ABSTRACT
Abstract Introduction: Estimates of contemporary connectivity of the broadcast spawning coral Pocillopora verrucosa between multi-use marine protected areas (MUMPAs) are required to assess MUMPA effectiveness and their ability to enhance resilience against disturbances. Objective: To determine the genetic structure and connectivity patterns between P. verrucosa demes inside the Gulf of California and evaluate the role and effectiveness of established MUMPAS in their protection and resilience. Methods: We assessed P. verrucosa connectivity along its peninsular range (∼350 km), including five locations and three MUMPAs in the Gulf of California using six microsatellite genetic markers. Results: Population structure was significant (F ST = 0.108***) when demes included clonal replicates; however, when these clones were removed from the analysis, the sexual individuals comprised a metapopulation panmixia (F ST = 0.0007 NS). To further understand connectivity patterns, an assignment test was carried out which identified ten recent between-deme migrants with a mean dispersal distance of 116.6 km (± 80.5 SE). No long-distance dispersal was detected. These results highlight the ecological importance of the Bahía de La Paz region, including Archipiélago de Espíritu Santo MUMPA. This region, located at the center of the species peninsular range, exports larva to downstream sink demes such as the Loreto (northwardly) and Cabo Pulmo (southwardly) MUMPAs. Of importance, inter-MUMPA spacing was larger than the mean larval dispersal by ~56 km, suggesting thar the designation of intermediate 'no-take' zones would enhance short-distance connectivity. Conclusion: This study contributes as a baseline for policymakers and authorities to provide robust strategies for coral ecosystem protection and suggest that protection efforts must be increased towards peninsular intermediate reefs to promote metapopulation resilience from natural and anthropogenic factors.
Resumen Introducción: La estimación de la conectividad en corales escleractinios, como P. verrucosa, dentro de una red de áreas marinas protegidas (MPA) preestablecidas es fundamental para garantizar la efectividad en su conservación e incrementar su resiliencia. Objetivo: Determinar la estructura genética y la conectividad entre los demes de P. verrucosa dentro del Golfo de California, y evaluar el papel y efectividad de la red preestablecida de áreas marinas protegidas. Métodos: Se evaluó la conectividad de P. verrucosa en cinco locaciones a lo largo del golfo incluyendo tres MPA usando seis marcadores microsatélites. Resultados: Se demostró que existe estructura poblacional adjudicada a la presencia local y heterogénea de individuos clones (F ST = 0.108***); pero al removerlos del análisis, los individuos de origen sexual conformaron una metapoblación en panmixia (F ST = 0.0007 NS). Así mismo, se identificaron 10 potenciales migrantes en la región con una dispersión promedio de 116.57 km (± 80.47 SE) y sin conexión entre localidades extremas. De relevancia, se identificó la importancia ecológica del área central o Bahía de La Paz y MPA Archipiélago Espíritu Santo, como fuente larvaria de corales a toda la región. Además, se determinó que el espacio inter-MPA fue mayor que la distancia de dispersión promedio larvaria mencionada, por lo que sería de importancia ecológica el establecimiento de MPAs intermedias que favorezcan la conectividad a distancias cortas. Conclusiones: Los resultados encontrados en el estudio son pertinentes y contribuyen como línea base para los tomadores de decisiones y autoridades, proporcionando la conectividad de la región para establecer las estrategias de protección apropiadas, sugiriendo aumentar la conservación de las subpoblaciones centrales, la cuales promueven la resiliencia metapoblacional de P. verrucosa ante factores ambientales y/o antropogénicos.
Subject(s)
Anthozoa/genetics , Marine Conservation AreaABSTRACT
Exotic fish species has caused several impacts on aquatic biodiversity. The Lago de Pátzcuaro has some well-studied exotic species, except the Lerma livebearer Poeciliopsis infans. This fish species was introduced into the Lago de Pátzcuaro before 1997 and the aspects of its biology are still unknown. In this study we assessed aspects of the trophic ecology of this exotic fish, P. infans, using gut content and stable isotope analysis to understand its capacity to tolerate anthropogenic environmental degradation in the Lago de Pátzcuaro. We also determined its trophic guild position (TP) using the TrophLab Program and stable isotope. Niche breadth was calculated by standardized Levins’ Index (Bi). Fish was captured with a seine during wet and dry seasons at six environmentally different sites and gut contents were obtained. We analyzed a total of 239 gut contents of P. infans. The contribution of each food item in the diet was quantified using frequency of occurrence and area percentage. The importance of each prey item was determined according to the index of relative importance (IRI), and the omnivory index (OI) was used to assess the feeding behavior. Fish were categorized by size and the diet was compared between fish sizes and sites. Dorsal muscle tissue and water hyacinth tissue was obtained for nitrogen isotope signature (δ15N) analysis. Additionally, we measured water and habitat quality to evaluate environmental conditions at each site. We concluded that P. infans is an omnivore (OI=0.28) that consumes mainly detritus (44%), epiphytic diatoms (37%), and secondary on terrestrial insects (6%) and zooplankton (10%). The fish can behave as a specialist (Bi=0.39) or generalist (Bi=0.68) and as a primary consumer (TROPH=2.2; TP=2.3) with a feeding strategy that was the same at different sizes, seasons and sites. None of the evaluated sites showed good environmental quality. We argue that P. infans can tolerate changes in water quality and feeding items availability, because it can exploit resources in multiple trophic webs. However, this species could be dependent on habitat complexity, especially in the aquatic vegetation cover.
Las especies de peces exóticas han causado numerosos impactos sobre la biodiversidad acuática. El Lago de Pátzcuaro tiene especies exóticas bien estudiadas, excepto el Guatapote del Lerma, Poeciliopsis infans. Esta especie fue introducida en el Lago de Pátzcuaro antes de 1997 y los aspectos de su biología son aún desconocidos. Se estudiaron aspectos de la ecología trófica de este pez exótico, P. infans, mediante el uso de análisis de contenidos del tracto digestivo para entender su capacidad para tolerar la degradación ambiental antrópica en el Lago de Pátzcuaro. Lo que involucró la determinación del gremio y posición trófica (TP) con el programa TrophLab e isotopos estables. La amplitud de dieta fue calculada con el índice estandarizado de Levin (Bi). Un total de 239 tractos digestivos de P.infans fueron analizados. Los peces fueron capturados con una red tipo chinchorro durante la temporada de lluvias y estiaje en seis sitios ambientalmente distintos. La contribución de cada componente de la dieta fue cuantificada con la frecuencia de ocurrencia y el porcentaje de área. La importancia relativa de cada artículo alimentario fue determinada de acuerdo al índice de importancia relativa (IIR) y el índice de omnivoría (OI) fue usado para estimar la conducta en la forma de alimentarse. La dieta fue comparada entre tallas y entre sitios de estudio. El tejido de músculo dorsal y el tejido de lirio fueron obtenidos para determinar valores de δ15N. De manera adicional, la calidad del agua y del hábitat fue medida para evaluar la condición ambiental en cada sitio. P. infans es un omnívoro (OI=0.28) que consume principalmente detritus (44%), diatomeas epifíticas (37%) y de forma secundaria insectos terrestres (6%) y zooplancton (10%); puede comportarse como especialista (Bi=0.39) o generalista (Bi=0.68) y consumidor primario (TROPH=2.2; TP=2.3). La estrategia alimenticia fue similar entre tallas, temporadas y sitios. Ningún sitio mostró buena calidad ambiental. Los resultados del presente estudio permiten argumentar que P. infans puede tolerar cambios en la calidad del agua y en la disponibilidad de artículos alimenticios, porque puede usar recursos provenientes de múltiples redes tróficas. Sin embargo, esta especie podría ser dependiente de la complejidad del hábitat, especialmente de la cobertura de la vegetación acuática.