Cnidae sizes in the two morphotypes of the giant Caribbean anemone Condylactis gigantea (Actiniaria: Actiniidae) / Tamaños de cnidae en dos morfotipos de la anémona gigante del Caribe Condylactis gigantea (Actiniaria: Actiniidae)

Abstract The sea anemone Condylactis gigantea is an ecologically important member of the benthic community in coral reefs of the tropical Atlantic, and displays two morphotypes with respect to the color in their tentacular tips: the green tip morphotype and the pink/purple tip morphotype. Although some molecular and ecological differences have been found between these morphotypes, no other morphological distinctions have been reported, and currently both are still considered a single taxonomic species. In the present study, we perform an exploration on the variability in the size of cnidae between these two morphotypes and performed statistical analyses to compare the 10 categories of cnidae from specimens hosted in the Cnidarian Collection of Gulf of Mexico and Mexican Caribbean, of the Universidad Nacional Autónoma de México, which were previously collected in several coral reefs localities of the Yucatán Peninsula. Results reveal no significant variation in cnidae size between the two morphotypes, but significant variations were found within each morphotype. In addition, we update the composition of the cnidom of C. gigantea, and the utility of the size of cnidae to distinguish between morphotypes or closely related species is discussed. Rev. Biol. Trop. 66(3): 1055-1064. Epub 2018 September 01.

Resumen La anémona Condylactis gigantea es un miembro ecológicamente importante de la comunidad bentónica en arrecifes de coral del Atlántico tropical, y exhibe dos morfotipos con respecto al color de las puntas de sus tentáculos: el morfotipo de puntas verdes y el morfotipo de puntas rosadas/púrpuras. Aunque se han encontrado algunas diferencias moleculares y ecológicas entre estos morfotipos, no se han reportado otras distinciones morfológicas, y actualmente ambos siguen siendo considerados una sola especie taxonómica. En el presente estudio, realizamos una exploración sobre la variabilidad en el tamaño de los cnidocistos entre estos dos morfotipos y realizamos un análisis estadístico de 10 categorías de cnidocistos a partir de especímenes albergados en la Colección de cnidarios del Golfo de México y Caribe Mexicano, de la Universidad Nacional Autónoma de México, los cuales fueron previamente recolectados en varias localidades arrecifales de la Península de Yucatán. Los resultados no revelan variación significativa en el tamaño de los cnidocistos entre los dos morfotipos, aunque fueron encontradas variaciones significativas dentro de cada morfotipo. Adicionalmente, actualizamos la composición del cnidoma de C. gigantea, y discutimos sobre la utilidad de la talla de los cnidocistos para distinguir entre morfotipos o entre especies estrechamente relacionadas.

Population dynamics of Siderastrea stellata Verrill, 1868 from Rocas Atoll, RN: implications for predicted climate change impacts at the only South Atlantic atoll

ABSTRACT Coral reefs are one of the most vulnerable ecosystems to ocean warming and acidification, and it is important to determine the role of reef building species in this environment in order to obtain insight into their susceptibility to expected impacts of global changes. Aspects of the life history of a coral population, such as reproduction, growth and size-frequency can contribute to the production of models that are used to estimate impacts and potential recovery of the population, acting as a powerful tool for the conservation and management of those ecosystems. Here, we present the first evidence of Siderastrea stellata planulation, its early growth, population size-frequency distribution and growth rate of adult colonies in Rocas Atoll. Our results, together with the environmental protection policies and the absence of anthropogenic pressures, suggest that S. stellata population may have a good potential in the maintenance and recovery in the atoll. However, our results also indicate an impact on corals' recruitment, probably as a consequence of the positive temperature anomaly that occurred in 2010. Thus, despite the pristine status of Rocas Atoll, the preservation of its coral community seems to be threatened by current global changes, such as more frequent thermal stress events.

Influence of sediments and tungsten traces on the skeletal structure of Pseudodiploria: a reef building scleractinian coral from the Veracruz Reef System National Park, Mexico / Influencia de los sedimentos y trazas de tungsteno en la estructura del esqueleto de Pseudodiploria un coral escleractinio constructor de arrecifes del Parque Nacional Sistema Arrecifal Veracruzano, México

Abstract:Coral reefs are under intense conditions of stress caused by the anthropogenic activities in coastal areas and the increase of human population. Water effluents from urban and industrial areas carry large amounts of sediments and pollutants affecting corals populations, inducing bioerosion, increasing diseases and promoting the development of algae that compete for space with corals. In the Veracruz Reef System National Park (VRSNP) coral reefs are strongly affected by human activities carried out in the area. Gallega and Galleguilla reefs are among the most affected by wastewater discharges from the industrial (petrochemical and metallurgical) and urban areas in their vicinity. To assess the potential impact of this contamination on corals in the VRSNP, a chemical composition and morphology study of 76 Pseudodiploria colonies collected in reefs Gallega, Galleguilla, Isla Verde and Isla de Enmedio, was performed. Fragments of ~10 cm2 were collected and boric acid at 0.5 % was used to remove tissue from the skeleton; once clean, the morphology of each sample was determined with a scanning electron microscope (SEM). Subsequently, to test the chemical composition, an energy dispersion spectroscopy of X-ray chemical microanalysis (EDSX) was performed in the SEM. We found that corals from Gallega and Galleguilla reefs, located closer to human populations, presented high levels of tungsten and the skeleton exhibited multiple perforations. In contrast, corals from the farthest offshore reefs (Isla Verde and Isla de Enmedio) exhibited lower levels of tungsten and fewer perforations in their skeleton. These results demonstrated that anthropogenic activities in the NPVRS are affecting corals skeleton, highly damaging and promoting their bioerosion. The presence of traces of tungsten in the skeleton of corals is an evidence of the damage that waste discharges are causing to coral reefs. Discharges of large amounts of contaminants promoted the growth of harmful species that grow and develop into the corals skeleton, causing its bioerosion, and making them susceptible to disease and physical damage. This study is the first evidence of the effects of contamination on these species; therefore, further studies are necessary to determine the impact of pollution on their biology and survival. Rev. Biol. Trop. 64 (3): 1077-1089. Epub 2016 September 01.

ResumenLos arrecifes de coral se encuentran bajo condiciones intensas de estrés causado por las actividades antropogénicas y el incremento de las poblaciones humanas en las zonas costeras. Las descargas de aguas de origen urbano e industrial transportan sedimentos y contaminantes que afectan a las poblaciones de corales, induciendo la bioerosion, el aumento de enfermedades en los corales y promueven el desarrollo de algas que compiten por espacio con los corales. En el Parque Nacional Sistema Arrecifal Veracruzano (NPVRS) los arrecifes de coral son afectados fuertemente por las actividades humanas que se llevan a cabo en la zona. Los arrecifes Gallega y Galleguilla son de los más afectados por las descargas de aguas residuales provenientes de la industria (petroquímica y metalúrgica) y de áreas urbanas que desembocan sus aguas en las proximidades de los arrecifes. Para evaluar el posible impacto de las descargas de aguas en los corales del NPVRS, se realizó un estudio de la composición química y morfología de 76 colonias de Pseudodiploria en los arrecifes Gallega, Galleguilla, Isla Verde e Isla de Enmedio. Se recolectaron fragmentos de ~10 cm2, el tejido del esqueleto fue removido utilizando ácido bórico al 0.5 %. Una vez limpia la muestra, la morfología fue analizada con un microscopio electrónico de barrido (SEM), posteriormente, para analizar la composición química de las muestras, realizamos una espectroscopia de dispersión de energía o micro-análisis químico de rayos X (EDSX) en el SEM. Encontramos que los corales de los arrecifes Gallega y Galleguilla que se encuentran ubicados cerca de poblaciones humanas, presentan altos niveles de tungsteno y el esqueleto exhibe múltiples agujeros. En contraste, los corales de los arrecifes más lejanos (Isla Verde e Isla de En medio) mostraron niveles más bajos de tungsteno y un menor número de agujeros en su esqueleto. Nuestros resultados demuestran que las actividades antropogénicas en el NPVRS, están afectando el esqueleto de los corales y promueven la bioerosión. Las descargas de grandes cantidades de contaminantes hacia las zonas costeras, promueven el crecimiento de especies dañinas que crecen y se desarrollan dentro del esqueleto de los corales, causando bioerosión del esqueleto, haciéndolos susceptibles a enfermedades y daños físicos. Debido a que este estudio es la primera evidencia de los efectos de la contaminación sobre esta especie de corales, son necesarios más estudios para determinar el impacto de la contaminación sobre su biología y la supervivencia de los corales.

Sulfate reducing bacteria as secondary and necessary pathogens in black band disease of corals / Bacterias reductoras de sulfato como patógenos secundarios y necesarios en la enfermedad de la banda negra de coral

Black band disease (BBD) is a complex, polymicrobial disease that consists of cyanobacteria, sulfide-oxidizing and sulfate-reducing bacteria (SRB), and heterotrophic bacteria. The cyanobacterium Roseofilum reptotaenium has been implicated as the primary pathogen of BBD, but other consortium members may be secondary pathogens that are necessary to the development of the disease. It is known that populations of the sulfate-reducing bacterium Desulfovibrio are present in BBD and that these populations generate sulfide within the band as a byproduct of dissimilatory sulfate reduction. It is also known that exposure of healthy corals to sulfide leads to cell lysis and coral tissue death. Previous work showed that when freshly collected BBD, which easily infects healthy corals, is exposed to sodium molybdate, a specific inhibitor of sulfate reduction, infection does not occur. In this study we examined the effect of sodium molybdate on infection of corals by a unialgal culture of R. reptotaenium. Coral fragments of Montastraea cavernosa and Siderastrea siderea were transferred into two experimental aquaria, one a control with only artificial seawater (ASW) and the second containing ASW and 2mM sodium molybdate. Small mats of cultured R. reptotaenium were inoculated onto the surface of experimental coral fragments. Both M. cavernosa (n = 6) and S. siderea (n=4) became infected and developed BBD-like infections in the control tank, while there were temporary attachments to, but no successful infection of M. cavernosa (n=3) or S. siderea (n=2) in the experimental tank containing sodium molybdate. The results of this study reveal that a secondary pathogen is essential to the infection process and development of BBD in scleractinian corals. Specifically, SRB such as Desulfovibrio are required for the development of BBD on the coral host. This is the first step in understanding the roles of secondary pathogens in a complex, polymicrobial coral disease.

La enfermedad de la Banda Negra (BBD) es una enfermedad polimicrobiana compleja, que consiste en las cianobacterias, sulfuro oxidante y bacterias reductoras de sulfato (SRB) y bacterias heterotróficas. La cianobacteria Roseofilum reptotaenium se considera como el principal patógeno de BBD, pero otros miembros del consorcio pueden ser patógenos secundarios que son necesarios para el desarrollo de la enfermedad. Se conoce que las poblaciones de la bacteria reductora de sulfato Desulfovibrio están presentes en BBD y que estas poblaciones generan sulfuro dentro de la banda como un subproducto de la reducción del sulfato. También se conoce que la exposición de los corales sanos a sulfuro conduce a la lisis celular y la muerte del tejido de coral. Trabajos previos muestran que cuando recién colectado el tejido con BBD, que infecta fácilmente corales sanos, se expone al molibdato de sodio, un inhibidor específico de la reducción del sulfato, la infección no se produce. En este estudio analizamos el efecto del molibdato de sodio sobre la infección de los corales en un cultivo unialgal de R. reptotaenium. Fragmentos de coral de Montastraea cavernosa y Siderastrea siderea se transfirieron a dos acuarios experimentales, uno control con solo agua de mar artificial (ASW) y el segundo que contenía ASW y molibdato de sodio 2mM. Pequeñas esteras de cultivo R. reptotaenium se inocularon en la superficie de fragmentos experimentales de coral. Tanto M. cavernosa (n=6) y S. siderea (n=4) se infectaron y desarrollaron infecciones BBD- como en el tanque de control, mientras que había adjuntos temporales, sin infección exitosa en M. cavernosa (n=3) o S. siderea (n=2) en el tanque experimental con molibdato de sodio. Los resultados de este estudio revelan que un patógeno secundario es esencial para el proceso de infección y el desarrollo de BBD en corales escleractíneos. Específicamente, SRB como Desulfovibrio son necesarios para el desarrollo de BBD en el coral hospedero. Este es el primer paso en la comprensión de las funciones de los patógenos secundarios en una enfermedad polimicrobiana compleja de coral.

Coral recruitment to two vessel grounding sites off southeast Florida, USA / Reclutamiento de coral en dos sitios de encallamiento de embarcaciones frente al sureste de Florida, EE. UU

Over the last two decades, more than 10 major vessel groundings have occurred on coral reefs offshore southeast Florida. Lack of any published information on coral settlement, post-settlement survival, and juvenile coral growth in the southeast Florida region inhibits efforts to determine if coral populations will be able to effectively re-establish themselves. The goal of this study was to examine these processes to obtain background data needed to determine the potential for natural recovery. Over a three year period annual coral recruitment, juvenile growth, and mortality rates were measured in 20 permanent quadrats at each of two ship grounding and two control sites. The density of new recruits was generally low, ranging from 0.2±0.1 (SE) to 7.1±1.0 recruits m-2. Although the density of coral recruits was generally higher at the grounding sites, mortality rates were high at all sites during the study period. Growth rates of individual colonies were highly variable, and many of the colonies shrank in size due to partial mortality. Results indicate that corals are able to recruit to the damaged reefs but that slow growth rates and high mortality rates may keep these areas in a perpetual cycle of settlement and mortality with little or extremely slow growth to larger size classes, thus inhibiting recovery.

En las dos últimas décadas, más de10 grandes encallamientos de embarcaciones se han producido en los arrecifes de coral mar afuera en el sureste de Florida. La falta de información publicada sobre el asentamiento de corales y sobrevivencia post-asentamiento y de los corales juveniles que crecen en la región, limita los esfuerzos para determinar si las poblaciones de coral serán capaces de restablecerse por ellas mismas. El objetivo de este estudio fue examinar estos procesos para obtener la información necesaria para determinar el potencial de recuperación natural. Se midió el reclutamiento anual de coral joven, el crecimiento y las tasas de mortalidad por un período de tres años, mediante 20 cuadrantes permanentes en cada uno de los dos encallamientos de barcos y dos sitios de control. La densidad de nuevos reclutamientos fue generalmente baja, de 0.2±0.1 a 7.1±1.0 reclutamientos m-2. Aunque la densidad del reclutamiento fue generalmente más alta en los sitios de encallamiento también hubo mayor mortalidad de corales juveniles en esos sitios durante el período de estudio. Las tasas de crecimiento de las colonias individuales fueron altamente variables, y muchas de las colonias se redujeron en tallas debido a mortalidad parcial. Los resultados indican que los corales presentan una disposición a reclutarse en arrecifes dañados, pero las lentas tasas de crecimiento y la alta mortalidad pueden mantener esas áreas en un perpetuo ciclo de asentamiento y mortalidad con poco o extremadamente lento crecimiento hacia las clases de tallas largas, por lo tanto inhibiendo la recuperación.

Arnfried Antonius, coral diseases, and the AMLC / Arnfried Antonius, las enfermedades de los corales y la AMLC

The study of coral diseases, coral pathogens, and the effects of diseases on tropical and subtropical coral reefs are all current, high-profile research areas. This interest has grown steadily since the first report of a coral disease in 1973. The author of this report was Arnfried Antonius and the publication was an abstract in the proceedings of a scientific meeting of the Association of Marine Laboratories of the Caribbean, or AMLC (then known as the Association of Island Marine Laboratories of the Caribbean). Since Antonius’ pioneering communication he continued working on coral diseases on reefs throughout the world, often documenting the first observation of a novel pathology in a novel location. Each of the coral diseases Antonius first described, in particular black band disease, is the subject of current and ongoing investigations addressing pathogens, etiology, and their effects on coral reefs. Many of the points and observations he made in his early papers are highly relevant to research today. This paper reviews aspects of Antonius’ early work, highlighting contributions he made that include the first in situ experimental studies aimed at discerning coral epizootiology and the first quantitative assessments of the role of environmental factors in coral disease. Antonius’ early findings are discussed in terms of relevant current controversies in this research area.

El estudio de las enfermedades de los corales, los patogenos de los corales y los efectos de estas enfermedades sobre los arrecifes tropicales y subtropicales son actualmente areas importantes de investigacion. El interés en este tema ha crecido continuamente desde el primer informe sobre una enfermedad de coral que se publico en 1973. El autor de este informe fue Arnfried Antonius y la publicacion fue un resumen en el Libro de Programa y Resumenes de la Decima Reunion de la Asociacion de Laboratorios Marinos Islenos del Caribe (conocida ahora como la Asociacion de Laboratorios Marinos del Caribe). Desde esta comunicacion pionera, Antonius siguio trabajando sobre las enfermedades de los corales en arrecifes alrededor del mundo, a menudo documentando la primera observacion de una nueva enfermedad en un nuevo lugar. Cada enfermedad de coral descrita por primera vez por Antonius es actualmente el objeto de investigaciones actuales en lo que se refiere a patogenos, ecologia de las enfermedades y los efectos sobre los arrecifes de coral. Muchas de las observaciones en sus trabajos tempranos siguen siendo relevantes en la investigacion actual. Este trabajo examinara ciertos aspectos de los estudios tempranos de Antonius sobre las enfermedades de los corales, poniendo de relieve sus contribuciones novedosas que incluyen los primeros experimentos in situ que tenian como objetivo el estudio de la etiologia de las enfermedades de los corales y los primeros analisis cuantitativos de la incidencia de las enfermedades de corales y de los patrones de distribución en funcion de los factores ambientales. Las contribuciones iniciales de Antonius se discuten en terminos de las controversias actuales sobre el tema.

Skeletal variability of the coral Favia gravida (Verrill, 1868) from Brazil / Variabilidade esquelética do coral Favia gravida (Verrill, 1868) do Brasil

The skeletal variability of the coral Favia gravida, a species endemic to Brazil, was quantitatively described including populations from three locations: Tamandaré (state of Pernambuco), Abrolhos (state of Bahia), and Santa Cruz (state of Espírito Santo). Ten colonies were collected from each population and fourteen morphological characters were measured from ten corallites per colony. The results of univariate (among 14 skeletal characters, 7 showed p < 0.05) analysis provide evidence to suggest that F. gravida has considerable morphological plasticity, which may explain its ability to adapt to different ecological conditions. The species also displays polymorphism within and between colonies of each population. Intercolony variation within populations was relevant for most of the variables measured. Canonical discriminant analysis (r = 0.8648) showed that the population farthest offshore (Abrolhos) was distinct from the other two (Tamandaré and Santa Cruz), which have been affected by terrigenous sediments carried from the coast. Specimens from Santa Cruz displayed the highest degree of meandrinization.

A variação do esqueleto do coral Favia gravida, uma espécie endêmica do Brasil, foi descrita quantativamente a partir de populações de três localidades, incluindo Tamandaré (Estado de Pernambuco), Abrolhos (Estado da Bahia) e Santa Cruz (Estado do Espírito Santo). Dez colônias foram coletadas de cada população e quatorze caracteres morfológicos foram medidos de dez coralitos por colônia. Os resultados da análise univariada (dentre os 14 caracteres esqueléticos, sete apresentaram p < 0,05) fornecem evidências que sugerem que F. gravida tem uma plasticidade morfológica considerável, o que pode explicar sua habilidade para se adaptar às condições ecológicas diferentes. A espécie demonstra, também, polimorfismo dentro e entre as colônias de cada população. A variação intercolonial dentro de populações foi, também, marcante para a maioria das variáveis medidas. A análise discriminante canônica (r = 0,8648) mostrou que a população mais distante da costa (Abrolhos) foi distinta das outras duas (Tamandaré e Santa Cruz), as quais estão sendo afetadas por sedimentos terrígenos provenientes da costa. Os espécimes de Santa Cruz demonstraram o mais alto grau de meandrinização.

Morphology offers no clues to asexual vs. sexual origin of small Acropora cervicornis (Scleractinia: Acroporidae) colonies / La morfología no ofrece pistas sobre el origen asexual o sexual de las colonias pequeñas de Acropora cervicornis (Scleractinia: Acroporidae)

Sexual recruitment of the staghorn coral, Acropora cervicornis, is accepted to be very rare. Instead, these branching corals proliferate through fragmentation leading to dense mono-specific and possibly monoclonal stands. For acroporid corals, which have suffered drastic population declines, dominance of asexual reproduction results in low levels of genotypic diversity and limited ability to re-colonize extirpated areas. Small colonies with a single encrusting, symmetrical base, and few incipient branches are frequently presumed to be the result of a settled planula (i.e. sexual reproduction). Here, we show that colonies fitting this description (i.e., presumed sexual recruits) can result from asexual fragmentation. Acropora cervicornis colonies (~20 cm diameter) were tagged and observed over eighteen months. In several cases, colony offshoots fused with the adjacent substrate forming secondary disc-like attachment points. Following natural fragmentation, these discs of tissue became separated from the original colony, and were observed to heal and give rise to smaller colonies with striking similarity to the expected morphology of a sexual recruit. Thus, presuming a colony is a sexual recruit based on appearance is unreliable and may lead to inflated expectations of genetic diversity among populations. The accurate assessment of recruitment and genetic diversity is crucial to predicting the recovery potential of these imperiled and ecologically irreplaceable reef corals. Rev. Biol. Trop. 54 (Suppl. 3): 145-151. Epub 2007 Jan. 15.

Se ha aceptado que el reclutamiento sexual del coral asta de venado, Acropora cervicornis, es muy raro. Por el contrario, estos corales ramificados proliferan a través de fragmentación, generando densas bases monoespecíficas e incluso monoclonales. Para corales acropóridos, los cuales han sufrido disminuciones de población drásticas, la dominancia de reproducción asexual resulta en bajos niveles de diversidad genotípica y abilidad limitada para recolonizar áreas de donde han sido erradicados. Frecuentemente se presume que las colonias pequeñas con una sola base incrustante simétrica y unas pocas ramas incipientes, son el resultado del asentamiento de una plánula (reproducción sexual). Aquí, nosotros demostramos que algunas colonias que calzan con esta descripción (supuesta reproducción sexual) pueden resultar de fragmentación asexual. Se etiquetaron y observaron colonias de Acropora cervicornis (~20 cm de diámetro) durante 18 meses. En muchos casos, los retoños de la colonia se fusionaron con el sustrato adyacente formando puntos de acoplamiento con forma de disco. Siguiendo con la fragmentación natural, estos discos de tejido se separaron de la colonia original, cicatrizaron y dieron paso a pequeñas colonias con tremenda similitud a la morfología esperada para un recluta sexual. Por lo tanto, asumir que una colonia es un recluta de origen sexual basándose en apariencia es poco fiable y puede generar expectativas infladas de diversidad genética entre poblaciones. La evaluación certera del reclutamiento y la diversidad genética es crucial para predecir la recuperación potencial de estos arrecifes de coral, los cuales están en peligro y son irremplazables.

Reproductive biology of Palythoa caribaeorum and Protopalythoa variabilis (Cnidaria, Anthozoa, Zoanthidea) from the southeastern coast of Brazil

A biologia reprodutiva de Palythoa caribaeorum (Duchassaing & Michelotti 1860) e Protopalythoa variabilis (Duerden 1898) foi estudada por amostras mensais de colônias etiquetadas de junho de 1996 a junho de 1997, no canal de São Sebastião, São Paulo, Brasil (45º26'W, 23º50'S). A gametogênese apresentou-se semelhante à de outros zoantídeos, como evidenciado em preparações histológicas. O diâmetro dos oócitos e os estágios de maturação dos folículos testiculares foram avaliados por preparações do tipo "squash". Ambas as espécies mostraram hermafroditismo seqüencial protogínico, com alta freqüência de pólipos férteis (83% em P. variabilis e 72% em P. caribaeorum) e de colônias na condição sexual feminina (65,3% para P. variabilis e 41,7% para P. caribaeorum), e, aparentemente, gametogênese contínua. Em P. caribaeorum, a liberação de oócitos foi contínua e a liberação de espermatozóides ocorreu durante metade do período analisado. Para P. variabilis, a liberação de oócitos e de espermatozóides ocorreu em abril-maio e fevereiro-março de 1997, respectivamente.