Two-year temporal response of benthic macrofauna and sediments to hypoxia in a tropical semi-enclosed bay (Cienfuegos, Cuba) / Respuesta temporal durante dos años de la macrofauna bentónica y sedimentos a la hipoxia en una bahía semi-cerrada tropical (Cienfuegos, Cuba)

AbstractHypoxia is the depletion of dissolved oxygen below 2 mg O2/L. Relatively few studies on hypoxia and its effects on benthic macrofauna have been done in tropical marine ecosystems. This study describes the temporal response of the water column, sediments and macrofauna to seasonal hypoxia in a semi-enclosed bay (Cienfuegos, Caribbean Sea). The Calisito site was sampled monthly from June 2010 until February 2012, yielding 21 sampling times. At each sampling event water and sediment samples were collected for measuring the abiotic variables (temperature, salinity, dissolved oxygen, nutrients, redox potential discontinuity, silt/clay and organic matter content) and macrofauna (abundance and species richness). Temperature and surface salinity followed a typical temporal pattern during the summer/rainy and the winter/dry periods. Salinity stratification occurred in the rainy period, lasting three months in 2010 and six months in 2011. The bottom water dissolved oxygen indicated hypoxic and anoxic events during the wet periods of 2010 and 2011 associated with salinity stratification, low hydrodynamics and oxidation of the accumulated organic matter. Over the study period, 817 individuals were collected and identified. Polychaetes were the dominant group in terms of abundance (57 % of total) followed by mollusks (41%). Hypoxia (and occasionally anoxia) caused strong deleterious effects on the abundance and species richness of macrofaunal communities in the study site. The most abundant polychaetes were opportunistic species with high tolerance to hypoxic conditions: Prionospio steenstrupi, Polydora sp.and Paraprionospio pinnata. Most of them colonized relatively fast once hypoxia ended. Persistent species such as Caecum pulchellum and Parvanachis obesa were present during hypoxia with fluctuating densities and apparently recover to higher abundances when normoxic conditions are re-established. Macoma tenta and Tellina consobrina colonized approximately 1-2 months later than the first polychaete peak during normoxia. Probably, the deleterious effects of hypoxia on the macrofauna were intensified by negative interspecific relationships such as competition by suitable space and predation. The recolonization of macrofauna depended possibly on local transport by currents within the bay because the connection with the Caribbean Sea is relatively limited. In summary, seasonal hypoxia in Cienfuegos Bay influences the water and sediment geochemistry and reduces both the abundance and diversity of macrofauna.

ResumenLa hipoxia es la disminución del oxígeno disuelto por debajo de 2 mg O2/L. Relativamente pocos estudios sobre la hipoxia y sus efectos en la macrofauna bentónica han sido realizados en ecosistemas marinos tropicales. Este estudio describe la respuesta temporal de la columna de agua, los sedimentos y la macrofauna a la hipoxia estacional en una bahía semicerrada en Cienfuegos, Mar Caribe. La estación de Calisito fue muestreada mensualmente de Junio 2010 a Febrero 2012, resultando en 21 eventos de muestreo. En cada oportunidad se recolectaron muestras de agua y sedimento para la medición de las variables abióticas (temperatura, salinidad, oxígeno disuelto, discontinuidad del potencial redox, contenido de limo/arcilla y materia orgánica) y macrofauna (abundancia y riqueza de especies). La temperatura y la salinidad superficial presentaron un patrón temporal típico durante los periodos de verano/ lluvia e invierno/seca. Ocurrió estratificación por salinidad en el periodo lluvioso, que duró tres meses en 2010 y seis en 2011. El oxígeno disuelto de fondo indicó eventos de hipoxia y anoxia durante los periodos lluviosos de 2010 y 2011 asociados con la estratificación de la columna de agua, la hidrodinámica lenta y la oxidación de la materia orgánica acumulada. Esto causó efectos deletéreos en la abundancia y diversidad de la macrofauna. Los poliquetos más abundantes fueron especies oportunistas con alta tolerancia a condiciones hipóxicas: Prionospio steenstrupi, Polydora sp. y Paraprionospio pinnata. La mayoría de estos colonizaron relativamente rápido una vez que terminó la hipoxia. Especies persistentes como Caecum pulchellum y Parvanachis obesa estuvieron presentes durante la hipoxia con densidades fluctuantes y aparentemente recuperaron sus abundancias cuando las condiciones normóxicas fueron re-establecidas. Macoma tenta y Tellina consobrina colonizaron 1-2 meses después que el primer pico de poliquetos durante la normoxia.Probablemente, los efectos deletéreos de la hipoxia en la macrofauna fueron intensificados por relaciones interespecíficas negativas como la competencia por espacio y la depredación. La recolonización de la macrofauna dependió probablemente del transporte local por las corrientes dentro de la bahía pues la conexión con el mar Caribe es relativamente limitada. En resumen, la hipoxia estacional en la bahía de Cienfuegos influencia la geoquímica del agua y los sedimentos y reduce la abundancia y diversidad de la macrofauna.

Variaciones de la infracomunidad parásita durante la ontogenia de Chromis cyanea(Perciformes: Pomacentridae) en la costa norte de La Habana, Cuba / Variations of the parasitic infracommunity during the ontogeny of Chromis cyanea (Perciformes: Pomacentridae) in the North coast of Havana, Cuba

Chromis cyaneaes una de las especies marinas más comunes y abundantes de los arrecifes cubanos. En este estudio se cuantifica la infracomunidad de parásitos durante el desarrollo ontogenético de Chromis cyanea(Pisces: Pomacentridae) de la costa norte de La Habana, Cuba. Los objetivos son probar que las especies núcleo son responsables de la estructura en la infracomunidad y aparecen antes que las especies raras y estocásticas. Determinar si existe relación entre los descriptores ecológicos de la infraco-munidad parásita con la longitud total. Se capturaron 278 ejemplares de C. cyaneadurante la estación de seca (Abril) del 2010. Se analizó un rango de tallas de 1.5 a 11.5 cm de largo total y se incluyeron ejemplares juveniles y adultos. Se recolectaron 2 861 especímenes parásitos pertenecientes a 20 taxa: Crustacea (5), Nematoda (5), Trematoda (4), Cestoda (2), Monogenea (2), Turbellaria (1) y Ciliophora (1). Los taxa Tetraphyllidea y Anilocra chromisconstituyen el núcleo de la infracomunidad parásita. La secuencia de aparición y la persistencia de estos taxa durante el desarrollo ontogenético apoyan la hipótesis de las especies núcleo. Los cambios en la infracomunidad, a partir de la talla de 6 cm, podrían ser el resultado de un efecto acumulativo unido a cambios en la dieta que provocan la ingestión de nuevos estadíos infectivos. Se concluye que el desarrollo ontogenético de C. cyaneaconstituye una variable importante en la formación de la infracomunidad parásita.

The infracommunity of parasites of Chromis cyanea(Pisces: Pomacentridae) was studied along the ontogenetic development in the North coast of Havana, Cuba. The objectives were: a- to prove that the core species appears before the strange and stochastic species and they are responsible for the structure in the infracommunity, b- to determine if there is a relationship among the ecological describers of the parasitic infracommunity with the total length. A total of 278 specimens of C. cyaneawere captured during the dry season (April) of 2010. The body size range was from 1.5 to 11.5 cm including juvenile and adults. We collected 2 861 parasite specimens belonging to 20 taxa: Crustacea (5), Nematoda (5), Trematoda (4), Cestoda (2), Monogenea (2), Turbellaria (1) and Ciliophora (1). The taxa Tetraphyllidea and Anilocra chromisconstituted the core of the parasitic infracommunity. The sequence of appearance and persistence of these taxa during the ontogenetic development, supported the hypothesis of the core species. The changes in the infracommunity, from 6 cm body size, could be the result of an accumulative effect combined with changes of the diet that caused the ingestion of new parasite infective stages. We concluded that the ontogenetic development of C. cyaneaconstitutes an important variable in the formation of the parasitic infracommunity.

Spatial and temporal variations of meiofaunal communities from the western sector of the Gulf of Batabanó, Cuba: II. Seagrass systems

The meiofauna from seagrass meadows in the western sector of the Gulf of Batabanó, Cuba were studied to describe the spatial and temporal variations in community structure. Replicated cores were taken in three locations (arranged in m- and km-scales) and in two seasons (dry and wet). The meiofauna (metazoans between 500 and 45 microm) were identified to major taxa. Temporal changes in the meiofaunal communities could not be detected and they are not linked to the subtle seasonal changes in the water column. A larger variation in community structure was observed in the spatial m-scale (among cores in a station) probably accredited to heterogeneity of microenvironment and biological processes. A second source of variation in the km-scale (among locations) was identified relating to physical processes affecting seagrass meadows: marine currents and anthropogenic disturbances. Distribution patterns of meiofauna across locations coincide with one study from 20 years ago in seagrass beds (i.e. higher densities in area closer to break-shelf and diminution of fauna at southern of Pinar del Rio); however, cumulative anthropogenic disturbances on seagrass meadows would most likely explain the depletion of communities observed in our survey in comparison with decades ago. Estimates of meiofaunal density and richness of major taxa from our study (and other areas from the Cuban shelf) are consistently lower than other temperate and tropical sites; possibly caused by low primary productivity due to narrow tidal amplitude and oligotrophic waters.

La meiofauna asociada a pastos marinos en el sector occidental del Golfo de Batabanó, Cuba se estudió para describir las variaciones espaciales y temporales en la estructura de la comunidad. Se tomaron muestras repetidas, a escala de m- y km, en tres localidades y en dos estaciones (seca y lluvia). La meiofauna (metazoos entre 500 y 45 μm) fue identificada hasta grupos taxonómicos principales. No se detectaron cambios estacionales en la estructura de las comunidades de meiofauna ni asociación con los factores abióticos en la columna de agua. La mayor variación en la estructura de la comunidad fue observada a escala espacial de metros (entre muestras en una estación), causada probablemente por la heterogeneidad del micro-ambiente y procesos biológicos. La segunda fuente de variación aparece en escala de kilómetros (entre localidades) y está relacionada a procesos físicos que afectan los pastos marinos: corrientes marinas y disturbios antropogénicos. Los patrones de distribución de la meiofauna a través de las localidades coinciden con un estudio de hace 20 años en pastos marinos (densidades mayores en las áreas más cercanas al borde de la plataforma y menores en el Sur de Pinar del Río); sin embargo, la acumulación de los efectos del impacto antropogénico probablemente explique la disminución de la densidad en las comunidades actuales de meiofauna. Los estimados de densidad de meiofauna y de riqueza de táxones en nuestro estudio (y en otras áreas de la plataforma de Cuba) son coherentemente más bajos que en otros sitios templados y tropicales; la causa posible es la baja productividad primaria debido a la estrecha amplitud de mareas y la oligotrofia de las aguas.