TALLER: ECOLOGÍA MARINA TEMA: COMUNIDADES MARINAS: ARRECIFES DE CORAL

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1 FUNDARRECIFE Fundación para la protección del Arrecife de Los Cóbanos PROYECTO FUNDARRECIFE-FIAES PROTECCION, CONSERVACION Y RECUPERACION DE LOS RECURSOS COSTERO MARINO DE LA ZONA DEL ARRECIFE DE LOS COBANOS MONITOREO BIOLOGICO DEL ALGA Acanthophora spicifera, EN LA ZONA DEL ARRECIFE DE LOS COBANOS TALLER: ECOLOGÍA MARINA TEMA: COMUNIDADES MARINAS: ARRECIFES DE CORAL LOS CÓBANOS, 27 DE FEBRERO DE 2007

2 INTRODUCCIÓN Las comunidades marinas incluyen desde los organismos marinos que habitan en la línea de pleamar a lo largo de la costa hasta aquellos que viven en las profundidades del océano. Estos organismos se dividen en tres grupos principales: el bentos, formado por algas como la laminaria y animales como las ofiuras, que viven en los fondos oceánicos; el necton, animales que nadan, como los peces y las ballenas, capaces de desplazarse con independencia de las corrientes de agua; y el plancton, formado por diversos organismos diminutos o microscópicos que se mueven con las corrientes. Los arrecifes coralinos se caracterizan por tener una alta complejidad estructural, con una gran variedad de hábitats, por lo que constituyen ecosistemas con una gran diversidad específica como resultado de la heterogeneidad espacial y temporal de los factores físicos y los procesos biológicos (Glynn, 1976). Los ambientes coralinos, por ser típicos de áreas someras tropicales, por lo general se asocian con fondos rocosos. Los corales generan estructuras calcáreas complejas que ofrecen a los peces una variada diversidad de refugios donde también habitan otras especies marinas. Sirven, además, como áreas de alimentación, reproducción y cría, creando fuertes asociaciones entre los peces y el ambiente exterior. Constituyen los ecosistemas más productivos del medio marino. La productividad biológica por metro cuadrado de arrecife es normalmente de 50 a 100 veces mayor que en las aguas oceánicas circundantes (Choat, 1991; IPIECA, 1992). Los corales formadores de arrecifes pueden sufrir los efectos de perturbaciones de acuerdo con su intensidad y escala temporal o espacial. Esta variación tiene importantes consecuencias en la biología de cada especie, así como en el proceso de sucesión ecológica como parte de la recuperación de la comunidad arrecifal después de un impacto (Connell et al., 1997; Hughes et al., 1999). Ecología Marina: Comunidades Marinas: Arrecifes de Coral 1

3 MARCO TEÓRICO Definición Los corales son pólipos cilíndricos similares a las anémonas de mar, que secretan un duro esqueleto calcáreo en su base. La mayoría de los corales crece mediante el repetido brote de pólipos, los cuales permanecen adheridos formando una colonia. Los corales son animales, pero todas las especies que forman arrecifes también contienen abundantes algas simbióticas dentro de sus tejidos. Lo mismo ocurre con los abanicos marinos y con la mayoría de los otros parientes de los corales que habitan en los arrecifes. La fotosíntesis que llevan a cabo las algas simbióticas durante el día proporciona la mayor parte de la energía requerida para el crecimiento de los corales. Sin embargo, aún bajo condiciones normales, los pólipos también se alimentan como animales, utilizando sus tentáculos para atrapar zooplancton, ya que el alimento que proporcionan las algas es una suerte de «comida chatarra» que carece de suficientes proteínas como para poder satisfacer enteramente las necesidades de los corales (Jackson & D'Croz, 2003). El Arrecife de coral, está formado por una acumulación de exoesqueletos calcáreos (que contienen calcio) de animales de coral, algas calcáreas rojas y moluscos. Construida capa a capa por los corales vivos que crecen sobre los esqueletos de las generaciones pasadas, los arrecifes de coral crecen hacia arriba a un ritmo de entre 1 y 100 cm al año. Son tropicales, se extienden hasta 30 al norte y al sur del ecuador y sólo se forman donde la temperatura de las aguas superficiales no desciende nunca por debajo de los 16 ºC. Los arrecifes de coral son ecosistemas con estructuras bien definidas que agrupan tanto plantas fotosintéticas como consumidoras en el sentido que se explica en el artículo sobre ecología. La capa exterior de un arrecife está compuesta por pólipos de coral vivos (IPIECA, 1992). Las comunidades de peces de estos ecosistemas son las más complejas y de mayor diversidad, y su distribución y abundancia están ligadas directamente con el ambiente. Por esta razón, las evaluaciones precisas de la composición de Ecología Marina: Comunidades Marinas: Arrecifes de Coral 2

4 especies y su abundancia resultan muy difíciles, ya que las características topográficas del ambiente impiden el uso adecuado de métodos convencionales de muestreo de peces, tales como redes de arrastre (García-Coll et al., 1988). Simbiosis coral alga En el interior de del coral viven unas algas unicelulares redondas llamadas zooxanthellas. Por debajo, y rodeando a los pólipos, se encuentran los esqueletos calcáreos, tanto los vivos como los muertos, que contienen algas filamentosas. Otras especies de algas, tanto carnosas como calcáreas, crecen en la superficie de los viejos depósitos de esqueletos. Estas algas y otras plantas asociadas son los principales productores primarios. Las zooxanthellas fotosintéticas y las algas verdes filamentosas transfieren parte de su energía alimentaria directamente a los pólipos coralinos. Los animales del coral también se alimentan durante la noche de zooplancton, que capturan con sus tentáculos. Los pólipos cazan el zooplancton no tanto por sus calorías como por sus escasos nutrientes, especialmente el fósforo. Mediante la digestión, liberan estos nutrientes de los que se benefician las algas. De este modo, el coral y las algas intercambian nutrientes, reduciendo su pérdida en el agua (IPIECA, 1992). La simbiosis entre los corales y sus algas es extremadamente compleja, pero es normalmente estable aún bajo una amplia gama de condiciones ambientales. Colocados en la oscuridad, los corales de arrecife dejan de crecer, sueltan sus algas, lo que produce su blanqueamiento, y eventualmente mueren. Un blanqueamiento similar ocurre en poblaciones naturales de arrecifes cuando los corales expulsan sus algas (o tal vez las algas «abandonan el barco») como consecuencia, entre otros factores, de un aumento de temperatura del agua o un descenso de su salinidad. En la actualidad, existe una gran controversia acerca de si la frecuencia de los procesos de blanqueamiento de los arrecifes está aumentando, y si esto constituye un indicador del calentamiento global. Sea cual sea la causa, el blanqueamiento constituye, sin lugar a dudas, una señal de estrés. Altas concentraciones de nutrientes en el agua también son desfavorables para los corales, Ecología Marina: Comunidades Marinas: Arrecifes de Coral 3

5 por cuanto interrumpen el balance regulador entre las algas y sus anfitriones coralinos y aumentan los niveles de fotosíntesis del fitoplancton (Jackson & D'Croz, 2003). Distribución Los arrecifes de coral crecen en los mares cálidos de las regiones tropicales y subtropicales, donde la temperatura media del agua es mayor a 20ºC. por lo general se asocian con fondos rocosos. Los corales generan estructuras calcáreas complejas que ofrecen a los peces una variada diversidad de refugios donde también habitan otras especies marinas. Sirven, además, como áreas de alimentación, reproducción y cría, creando fuertes asociaciones entre los peces y el ambiente exterior (Choat, 1991; Dawes, 1986). La mayoría de los corales se desarrollan en aguas poco profundas, porque comparten los nutrientes con un cierto tipo de algas fotosintéticas, las cuales necesitan vivir cerca de la superficie para recibir la luz del Sol y poder realizar el proceso de fotosíntesis. Tipos de Arrecifes Existen básicamente tres tipos: los arrecifes franjeantes, los arrecifes de barrera y los atolones. En los atolones, la masa de tierra original se ha hundido, produciendo una laguna cerrada o semicerrada. La mayoría de los arrecifes contienen una serie de zonas biológicas (Dawes, 1986). Los arrecifes en orla se extienden hacia el mar desde la costa de una isla o del continente, sin que haya agua entre el arrecife y la tierra. Las barreras de coral se producen a cierta distancia de la costa, con un canal o laguna entre el arrecife y aquélla. Los atolones son islas de coral que normalmente forman un arrecife Ecología Marina: Comunidades Marinas: Arrecifes de Coral 4

6 estrecho en forma de herradura, en el centro del cual se encuentra una laguna poco profunda. El término atolón hace referencia a una isla de coral con forma de anillo, o a varios islotes que forman parte de un arrecife de coral y que rodean una laguna central de agua marina poco profunda. Ecología Marina: Comunidades Marinas: Arrecifes de Coral 5

7 Crecimiento La forma de planta de los corales es determinada por los patrones de brote de los pólipos, los cuales varían entre las diversas especies y, en menor medida, como respuesta a los cambios de la luz y de los movimientos del agua. Las formas de corales más comunes son los ramificados, los masivos y los foliáceos. En el Caribe los corales ramificados dominan desde la cima del arrecife hasta cinco o diez metros de profundidad, donde son reemplazados principalmente por especies masivas con forma de domos. Estas, a su vez, dan paso a especies planas con forma de platos que se extienden hacia abajo hasta los cincuenta metros o más. La distribución en zonas es similar en el Pacífico oriental, pero la diversidad al interior de cada zona es mucho menor (Jackson & D'Croz, 2003). Los corales ramificados crecen hasta diez veces más rápido que los corales cerebro y otras formas de esqueleto masivo, pero también existe una gran diversidad entre las diferentes especies de corales ramificados. Los campeones son los corales con forma de cuerno de venado y de cuerno de alce del género Acropora, los cuales crecen de diez a casi treinta centímetros por año, y son las especies dominantes en las costas bañadas de olas del Caribe, pero no se encuentran en el Pacífico oriental. En contraste, los pequeños corales ramificados en forma de dedos, tales como los pertenecientes a los géneros Pocillopora y Porites, crecen sólo dos o tres centímetros al año. No obstante, el género Pocillopora es extremadamente abundante en los arrecifes del Pacífico oriental, donde normalmente forma densos conjuntos mono-específicos en aguas poco profundas, mientras que el género Porites hace lo mismo en arrecifes más protegidos del Mar Caribe (Jackson & D'Croz, 2003). Importancia La productividad biológica por metro cuadrado de arrecife es normalmente de 50 a 100 veces mayor que en las aguas oceánicas circundantes. Los arrecifes de coral cubren una superficie de km 2 y el mayor de ellos, la Gran Barrera, se extiende a lo largo de unos km en la costa oriental de Australia. Los corales se consideran las comunidades marinas más diversas y complejas (un Ecología Marina: Comunidades Marinas: Arrecifes de Coral 6

8 solo arrecife puede albergar hasta especies), y desempeñan un importante papel en el balance de masas geoquímica de los océanos. Se ha calculado que, anualmente, los arrecifes de coral son responsables de la precipitación de la mitad del calcio arrastrado a los océanos por los ríos y (especialmente importante en el contexto del cambio climático mundial) más de 111 millones de toneladas de carbono al año. A escala local, las zonas de coral constituyen un importante recurso pesquero, son una barrera contra la erosión litoral, y su valor como lugar de recreación es a menudo la base de economías turísticas (IPIECA, 1992). Arrecifes de coral: Ecosistemas Frágiles Los corales pueden sufrir los efectos de perturbaciones de acuerdo con su intensidad y escala temporal o espacial. Esta variación tiene importantes consecuencias en la biología de cada especie, así como en el proceso de sucesión ecológica como parte de la recuperación de la comunidad arrecifal después de un impacto (Connell et al., 1997; Hughes et al., 1999). Las grandes perturbaciones naturales, como los huracanes, también afectan a los arrecifes de coral. Recientemente, los estudios sobre el calentamiento global y otros cambios climáticos han revelado nuevas amenazas. Las temperaturas cada vez más altas han producido casos de blanqueamiento de corales, cuando las algas se desprenden de sus tejidos. Durante y después de estos acontecimientos, los corales pueden sufrir daños en sus tejidos, en cuyo caso son más vulnerables a los efectos de un derrame de hidrocarburos. Las investigaciones han demostrado que los arrecifes pueden regenerarse, pero todavía no se conocen bien los mecanismos o la escala de tiempo necesaria (IPIECA, 1992). Los arrecifes de coral se han visto afectados recientemente por el blanqueo, que consiste en la decoloración o pérdida de las zooxanthellas simbióticas. En 1979 y 1980, se produjeron varios casos de blanqueo de coral en los arrecifes que rodean Okinawa, la isla de Pascua, el noroeste de Australia y el mar Caribe. Un incidente más grave se produjo en 1982 y 1983, afectando a arrecifes situados al Ecología Marina: Comunidades Marinas: Arrecifes de Coral 7

9 este de África, Indonesia y la costa oeste de América Central y Sudamérica. Casos de blanqueo todavía más graves y más dañinos tuvieron lugar en el trienio comprendido entre 1986 y 1988, y afectaron a áreas como Taiwan, Hawaii, islas Fiji, isla Mayotte y toda la extensión de la Gran Barrera de Arrecifes. La causa de estos amplios casos de blanqueo es desconocida; se han sugerido como posibles motivos la polución, el calentamiento global y la radiación ultravioleta. Aunque no se ha podido demostrar de manera concluyente que ninguna por separado ni el conjunto de estas causas sean responsables de los casos de blanqueo, investigaciones recientes indican que el origen del problema podría encontrarse en unas aguas inusualmente calientes. La temperatura óptima para el crecimiento del coral se sitúa entre 26 y 27 ºC. Se ha demostrado que las temperaturas por encima de los 29 ºC pueden causar estrés en los corales, y pueden intensificar el proceso de fotosíntesis que llevan a cabo las zooxanthellas simbióticas, dando lugar a altas concentraciones de toxinas de radicales libres en el tejido del coral. Estos pólipos de coral pueden expeler de forma activa a las zooxanthellas, provocando la decoloración del coral (ENCARTA, 2006). Los corales blanqueados tienen dificultad para recuperarse; un arrecife puede tardar varios años en lograrlo y, por lo tanto, los procesos de blanqueo podrían convertirlo en imposible. Sin sus zooxanthellas simbióticas, los pólipos no pueden depositar el esqueleto de carbonato cálcico que forma los cimientos del arrecife de coral. No sólo los corales, sino todos los organismos de los arrecifes podrían perder su hábitat a consecuencia de estos blanqueos, ya que la estructura de carbonato cálcico de los arrecifes se pierde debido a la erosión (ENCARTA. 2006). En el Pacífico mexicano, los arrecifes de coral fueron severamente dañados por el calentamiento del agua ocasionado por el evento El Niño En Bahía de Banderas, la mortalidad alcanzó 97% de cobertura de coral en algunos arrecifes, y las colonias sobrevivientes estuvieron expuestas a temperaturas subletales. (Medina-Rosas et al, 2005). Ecología Marina: Comunidades Marinas: Arrecifes de Coral 8

10 Durante los últimos diez a veinte años ha tenido lugar una catastrófica disminución de las poblaciones de corales en los alrededores de Jamaica, así como en muchos otros sitios del Caribe. En Jamaica, la sobrepesca había provocado hace mucho tiempo una grave disminución de los peces loros, así como de otros peces herbívoros que consumen algas marinas. Estos peces fueron reemplazados ecológicamente por los erizos marinos de espinas largas, sumamente abundantes en la zona, así como por otros pequeños invertebrados herbívoros, los cuales no permitieron que las poblaciones de algas marinas crecieran desmedidamente. Sin embargo, en 1983 una plaga desconocida arrasó el Caribe matando a más del 95 por ciento de los erizos marinos de espinas largas. Esto dejó a las algas marinas en libertad para crecer más rápidamente que los corales (Jackson & D'Croz, 2003). Ecología Marina: Comunidades Marinas: Arrecifes de Coral 9

11 LITERATURA CITADA Biblioteca de Consulta Microsoft Encarta Arrecifes de Coral Microsoft. Consultado en Diciembre 2006 Choat, J. (1991). The biology of herbivorous fishes on coral reefs. In: P. Sale (ed.), The Ecology of Fishes on Coral Reef. Academic Press, San Diego, California. pp Connell, J.H., Hughes, T.P. and Wallace, C.D. (1997). A 30-year study of coral abundance, recruitment and disturbance at several scales in space and time. Ecol. Monogr., 67(4): Dawes, C. J Botánica Marina. Editorial Limusa S. A. de C. V. México, D. F. 673 pp. García Coll, I., Guevara Carrió, E. y Bosch Méndez, A. (1988). Estudio de las comunidades de peces en un arrecife costero cubano. Rev. Invest. Mar., IX(3): Glynn, P. (1976). Some physical and biological determinants of coral community structure in the eastern Pacific. Ecol. Monogr., 46: Hughes, T. P., Baird, A. H., Dinsdale, E. A., Moltschaniwinskyj, N. A., Pratchett, M. S., Tanner, J. E. and Willis, B. L. (1999). Patterns of and ecology of the different life stages of corals, to integrate and implement this information in recovery programs on different scales and among reefs. International Petroleum Industry Environmental Conservation Association (IPIECA), Impactos Biológicos de la contaminación por hidrocarburos: Arrecifes de Coral. Serie de informes de IPIECA Vol 3. IPIECA ARPEL. Londres. 16 pp. Ecología Marina: Comunidades Marinas: Arrecifes de Coral 10

12 Jackson, J. B. C. and D'Croz, L El océano se divide. In: Coates, A. G. (Ed.), Paseo Pantera: Una historia de la naturaleza y cultura de Centroamérica. Washington DC and London: Smithsonian Institution Press. P Medina-Rosas, P. J. D. Carriquiry, A. L. Cupul-Magaña Reclutamiento de Porites (Scleractinia) sobre sustrato artificial en arrecifes afectados por El Niño en Bahía de Banderas, Pacífico mexicano. Ciencias Marinas 31(1A): Ruiz, L. J., E. Méndez de E., A. Torres de J., A. Prieto-A., B. Marin & Á. Farina Composición, abundancia y diversidad de peces arrecifales en dos localidades del Parque Nacional Mochima, Venezuela. Ciencias Marinas 29(2): Ecología Marina: Comunidades Marinas: Arrecifes de Coral 11