ABSTRACT
AbstractIn community ecology, the knowledge of abiotic factors, that determine intraspecific variability in ecophysiological and functional traits, is important for addressing major questions, such as plant community assembly and ecosystem functioning. Mangroves have several mechanisms of resistance to salinity and most species exhibit some xeromorphic features in order to conserve water. Leaf area and stomatal density play an important role in maintaining water balance, and gas exchange is regulated by their aperture and density, two traits that vary intraspecifically in response to environmental conditions, such as water stress and salinity. In this study, we evaluated the effects of salinity on stomatal density, leaf area and plant size in R. mangle and we tested for associations among the three variables, across three sites along a natural salinity gradient in the XelHá Park, Quintana Roo, Mexico. We hypothesized that high salinity sites would produce smaller plants, with smaller leaves, and fewer stomata. Three sampling sites with different environmental conditions were chosen and salinities were monitored monthly. A total of 542 plants were tagged and tree heights and diameters were measured for each individual within each of the three sampling sites. Three leaves from 20 trees from each site were measured to determine leaf area. Stomatal densities were determined in each leaf using nail polish casts, examining ten 1 mm squares per leaf under an optical microscope. A principal component analysis was used to assess association between tree height, leaf area, and stomatal density for each plot. The salinity gradient was reflected in plant size, producing smaller plants at the higher salinity site. The largest leaves were found at the low salinity site (51.2 ± 24.99 cm2). Leaf length was not correlated to plant size (LL vs. tree height: r= 0.02, P= 0.8205; LL vs. trunk diameter: r= 0.03, P= 0.7336), so we concluded that leaf length is an environmentally plastic trait of red mangroves that may vary as a function of environmental conditions, such as hydric stress caused by elevated salinity. The larger leaves from the low salinity site had lower densities of stomata (65.0 stomata.mm2 SD= 12.3), and increasing salinities did not decrease stomatal density (intermediate salinity site: 73.4 stomata.mm2 SD= 13.5; high salinity site: 74.8 stomata.mm2 SD= 17.3). Our results confirm that stomatal density is inversely related to leaf area (r= -0.29, P < 0.001), especially leaf width (r= -0.31, P < 0.001), and that salinity may increase stomatal density by causing reduction of leaf size.
ResumenLos manglares tienen varios mecanismos de resistencia salina y la mayoría de las especies presentan algunas características xeromórficas con el fin de conservar el agua. El tamaño de la hoja y la densidad de los estomas desempeñan un papel importante en el mantenimiento del equilibrio hídrico. El intercambio de gases puede mediarse mediante la regulación de la apertura de los estomas, así como el número de estomas sobre la epidermis, dos características que pueden variar intraespecíficamente en función las condiciones ambientales, tales como el estrés hídrico. Rhizophora mangle es una de las especies de mayor importancia en América del Norte y Sur, y de África occidental. El objetivo de este trabajo fue evaluar los efectos de la salinidad sobre la densidad de los estomas, el tamaño de la hoja y el tamaño de las plantas de Rhizophora mangle y determinar si existe una relación entre las tres variables, comparándose tres ambientes diferentes a lo largo de un gradiente natural de salinidad en Xel-Há, Quintana Roo, México. La hipótesis fue que los ambientes de alta salinidad producirían plantas más pequeñas, con hojas más pequeñas y menos estomas. Se seleccionaron tres sitios de estudio con condiciones ambientales diferentes y se midió la salinidad cada mes. Un total de 542 plantas fueron etiquetadas en los tres sitios, y se midió su altura y diámetro del tronco. Se recolectaron tres hojas de 20 árboles en cada uno de los sitios, y se obtuvo el área de cada hoja. La densidad estomática se midió mediante la técnica de microrelieve con barniz de uñas, observando diez 1 mm cuadrados bajo un microscopio óptico. Se utilizó un análisis de componentes principales para determinar la asociación entre altura de árbol, área de hoja y densidad estomática. El gradiente de salinidad se vio reflejado en el tamaño de las plantas, produciendo plantas más pequeñas en el sitio de alta salinidad. El largo de las hojas no se correlacionó con el tamaño de las plantas, por lo cual se concluyó que esta variable tiene plasticidad ambiental particular. Las hojas más grandes fueron encontradas en el sitio de baja salinidad y tuvieron densidades estomáticas menores. No se pudo observar que la densidad de estomas disminuyera con las altas salinidades. Estos resultados confirman que la densidad estomática es inversamente relacionada con el tamaño de la hoja, especialmente el ancho, y que la densidad estomática incrementa con la salinidad debido a la reducción del tamaño de hoja.
ABSTRACT
The queen conch Strombus gigas represents one of the most important fishery resources of the Caribbean but heavy fishing pressure has led to the depletion of stocks throughout the region, causing the inclusion of this species into CITES Appendix II and IUCNs Red-List. In Mexico, the queen conch is managed through a minimum fishing size of 200mm shell length and a fishing quota which usually represents 50% of the adult biomass. The objectives of this study were to determine the intrinsic population growth rate of the queen conch population of Xel-Ha, Quintana Roo, Mexico, and to assess the effects of a regulated fishing impact, simulating the extraction of 50% adult biomass on the population density. We used three different minimum size criteria to demonstrate the effects of minimum catch size on the population density and discuss biological implications. Demographic data was obtained through capture-mark-recapture sampling, collecting all animals encountered during three hours, by three divers, at four different sampling sites of the Xel-Ha inlet. The conch population was sampled each month between 2005 and 2006, and bimonthly between 2006 and 2011, tagging a total of 8 292 animals. Shell length and lip thickness were determined for each individual. The average shell length for conch with formed lip in Xel-Ha was 209.39±14.18mm and the median 210mm. Half of the sampled conch with lip ranged between 200mm and 219mm shell length. Assuming that the presence of the lip is an indicator for sexual maturity, it can be concluded that many animals may form their lip at greater shell lengths than 200mm and ought to be considered immature. Estimation of relative adult abundance and densities varied greatly depending on the criteria employed for adult classification. When using a minimum fishing size of 200mm shell length, between 26.2% and up to 54.8% of the population qualified as adults, which represented a simulated fishing impact of almost one third of the population. When conch extraction was simulated using a classification criteria based on lip thickness, it had a much smaller impact on the population density. We concluded that the best management strategy for S. gigas is a minimum fishing size based on a lip thickness, since it has lower impact on the population density, and given that selective fishing pressure based on size may lead to the appearance of small adult individuals with reduced fecundity. Furthermore, based on the reproductive biology and the results of the simulated fishing, we suggest a minimum lip thickness of ≥15mm, which ensures the protection of reproductive stages, reduces the risk of overfishing, leading to non-viable density reduction. Rev. Biol. Trop. 62 (4): 1343-1352. Epub 2014 December 01.
El caracol rosa Strombus gigas representa una de las especies de mayor importancia pesquera en el Caribe, pero la creciente presión pesquera ha llevado al deterioro de las poblaciones en toda la región, llevando a la inclusión de esta especie en el apéndice II de CITES y la lista roja de UICN. En México, el caracol rosa se maneja con una talla mínima de pesca de 200mm longitud de heliconcha y una cuota pesquera que generalmente representa el 50% de la biomasa adulta. Este estudio tuvo como objetivos determinar la tasa intrínseca de crecimiento poblacional del caracol rosa en Xel-Ha, Quintana Roo, México, y evaluar el efecto de un esfuerzo pesquero regulado, simulando la extracción del 50% de la biomasa adulta. Utilizamos tres diferentes criterios de talla mínima para la pesca, para evaluar el efecto de ésta sobre la densidad de la población y discutimos las implicaciones bilógicas asociadas. Los datos demográficos se obtuvieron mediante un muestreo de marcaje-recaptura, recolectando todos los animales presentes, durante tres horas, con tres buzos, en cuatro sitios diferentes de la caleta. En 2005 los muestreos fueron mensuales, y de 2006 a 2011 bimensuales, marcándose un total de 8 292 caracoles. Se obtuvo la longitud de heliconcha y grosor de labio de cada individuo. La talla media de caracoles con labio formado fue de 209.39±14.18mm y la mediana de 210mm. La mitad de los caracoles con un labio formado presentaban tallas de 200mm a 219mm longitud de heliconcha. Suponiendo que la presencia del labio es un indicador de madurez sexual, se puede concluir que muchos animales alcanzan la madurez sexual a tallas mayores de 200mm longitud de heliconcha y deberían ser considerados inmaduros. La estimación de la abundancia relativa y densidad de adultos varía ampliamente según el criterio de clasificación utilizado. Cuando se aplicó una talla mínima de 200mm longitud, el 26.2% a 54.8% de la población calificó como adulta, correspondiendo a un impacto pesquero simulado de casi un tercio de la población. El impacto fue menor simulando la extracción de adultos, utilizando un criterio de clasificación basado en grosor de labio. Se concluyó que la mejor estrategia de manejo para S. gigas es una talla mínima basada en el grosor de labio, ya que esta medida reduce el impacto sobre la densidad poblacional, y por el otro lado disminuye la presión selectiva sobre la talla, lo cual conduce a la aparición de individuos pequeños con fecundidad inferior. Más allá, basado en la biología reproductiva y los resultados de las simulaciones, recomendamos un grosor de labio mínimo de ≥15mm para la pesca, ya que esta medida asegura la protección de las etapas reproductivas y reduce el riesgo de sobrepesca, el cual llevaría a reducciones no viables de la densidad poblacional.