La biodiversidad marina puede verse desde una perspectiva genética al enfocarse en la distribución de las variantes genéticas encontradas a nivel de población. La distribución de los linajes genéticos resultan de la combinación de la conducta de migración y la dispersión, historia del paisaje y flujo genético. Varios estudios de esta naturaleza en tortugas marinas han provisto nuevos enfoques en la conducta migratoria, instintos de fidelidad al lugar de nacimiento y fronteras de las poblaciones con las implicaciones resultantes en el manejo (FitzSimmons et al., 2008). Por su extensión dentro de la región del Caribe, el archipiélago cubano contiene una gran variedad de hábitats para la reproducción y la alimentación de diferentes especies de tortugas marinas (Moncada y Nodarse, 1983), entre ellas C. mydas, la tortuga verde. No obstante, poco se ha publicado en la literatura internacional acerca de las poblaciones cubanas de esta especie. En esta región se manifiesta un intercambio o superposición entre diferentes poblaciones pertenecientes a Centroamérica y el Gran Caribe, tanto en subadultos como en adultos. Específicamente se observan tres comportamientos: 1. Las que se alimentan en la plataforma y posteriormente migran para efectuar la anidación en otras regiones; 2. Las que migran de la plataforma para alimentarse en otras zonas y 3. Las que vienen de otras zonas a anidar en la plataforma cubana (Moncada, 1998). Reportes anteriores afirman que en la costa sur del archipiélago de Cuba se concentra la mayor parte de la anidación de C. mydas y que constituye la más importante de Las Antillas (Cardona y de la Rúa, 1972). Posteriormente, Moncada y Nodarse (1983) señalan sitios de la costa sur como: Cayo Largo del Sur; Playa Larga y Rincón Francés en la Isla de la Juventud; Cabo Corrientes, Cachiboca, Cayo Grande, Cinco Balas y Cayo Caguama en los Jardines de la Reina. La unidad geográfica que constituye la plataforma sur del archipiélago cubano, con extensas praderas de pastos marinos que se consideran la fuente principal de alimento para la tortuga verde, hace preguntarse sobre las conexiones que pueden existir entre las colonias de anidación de esta especie que existen en el área. Es esta región una unidad de manejo, o debe tratarse cada colonia de manera diferencial en el manejo de la especie? Por otra parte es importante conocer el comportamiento reproductivo de las colonias cubanas y los factores que lo afectan para poder adecuar el manejo de la especie en función de sus características. En particular, la Península de Guanahacabibes (de la provincia de Pinar del Río) declarada en 1987 por la UNESCO como Reserva de la Biosfera (Herrera, 2001) y que en febrero del

11 INTRODUCCIÓN 3 año 2001 adquiere la categoría de Parque Nacional Marino-Costero dentro del Sistema Nacional de Áreas Protegidas (por Decreto-Ley del Consejo de Estado), constituye un área de interés para cualquier estudio de conservación. Localizada en la región occidental del archipiélago cubano y con un total de 1,015 km 2, presenta una gran diversidad en su flora y fauna, incluidas las tortugas marinas que anidan en sus playas. En esta región, desde 1998, el Centro de Investigaciones Marinas y la Facultad de Biología de la Universidad de La Habana desarrollan el Proyecto Universitario de Estudio y Conservación de las Tortugas Marinas en Cuba. Con este Proyecto se han recopilado datos acerca de la ecología de C. mydas, la principal especie anidadora en la zona (Ibarra et al., 1999, 2000 y 2002), además de los primeros estudios genéticos de la especie C. mydas realizados en nuestro país (Espinosa et al., 1999). El seguimiento intensivo realizado en esta región en particular ofrece las herramientas necesarias para caracterizar desde el punto de vista ecológico y genético una colonia de anidación. Qué características determinan la preferencia de las tortugas verdes por un área en particular?, cuál es la variación en la anidación a lo largo del tiempo?, cuál es la conducta de la hembra durante la temporada de anidación?, cuál es el grado de fidelidad a un sitio en particular de anidación? Estas, entre otras interrogantes, pueden responderse mediante estudios de esta naturaleza. A partir de las inquietudes que aún existen acerca de la biología reproductiva de una especie amenazada como la tortuga verde, sobre todo por el valor que tienen para su conservación las colonias de anidación del suroccidente cubano en cuanto a su diversidad genética y tamaño efectivo, se proponen la siguiente hipótesis y objetivos de trabajo. HIPÓTESIS La estrategia reproductiva de las hembras de Chelonia mydas que anidan en el suroccidente de Cuba, influida por las características particulares del ambiente físico y biótico, determina el tamaño de las colonias y la existencia de diferencias genéticas entre áreas de anidación a escala microgeográfica. Objetivo general: Determinar la influencia de factores ambientales en la estrategia reproductiva de las hembras de C. mydas que anidan en el suroccidente de Cuba y su impacto en la estructura genética y tamaño efectivo de las colonias de anidación.

12 INTRODUCCIÓN 4 Objetivos específicos: 1.-Determinar la influencia de factores bióticos y abióticos en la estrategia reproductiva de las hembras de C. mydas que anidan en el suroccidente de Cuba. 2.-Analizar las variaciones espaciales y temporales en la estrategia reproductiva de C. mydas y evaluar su efecto en la estructura genética de las principales colonias del suroccidente de Cuba. 3.-Evaluar el grado de filopatría y fidelidad al sitio de anidación a diferentes escalas geográficas dentro del suroccidente de Cuba y su efecto en los niveles de diferenciación genética. 4.-Estimar el tamaño efectivo en las principales colonias de anidación de C. mydas del suroccidente de Cuba. Novedad científica: Por primera vez para el área de Guanahacabibes se relaciona el efecto de factores bióticos y abióticos en la anidación y éxito reproductivo de tortugas marinas y se asocian las características geomorfológicas de las playas con los niveles de anidación. Por primera vez para la Ciencia se determina el impacto de ciclones en la selección y fidelidad al sitio de anidación de C. mydas. Por primera vez para la Ciencia se determina en C. mydas la fidelidad al sitio de anidación dentro de una misma playa y se prueba una diferenciación genética entre colonias a escala microgeográfica (menos de 30 km) con ADNmt y microsatélites. Por primera vez para la Ciencia se caracteriza la estructura poblacional de colonias de anidación cubanas de C. mydas a partir de un fragmento de 746pb de la región no codificadora del ADNmt y empleando nueve marcadores microsatélites, de ellos OR1, OR2, OR3 y OR8 son utilizados por primera vez para estudios poblacionales en esta especie. Importancia teórica: - Se caracteriza la estrategia reproductiva de C. mydas en la región occidental de Cuba y la influencia de factores bióticos y abióticos en ella. - Se demuestra, a escala microgeográfica, la existencia de diferencias genéticas entre las poblaciones de anidación del suroccidente de Cuba, que, unidas a la distribución de las

13 INTRODUCCIÓN 5 hembras marcadas, prueban los elevados niveles de filopatría y fidelidad al sitio de anidación de las hembras de C. mydas. - Se aporta información sobre la complejidad de los ciclos reproductivos de C. mydas a partir de la comparación del comportamiento temporal de la anidación y la remigración con el análisis genético temporal. Importancia práctica: La valoración de los niveles de anidación y el éxito reproductivo de las playas de la Península de Guanahacabibes contribuyen a evaluar el estado de conservación de la especie C. mydas. La caracterización de la conducta de anidación y su respuesta ante los cambios del ambiente ayudarán a dirigir los esfuerzos de conservación hacia el logro de las mejores condiciones para el éxito reproductivo de la especie. Las unidades geográficas que conforman las principales colonias de anidación de C. mydas del archipiélago cubano, definidas a partir de la marcación física y molecular, constituyen una información clave para definir las unidades de manejo dentro y fuera del archipiélago cubano. Los resultados presentados en esta tesis forman parte de cinco artículos científicos publicados en revistas arbitradas (Revista de Investigaciones Marinas (2006 y 2003), Marine Turtle Newsletter, (2002) Revista Cubana de Química (2004), un capítulo del libro Investigaciones Interdisciplinarias y Manejo de Áreas Costeras en el Gran Caribe (2002) y 11 Informes de Trabajo del Proyecto Universitario para el estudio y conservación de las tortugas marinas en Cuba. También han sido presentados en 25 eventos científicos y una parte han sido premiados en dos ocasiones como el Premio de la Universidad de La Habana al resultado científico que más ha contribuido a la Conservación del Medio Ambiente en Cuba (2005 y 2000). Este documento está conformado por 102 páginas, distribuidas en introducción, revisión bibliográfica, materiales y métodos, resultados, discusión, conclusiones y recomendaciones. El documento consta además de los acápites índice, síntesis, referencias bibliográficas (322) y anexos.

14 6 1. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA Clasificación taxonómica. Si bien en épocas pretéritas las tortugas marinas fueron muy abundantes y diversas, representadas por un gran número de géneros (Márquez, 1996), en la actualidad permanecen sólo siete especies agrupadas en seis géneros y dos familias. Las especies modernas de tortugas marinas forman un grupo monofilético del suborden Cryptodira. (Eckert, et al., 2000). A continuación se muestra la ubicación taxonómica de la especie. Phylum Vertebrata Clase Reptilia Subclase Anapsida Orden Testudinata Familia Cheloniidae Tribu Chelonini Especie C. mydas (Linnaeus, 1758) Subespecie C. mydas mydas (Márquez, 1990) 1.2. Descripción de la especie. Como otros quelonios, C. mydas presenta adaptaciones para la vida en un medio acuático. Posee un caparazón aplanado de color variable, que está cubierto por placas óseas cuneiformes. Las partes que conforman las extremidades se encuentran fusionadas en forma de aletas. Las delanteras la utilizan para impulsarse, mientras las traseras le sirven como timón y para maniobrar dentro del agua. Ello le permite mantener velocidades de 30 y 40 km/h en distancias limitadas (Limpus et al., 1992). Posee una glándula lacrimal de sal encargada del mantenimiento del balance iónico-acuífero (Marshall y Cooper, 1988). El tamaño y la forma del cuerpo tienen implicaciones fisiológicas, evolutivas y ecológicas para las tortugas marinas. Van Buskirk y Crowder (1994), y Van Dam y Diez (1998) plantean que las medidas corporales de la tortuga están correlacionadas con muchos aspectos reproductivos y con otras propiedades como la temperatura del cuerpo, el rango metabólico, la pérdida de agua por evaporación y otras Distribución, estado de conservación y peligros actuales. C. mydas es una especie de distribución circunglobal, que puede encontrarse en todos los mares tropicales y en menor grado en aguas subtropicales, en las plataformas continentales y cerca de las islas. Es rara en aguas templadas (Pritchard y Montimer, 1999). Sus límites geográficos quedan dentro de la isoterma de 20 C y sus cambios de

15 REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA 7 distribución (migraciones) respetan esta frontera durante las diferentes estaciones del año (Márquez, 1996) aunque, según Hirth (1997) y Pritchard (1996), ha sido vista entre los 40 Latitud Norte y los 40 Latitud Sur. En cuanto a Cuba, se considera que en la costa sur del archipiélago se concentra la mayor parte de la anidación de C. mydas y a su vez que constituye la más importante de Las Antillas (Moncada et al., 1987). En los Canarreos se destacan zonas como: Cayo Largo del Sur; Playa Larga y Rincón Francés en la Isla de la Juventud mientras que se menciona Cabo Corrientes, Cachiboca, Cayo Grande, Cinco Balas y Cayo Caguama en los Jardines de la Reina (Moncada y Nodarse, 1998; Nodarse et al., 2000). Ibarra et al. (2000 y 2004) resaltan la importancia de la Península de Guanahacabibes como área de anidación. La población anidadora de Cayo Largo del Sur se considera la más importante del país (Nodarse et al., 2004). La distribución de esta especie en las áreas de anidación se caracteriza, en general, por un nivel alto de estructuración lo que hace pensar en una tendencia a la filopatría (Encalada et al., 1996). Las hipótesis de la filopatría y facilitación social son difíciles de probar directamente ante la imposibilidad de marcar a los neonatos de modo que se pueda recuperar con eficiencia la marca en el estado adulto. La filopatría, sin embargo, genera una predicción que puede probarse genéticamente a partir de la estructuración en áreas de anidación. Si las hembras regresan fielmente a su colonia de origen, cada población de anidación poseerá una identidad genética en términos del ADNmt (Bowen y Karl, 2007). Como consecuencia de este mecanismo el proceso de colonización ha sido lento. Solo porque este mecanismo no es infalible, debido a cambios en los elementos reconocibles que indican el sitio de anidación, ha sido posible la colonización de otras playas, la dispersión y el intercambio genético en la especie. Mediante el estudio de 350 sitios arqueológicos y fuentes históricas en el Caribe, han sido identificados 62 sitios de anidación de tortuga verde en los últimos 8000 años. La abundancia estimada para la especie en aquella época es de 120 millones de tortugas, de modo que si la abundancia real constituyó el 10 % de esta cifra, las poblaciones actuales del Caribe estarían severamente reducidas (McClenachan, 2007). Otros estudios sobre los registros de explotación iniciales, procedentes de la etapa colonial, indican que la población de tortuga verde en el Caribe antes de comenzar su explotación oscilaba entre 33 y 39 millones de tortugas (Jackson, 1997), por tanto, las poblaciones actuales de tortuga verde representan del 3 al 7 % de estos estimados (Jackson et al., 2001). Más aún si se

16 REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA 8 considera que las poblaciones de tortuga verde en el Caribe se encontraban limitadas fundamentalmente por la capacidad de carga de las praderas de Thalassia testudinum (su principal alimento), entonces los estimados serían del orden de 16 a 186 millones de tortugas verdes con 50 kg de peso como promedio. A pesar de la gran cantidad de colonias anidadoras que se han identificado (Márquez, 1996), esta especie se encuentra en la Lista Roja de la IUCN desde hace varios años (Groombridge y Luxmoore, 1989) en la cual mantiene el estatus de especie en peligro de extinción globalmente, con la población del mar Mediterráneo en extremo peligro de extinción. Seminoff (2002) determinó mediante extrapolaciones matemáticas que en tres generaciones (141 años) se habría perdido del 37 al 61 % de cada generación según el modelo matemático escogido. Estos reptiles, que han sobrevivido durante millones de años, enfrentan la amenaza de la extinción principalmente por el mayor agente transformador del ambiente: el hombre. Según Seminoff (2002), las principales acciones depredadoras por parte del hombre son: la recogida de huevos frescos y la matanza de hembras reproductoras en las playas de anidación, unidas a la pesca de juveniles y adultos en zonas de alimentación. El autor afirma que la sobreexplotación de este recurso natural ha sido la causa principal de que en algunos lugares lleguen a cero las poblaciones de tortugas verdes. Sin embargo, también señala que la lenta maduración de la C. mydas no ha permitido ver en su total magnitud los efectos de la depredación de los huevos. Mientras las hembras adultas prosiguen la ovoposición en esas playas, disminuye el número de juveniles que son reclutados para la sustitución de estas hembras, por lo que a largo plazo, es que se observará una disminución en el número de hembras anidadoras Estrategia reproductiva Ciclos de reproducción. Los ciclos reproductivos generalmente se refieren a una serie de eventos anatómicos y fisiológicos que conducen a la producción de gametos masculinos y femeninos, la fertilización y la producción de neonatos (Hamann, 2002). De modo similar a otros ectotermos, las tortugas marinas son reproductores estacionales aunque, en algunas poblaciones, ocurre durante todo el año (Hirth, 1997). Algunas especies como la tortuga verde muestran una marcada periodicidad que está en función de la variación ambiental y los intervalos de remigración (Hays 2000, Chaloupka 2001). El ciclo de reproducción de la

17 REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA 9 tortuga verde puede ser bienal o trienal. En la isla de Gran Caimán se ha observado que las hembras maduras de esta especie en cautiverio tienen un ciclo cercano a 1,6 años (Márquez, 1996), aunque para las de vida libre se refiere un ciclo de 2,3 años. Miller (1997) determina como el período más corto para tortuga verde el de dos años. Limpus y Nicholls (2000) plantean que la corriente oceánica El Niño pudiera determinar la variabilidad en cuanto al número de anidaciones que ocurren entre las distintas temporadas de reproducción, al afectar probablemente la calidad del alimento. El período de días entre una anidación y otra es diferente entre las poblaciones, aunque según la revisión realizada por Miller (1997) la media es de 12 días. Algunos de los intervalos registrados son: 13,9 días (SD = 2,4 días) para la isla Ascensión (Mortimer y Carr, 1987) y 14,9 días (SD = 2.2 días) en la isla Wan-an, Taiwán (Chen y Cheng, 1995), 15 días en Galápagos (Green, 1993). Particularmente en el Caribe está el caso de Costa Rica, donde la mayor frecuencia de hembras anida a los 12 días (Bjorndal et al., 1999). Por su parte Mortimer y Carr (1987) y Bjorndal y Carr (1989) plantean que seis días es el menor intervalo de tiempo entre dos anidaciones consecutivas, ya que las nidadas puestas dentro de este período son de forma general nidadas divididas (el intento de anidación anterior fue abortado o interrumpido). Resultados obtenidos entre en la playa El Guanal, localizada en la costa sur de la Isla de Juventud, registran anidaciones cada 7 a 14 días con intervalo de 9 a 11 días como el de mayor frecuencia (Nodarse et al., 2000) Migraciones. Cada uno, dos o tres años, las tortugas regresan desde las zonas de alimentación, que pueden estar alejadas de las de anidación varios cientos o miles de kilómetros. La conducta migratoria de las tortugas marinas es bien conocida desde que se comenzó a aplicar la telemetría por satélite. Al dejar el área de anidación, algunas especies nadan hacia áreas de alimentación fijas, generalmente en el ambiente nerítico, donde se quedan durante un tiempo largo, lo que sería el período inter-reproductivo que dura de uno a cuatro años (Balazs et al., 1994; Luschi et al., 1996; Cheng, 2000; Hays et al., 2002). Para muchos animales los desplazamientos a largas distancias son un componente importante en la historia de su vida. Se plantea que las hembras regresan a anidar a la playa en que nacieron, lo cual ha sido demostrado a través de análisis genéticos que se basan en la separación del ADN mitocondrial (Bowen et al., 1989; Meylan et al., 1990; Bowen et al., 1992 y Allard et al., 1994). Para entender cómo pueden reconocer y llegar con exactitud a estas playas se han propuesto dos hipótesis, la de la filopatría (Carr, 1967), que es la más

18 REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA 10 aceptada, y la de la facilitación social, introducida por Hendrickson (1958) y retomada por Owens et al., (1982). La primera consiste en que las hembras grávidas se orientan por mecanismos olfatorios, corrientes marinas y por el campo magnético de la Tierra (Lohmann et al., 1996); tratando de reconocer los elementos típicos de su playa, que fueron aprendidos durante la incubación, la eclosión y la trayectoria hacia el mar. La otra hipótesis plantea que las hembras que van a nidificar por primera vez pueden ser guiadas hacia las playas por otras más experimentadas. Si la primeriza posee éxito entonces regresará a esa playa durante las demás temporadas de anidación. Es conocido que las tortugas verdes tienden a regresar a anidar a su primera playa de anidación dentro de una misma temporada (Wang y Cheng, 1999). Casi todas las migraciones que realiza esta especie ocurren a lo largo de las costas, pero algunas poblaciones, por ejemplo aquellas en la Isla de Ascensión, realizan migraciones transoceánicas de más de km desde esta isla, donde radica su área de anidación, a las costas de Brasil dónde se localizan las zonas de alimentación (Carr y Hirt, 1962; Carr, 1975). Según Acosta et al. (1987), los desplazamientos que realizan las tortugas hacia sus diferentes destinos sugieren un gasto de energía elevado, además del que presupone la reproducción. Es por ello que estos mismos autores sugieren que los medios de navegación que utilicen deben permitirles el menor gasto de energía posible, lo cual puede suceder si sus desplazamientos se sincronizan con la velocidad y dirección de las corrientes marinas. Al utilizar las corrientes como medios de navegación, su actividad dentro de ellas se reduce. Nadando con la corriente las tortugas aumentarán también la velocidad del viaje, minimizando el gasto enérgetico. Para permanecer dentro de la corriente, las tortugas podrían detectar varias señales que caracterizan las corrientes como por ejemplo la temperatura, la salinidad entre otras (Reverdin y McPhaden, 1986; Schäfer y Krauss 1995). Chen y Cai (2007) encontraron que las tortugas marinas no solamente aprovechan las fuertes corrientes oceánicas en sus migraciones, sino que emplean las corrientes superficiales más débiles para guiar su movimiento hacia la costa Emergencias. El número de nidos por tortuga más frecuente es de dos y tres (Carr et al., 1978). En un estudio realizado en la isla Wan-An se encontró que las tortugas realizaban, por término medio, una anidación por cada tres emergencias. Algunas de estas emergencias se

19 REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA 11 explicaban como búsquedas infructuosas de los sitios de anidación y otras por el derrumbe de las paredes del nido o presencia de algún obstáculo que impedían el seguimiento de la excavación (Cheng, 2002). Es también posible que la interferencia por humanos u otros animales obstaculicen la excavación y/o la búsqueda de señales térmicas (Mortimer, 1990; Salmon et al., 1996; Witherington y Martin, 1996). Asimismo, se plantea que las hembras anidadoras no siempre ovipositan al subir a la playa, con lo cual aparecen los llamados nidos falsos (Pritchard et al., 1983). Para la isla Wan-An se reporta que cada tortuga salió de 1 a 20 veces y depositó 2 a 5 nidos por estación (Cheng, 2002) Rendimiento reproductivo. Todas las especies de tortugas marinas comienzan su vida en tierra firme (Wyneken, 1997) y no cuentan con cuidado materno por lo que deben depositar gran cantidad de huevos para contrarrestar la alta tasa de mortalidad de los neonatos y asegurar su supervivencia (Miller, 1997). Las tortugas marinas son medidas en las playas de anidación para relacionar las tallas corporales con el rendimiento reproductivo, el tamaño de la nidada y para determinar el tamaño mínimo de madurez sexual (Bolten, 1999). Hays y Speakman (1993) en la isla Wan-An encontraron que no existe relación entre la longitud del cuerpo y el número de nidos por individuo, aunque Olsson y Shine (1996) afirman lo contrario al decir que las variaciones en cuanto al rendimiento reproductor puede explicarse en parte por el tamaño del cuerpo. Las buenas condiciones del alimento, según Carr y Carr (1970), pudieran determinar una reducción en el intervalo de remigración de tres a dos años, lo que explica las altas anidaciones que ocurren en algunos años, para las tortugas que anidan en Costa Rica. Limpus y Nicols, (1987), Broderick et al., (2001), plantean al resptecto que los números de nidos fluctúan de modo dramático y probablemente están relacionados con las variaciones en la cantidad y calidad del pasto Etología de la anidación. La tortuga verde, al igual que los demás especies de tortugas marinas, desarrolla la misma rutina durante la anidación (Pritchard et al., 1983; Márquez, 1996 y Miller, 1997). El comportamiento general durante el desove está compuesto por las siguientes etapas:

20 REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA 12 regreso al área donde está su playa natal, emergencia desde la línea de marea, ascenso y selección del sitio de desove, construcción de la cama, excavación de la cámara del nido, oviposición, cubrimiento del nido y la cama, y regreso al mar. a. Selección del sitio de anidación La selección de un sitio bien enmascarado para los depredadores es muy importante para el mantenimiento de las poblaciones si se tiene en cuenta que la depredación es un factor que incide de manera importante en la mortalidad de la descendencia (Congdon et al., 1983; Thompson, 1983; Iverson, 1991; Yerli et al., 1997; Burke et al., 1998; Escalona y Fa, 1998). Las características de la arena influyen en la proporción sexual de los neonatos de cada nido. (Mrosovsky e Yntema, 1980; Mortimer, 1982; Ackerman et al., 1985; Whitemore y Dutton, 1985; Mrosovsky y Provancha, 1989; Mrosovsky, 1994; Ackerman, 1997). La forma y el tamaño, así como el lugar donde son construidos los nidos, condicionan el ambiente de su interior a la vez que mantienen la humedad y temperatura con cierta estabilidad. Así, aunque las condiciones del entorno varíen de forma brusca, en el interior de la cámara de incubación existe un microclima que favorece la incubación de los huevos y el óptimo desarrollo de los embriones (Ackerman, 1997). Los factores que afectan el sitio se presentan a nivel del macrohábitat (Spencer, 2002) y microhábitat (Schwarzkopf y Brooks, 1985, Janzen y Morjan, 2001). La mayoría de los estudios plantean que las anidaciones no ocurren al azar con respecto al microhábitat debido a su efecto sobre el desarrollo (Bilinski et al., 2001), sexo (Janzen y Morjan, 2001) y supervivencia (Wilson 1998, Kolbe y Janzen 2001), aunque también responden a la amenaza directa de la depredación de los nidos localizados cerca de la orilla (Spencer, 2002). La mortalidad de la descendencia aumenta generalmente más cerca de la orilla debido a inundaciones (Milton et al., 1994), depredación de los nidos (Horrocks y Scout, 1991) y los sustratos de anidación inapropiados (Spencer, 2002). De igual forma, si los nidos están más lejos de la orilla el riesgo de depredación al salir las crías aumenta y éstas deben gastar más tiempo en recorrer la distancia hasta llegar al agua (Wood, y Bjorndal, 2000). Los criterios de selección, al parecer, varían de una especie a otra. Por ejemplo, Stoneburner y Richardson (1981) encontraron que la selección del sitio de anidación por las tortugas de la Florida estaba relacionada con el gradiente de temperatura de la arena. En este sentido han sido propuestas varias hipótesis. Algunos autores han sugerido que

21 REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA 13 los sitios de anidación se encuentran esparcidos al máximo e incluso se seleccionan al azar (Mrosovsky 1983; Tucker 1990; Hays et al., 1995). Otros han pensado que la topografía de la playa, la pendiente, microhábitats, las piedras sumergidas (Dodd, 1988; Horrock y Scout, 1990; Crain et al., 1995; Hays et al., 1995; Mortimer, 1995), la vegetación de la playa (Horrock y Scout, 1990; Hays y Speakman, 1993; Mortimer, 1995), la contaminación por luz artificial (Mortimer, 1995; Salmon et al., 1996; Witherington y Martin, 1996); las señales de temperatura (Stoneburner y Richardson, 1981), la competición entre especies, (Whitmore y Dutton, 1985), y la perturbación humana (Williams-Walls et al.,1983; Murphy, 1985; Witherington, 1992) pueden influir en la selección del sitio de anidación (selección no al azar). Por otro lado, ha sido defendido que las propiedades estructurales de la arena, como la compresibilidad, y las características de las partículas se tienen en cuenta por la tortuga verde para la selección del sitio de anidación (Mortimer, 1990 y 1995; Foote y Sprinkel, 1994). Se formula también la hipótesis que la vegetación tiene un efecto importante en la conducta de selección del sitio de anidación de la tortuga de la isla Wan An (Cheng, 2000). Por lo general, suben hasta la segunda terraza buscando lugares libres de vegetación (Márquez, 1996; Meylan y Meylan, 1999). Los nidos puestos en la zona cercana a la línea de marea (menos de 3 m) son más susceptibles a ser inundados durante las mareas altas y los fuertes oleajes (Mrosovsky, 1983), con lo cual varían las condiciones ambientales del nido. Tanto el intercambio de gases como la humedad y la temperatura son afectados, con valores fuera de los límites de tolerancia del embrión (Pereira, 2002). Estudios realizados en isla Wan An muestran una dependencia entre el tiempo de búsqueda del sitio de anidación y el tamaño de la playa. En las playas más pequeñas este tiempo se hace menor, mientras que en las más grandes se incrementa al ser mayor la distancia entre la línea de marea alta y la zona de vegetación (Murphy 1985; Witherington y Martin, 1996). b. Oviposición Durante la etapa de puesta la tortuga invierte aproximadamente el mismo tiempo tanto en construir el nido como en terminarlo. La duración de estos eventos abarca la mayor parte del proceso de la anidación. (Pereira, 2002). La tendencia recta de la trayectoria costera de las reproductoras ovipositoras, reportada como frecuente en las poblaciones anidadoras de México (Márquez, 1996), puede estar

22 REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA 14 relacionada con la disminución del gasto energético para la optimización del proceso de anidación. Las reproductoras pueden variar la forma de la trayectoria si detectan obstáculos ocasionales (Pritchard et al., 1983), por lo que estas trayectorias serán menos frecuentes que las rectas en playas arenosas lo cual se evidencia en que las longitudes de los tipos de trayectorias (entrada y salida) sean similares (Pereira, 2002). En el tramo costero estudiado de Playa Larga se observó, sobre todo en la playa arenosa de alta energía, que prácticamente todos los intentos de construcción del nido no tuvieron éxito, debido al grosor de la arena y a la poca coherencia de la misma (Nodarse et al., 2000); en tanto que Mortimer (1990) informa que el éxito de anidación es diferente según el tipo de playa, lo cual atribuye a la textura de la arena al exponer que las tortugas pueden excavar más fácilmente los nidos si el tamaño de las partículas de arena es menor. En la isla Wan-An, Cheng (2000) reporta un éxito de anidación del 45 al 100 % Marcación. La marcación es un método muy utilizado en los estudios de tortugas marinas para obtener información sobre la biología reproductiva, movimientos, varamientos y lugares de residencia (Balaz, 1999). Las marcas más usadas en tortugas marinas son hechas de metal o plástico de gran durabilidad. Los trabajos con marcas tradicionales de acero inoxidable y de plástico, y en los últimos tiempos el marcado con radiotransmisores vía satélite, han permitido conocer un poco más sobre el ciclo de vida de las tortugas marinas y en algunos casos corroborar hipótesis sobre la conducta migratoria (Márquez, 1996). En este sentido, diversos trabajos han sido realizados como el Programa Nacional de Tortugas Marinas en México iniciado en 1964 (Márquez, 1996). Otro ejemplo más reciente es el seguimiento vía satélite de los movimientos de hembras post-anidadoras de tortugas en la costa sudoeste de Florida, EE.UU (Addison et al., 2002). En Cuba, el programa de marcación dirigido por el Ministerio de la Industria Pesquera, identificó un total de 742 individuos mediante la marcación física entre 1989 y el 2002 (Moncada et al., 2006), de ellos, más del 70 % en áreas de pesquería tradicional Factores que influyen en el éxito reproductivo en tortugas marinas La supervivencia de la hembra es muy afectada por el tiempo que permanece en la tierra y el éxito reproductivo depende de la aptitud de la descendencia. La aptitud de la

23 REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA 15 descendencia depende principalmente de dónde el nido se construye y es afectado el macro y el microhábitat a través de los factores como la depredación del nido y la temperatura de la incubación (Spencer y Thompson, 2003). La vegetación puede afectar el ambiente térmico y, a su vez, este incide en la proporción sexual de la descendencia Características de las playas de anidación Aunque han sido diversos los intentos por definir las cualidades de las playas de anidación -pues no es obvio que una población de tortugas marinas o un individuo prefieran una playa en particular- hay pocos resultados en este sentido (Mortimer, 1990). Mortimer (1982) identificó requisitos generales para las playas de anidación: 1. La playa debe ser accesible desde el mar. 2. La playa debe ser lo bastante alta para prevenir la inundación de los huevos por las mareas o las aguas subterráneas. 3. El sustrato debe facilitar la difusión de los gases. 4. El sustrato debe ser lo bastante húmedo y fino para prevenir que la cámara se colapse durante su construcción. Mortimer (1990) examinó las características físicas y químicas de la arena de 50 playas de diferentes áreas de anidación alrededor del mundo y encontró una alta variabilidad en ellas. Ella concluyó que otros factores como la fisonomía de la arena en las playas de anidación son importantes o más importantes en la selección del sitio de anidación. El resultado de la selección de la playa y el sitio de anidación es una buena incubación de los huevos en una salinidad baja, alta humedad, y buena ventilación del sustrato, el cual no debe inundarse durante la incubación (Ackerman, 1980; Miller, 1985; Maloney, 1990). Estudios realizados en diferentes playas del mundo demuestran que las características de las playas de anidación son diferentes en unas y otras e incluso dichas características difieren dentro de la misma playa. Varios autores, como Hendrickson (1982) y Mortimer (1990), han observado que factores como temperatura, humedad y tamaño de grano de la arena, son características importantes para la selección del sitio de anidación así como para el nacimiento de las crías de tortugas marinas. La influencia del tipo de arena, especialmente el tamaño del grano, es una cuestión muy discutida por diversos autores (Mortimer, 1995). Hendrickson (1958) sugiere que en Malasia la textura de la arena puede ser importante para la selección y diferenciación de la playa por las tortugas verdes y las caguamas, pues la playa escogida por las primeras estaba compuesta por arena fina mientras que las caguamas seleccionaban playas de arena gruesa. Otros autores opinan

24 REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA 16 que las caguamas anidan con éxito en arenas finas, además de plantear que el tamaño de las partículas es menos importante que la pendiente y la configuración costera de la playa (Carr y Ogren, 1960; Hirth, 1963). De acuerdo con Milton et al. (1994), la arena es una barrera a través de la cual el vapor de agua, el oxígeno y el dióxido de carbono deben pasar por lo que controla y afecta la disipación del calor. La composición granulométrica de la arena es reportada como uno de los principales elementos responsables de la temperatura que afecta a los embriones (IBAMA, 1989; Franco, 2003). El grado de humedad de la arena, que es un prerrequisito muy importante para la construcción del nido y la supervivencia de las crías, varía con las características de la arena, principalmente con el tamaño del grano (Demetropoulos, 2000). La temperatura en la cámara también varía con la profundidad y naturaleza de la arena. Las playas con arenas gruesas tienen temperaturas más altas que las de arenas finas (Demetropoulos, 2000). Las cámaras de los huevos en playas de arenas gruesas son simplemente menos profundas, pero también son más calientes y, en consecuencia, responden a la proporción sexual resultante de ellas, diferente inevitablemente a lo esperado con ese tipo de grano de arena. La implicación de esto es que en una misma área geográfica de la playa se puede hallar una tendencia a producir más machos que hembras. El microclima adecuado para la incubación es generado por la interacción entre las características físicas de la playa, el clima local y los huevos en el nido. El ambiente en el nido es dinámico y cambia con la actividad biológica dentro de él, pero desgraciadamente, se conoce muy poco sobre cómo es afectado por el desarrollo de los huevos durante su incubación y solo se conoce un mínimo de cómo influyen en él las características de la playa Mareas Las tortugas marinas emergen a la playa de anidación durante, o justo antes de la marea alta (Frazier, 1985; Chen y Cheng, 1995; Pilcher y Al-Merghani, 2000). Las playas trabajadas en la Península de Guanahacabibes, según Muñoz (2001), se caracterizan por tener una zona sublitoral poco profunda y de fondo rocoso, durante la marea baja, esta zona puede impedir o dificultar la subida de las tortugas a la playa. En el caso de aquellas playas que presenten una barrera arrecifal, durante las mareas altas las tortugas tienen