Reclutamiento

Gobio en Midway Reef, Kimbe Bay, Papua Nueva Guinea. Foto © Jeff Yonover

El reclutamiento es el proceso mediante el cual individuos jóvenes (p. Ej., Larvas de peces y corales, propágulos de algas) se someten a un asentamiento larvario y se convierten en parte de la población adulta. La velocidad, la escala y la estructura espacial de la dispersión de larvas impulsan la reposición de la población y, por lo tanto, tienen implicaciones significativas para la dinámica de la población, la orientación de la reserva marina y la resiliencia de un sistema.

Modelo conceptual de procesos que conducen al reclutamiento de coral hacia el bentos. Las flechas a la derecha representan posibles limitaciones de reclutamiento. Las flechas hacia abajo indican la progresión exitosa de una larva de coral a través de los pasos para el reclutamiento. Modificado de Arnold et al. 2010.

Ilustración de reclutamiento, después de Arnold et al. 2010

Los pasos fundamentales requeridos para un reclutamiento exitoso incluyen: 1) la disponibilidad de larvas competentes (dependientes de la conectividad); 2) la capacidad de las larvas para asentarse – a menudo ayudada por señales químicas que inducen el asentamiento y la metamorfosis; y 3) la disponibilidad de un sustrato de asentamiento adecuado donde la supervivencia posterior al asentamiento es alta. ref.

El asentamiento y el reclutamiento de larvas de coral ocurren solo si se cumplen ciertas condiciones, y el comportamiento de las larvas de coral controla su capacidad para establecerse. Por ejemplo, para que las larvas de coral se asienten, las larvas deben moverse a profundidades específicas, buscando intensidades de luz específicas que favorezcan el asentamiento. Una vez que las larvas entran en contacto con el bentos (es decir, el fondo marino), algunos organismos, como las algas coralinas, proporcionan señales químicas que desencadenan la metamorfosis y el asentamiento de los corales. ref.

Orientación para Administradores

Explorar las siguientes preguntas relacionadas con el reclutamiento puede proporcionar a los administradores una mejor comprensión del reclutamiento en sus sitios y puede informar estrategias de manejo, como el establecimiento de áreas marinas protegidas (AMPs), restricciones de pesca o manejo de cuencas. En cada una de las siguientes secciones se destaca la guía de gestión específica.

¿Qué condiciones oceanográficas físicas caracterizan el sitio?

Los procesos oceanográficos físicos a gran escala, como las corrientes oceánicas, los afloramientos y los remolinos pueden causar una mezcla considerable y afectar el transporte de larga distancia de las larvas pelágicas . Estos procesos a gran escala también afectan los patrones de reclutamiento a escalas más pequeñas (a nivel de sitio); las corrientes y las áreas de surgencia tendrán un efecto directo en la extensión del transporte larvario a lugares distantes y el movimiento de las larvas en sitios particulares, y por lo tanto los patrones generales de reclutamiento. A una escala más pequeña, otros procesos físicos pueden mejorar o inhibir la dispersión larvaria y los patrones de reclutamiento, tales como micro-corrientes, pequeños remolinos, luz, áreas de constricción del flujo, salinidad, profundidad y sedimentación.

GUÍA DE MANEJO

  • Para comprender mejor estos procesos físicos a gran escala y cómo afectan las áreas locales, los gerentes deben examinar las corrientes oceanográficas dentro del área. Información sobre corrientes oceánicas superficiales y las mareas proporciona a los gerentes los patrones generales de movimiento y la distribución larvaria esperada.
  • Con la información del patrón de reclutamiento, los administradores pueden tomar decisiones informadas sobre el tamaño de la AMP, la ubicación y la distancia entre las AMPs dentro de una red. Sin embargo, analizar las condiciones oceanográficas físicas y modelar el transporte de larvas y los patrones de dispersión para informar el diseño de AMP es un campo relativamente nuevo y puede ser muy desafiante (vea Cowen y otros, 2006 y Steneck et al. 2009 para obtener ejemplos de cómo la oceanografía puede afectar el transporte de larvas y dispersión). Es probable que requiera experiencia técnica significativa, acceso a modelos complejos y asociaciones entre oceanógrafos y administradores.

¿Dónde están las fuentes de larvas para el sitio?

La producción, el asentamiento y la supervivencia de las larvas dependen de la disponibilidad de áreas de origen. La fuente de larvas puede ser una ubicación externa, o la fuente puede ser local si la producción y el asentamiento de larvas ocurren en el mismo arrecife. Si la fuente es local, el sistema se considera auto reclutamiento y no depende de fuentes externas de larvas para la reposición. El patrón de intercambio larvario y el grado en que las larvas se originan en poblaciones externas ayudan a explicar conectividad entre y entre los arrecifes de coral. Una gran cantidad de auto-siembra conduce a una baja conectividad, mientras que las altas tasas de intercambio larvario con otras poblaciones generan una alta conectividad.ref.

Comprender los patrones de reclutamiento de coral, como dónde se originan y se asientan las larvas, es un desafío. En el campo de la ecología de las larvas, los científicos solían considerar que las larvas eran partículas pasivas transportadas por las corrientes oceánicas a lugares lejos de su lugar de nacimiento. Sin embargo, estudios más recientes sugieren que algunas poblaciones de peces de arrecife se auto reclutan, y las larvas y juveniles pueden regresar intencionalmente a sus sitios de nacimiento. ref. Los autores encontraron un auto reclutamiento mayor al esperado (posiblemente tan alto como 60%) en poblaciones de peces de arrecife, y estudios más recientes ref. Apoya estos hallazgos originales. Los científicos están descubriendo que la mayoría de los corales reclutan relativamente a nivel local ref. porque los corales tienen duraciones larvarias relativamente cortas (días a semanas), y muchos corales se reclutan más cerca de su fuente que los peces de arrecife. ref. Los estudios que demuestran la retención local de larvas son importantes porque sugieren que las reservas marinas pueden proporcionar beneficios de reclutamiento no solo más allá, sino también dentro de sus límites. La mayoría de los ecosistemas de arrecifes no son exclusivamente de auto-reclutamiento o dependen de fuentes externas. Las proporciones de larvas que se originan en ubicaciones internas o externas pueden variar ampliamente dentro y entre los sistemas de arrecifes. Si una comunidad de corales que se auto recluta exclusivamente sufre mortalidad masiva debido a un evento de perturbación, hay pocas posibilidades de recuperación, ya que todas las fuentes de larvas se vieron afectadas. Del mismo modo, la recuperación de una comunidad de coral que depende únicamente de fuentes externas depende completamente de la llegada de las larvas de coral que han sobrevivido al evento de perturbación. Un arrecife que proporciona y recibe larvas es más probable que sea resistente a la perturbación por dos razones porque: 1) tiene múltiples fuentes de larvas para mejorar la recuperación y 2) el acceso a larvas externas puede aumentar el potencial de una mayor diversidad genética.

GUÍA DE MANEJO

  • Para apoyar la recuperación de una perturbación (por ejemplo, la decoloración), puede ser óptimo tener una combinación de auto reclutamiento y fuentes externas de reclutamiento.
  • El registro de los reclutas debe incluirse en los protocolos de monitoreo del sitio para ayudar a determinar el potencial de recuperación de un arrecife.
  • Se deben priorizar las acciones de manejo que reducen la biomasa de algas en los arrecifes de coral porque el crecimiento excesivo de algas reduce la supervivencia de los corales recién asentados.
  • Las acciones de manejo que reducen la biomasa de algas causada por la pesca excesiva de herbívoros o la eutrofización (por ejemplo, el establecimiento de áreas de no extracción, la mejora de la calidad del agua) ayudarán a mejorar el reclutamiento de coral y, en consecuencia, la recuperación del coral después de una perturbación.
  • Los herbívoros deben administrarse a la escala de todo el arrecife porque los herbívoros desempeñan un papel tan importante en los ecosistemas de arrecifes de coral. Los ejemplos de tales estrategias de manejo incluyen políticas que prohíben la captura de peces herbívoros en países enteros (por ejemplo, Bonaire, Belice) y políticas que prohíben la exportación de peces de arrecife (por ejemplo, en Palau).

¿Hay hábitat adecuado para los reclutas?

Encontrar un espacio desocupado y un hábitat adecuado para el asentamiento en los arrecifes de coral es un proceso competitivo para las larvas de coral. Si un hábitat es desfavorable para la sedimentación de corales, el reclutamiento no tendrá éxito.

El comportamiento de las larvas (p. Ej., Control del movimiento, metamorfosis y asentamiento), las condiciones ambientales (p. Ej., Las corrientes oceánicas que afectan el transporte de las larvas) y la disponibilidad y el tipo de sustrato (p. Ej., La presencia de algas coralinas y / o la ausencia de macroalgas) influyen en la Capacidad de las larvas para asentarse.

El tipo de sustrato es un factor importante que influye en el asentamiento de las larvas de coral y un posible determinante de la estructura de la comunidad de coral. Los sustratos, como el coral vivo, los sedimentos, las macroalgas, las esponjas incrustadas y los sustratos sueltos y no consolidados no son adecuados para el asentamiento de los reclutas de coral. El hábitat de reclutamiento adecuado incluye un tipo de fondo estable, una sedimentación limitada en la columna de agua y la ausencia de grandes macroalgas.

La idoneidad de una superficie para el asentamiento de coral está determinada por las propiedades químicas o biológicas de la superficie. La presencia de algas puede reducir en gran medida la supervivencia y el éxito del asentamiento de los corales. planulas. Un estudio reciente sobre el coral de construcción de arrecife hawaiano común. Montipora capitata encontraron una relación negativa entre la densidad de los primeros años de vida, los corales (pólipos 1-3) y las algas carnosas. Las planulas que se asientan en áreas dominadas por algas no solo sufren un aumento de la mortalidad indirecta inducida por algas, sino que también experimentan un menor éxito de reclutamiento ya que es poco probable que las algas sirvan como sustrato estable para el crecimiento futuro de los corales. ref.

Se ha demostrado que la presencia de propiedades químicas en algas coralinas crustosas (CCA) y otros sustratos, como el coral muerto, estimula el asentamiento de las larvas de coral. ref. Las larvas de coral parecen ser capaces de reconocer y responder a las firmas químicas en CCA en la selección de la ubicación del hábitat del asentamiento. ref.

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  • Programas de monitoreo debe evaluar la disponibilidad de hábitat adecuado, buscando específicamente áreas de ACC o parches de coral muerto que puedan proporcionar un sustrato de asentamiento adecuado para los nuevos reclutas de coral.
  • Los administradores pueden usar esta información para asegurar que las áreas con un suministro adecuado de reclutas y un hábitat de sustrato adecuado se incluyan en las áreas protegidas.

¿Qué es el conjunto de peces herbívoros en el sitio?

Los herbívoros desempeñan un papel clave en la influencia de las interacciones competitivas entre los corales y las macroalgas (es decir, los herbívoros consumen algas y crean un espacio para que los reclutas de coral se asienten). Por lo tanto, la abundancia y la estructura comunitaria de peces herbívoros y pastores de invertebrados pueden influir enormemente en el reclutamiento de corales. La presencia de peces de arrecife en pastoreo, como el pez loro, puede reducir la cobertura de macroalgas y, por lo tanto, facilitar el reclutamiento de coral. ref.

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  • El manejo que está diseñado para mejorar el reclutamiento de coral debe incluir estrategias que reduzcan la cobertura de algas mediante el mantenimiento de altos niveles de peces de arrecife de pastoreo e invertebrados. Para hacer esto, los gerentes necesitan evaluar Los tipos y la extensión del pastoreo que se producen dentro del área.
  • Prohibir o limitar la captura de especies herbívoras es crítico para mantener la capacidad de recuperación de los arrecifes en áreas donde los herbívoros son atacados, y debe ser una alta prioridad para el manejo de los arrecifes en sistemas dominados por algas.