The relationship between physical and biological habitat conditions and hermatypic coral recruits abundance within insular reefs (Colombian Caribbean)

Little evidence exists on the dependence between the presence and abundance of juvenile hermatypic corals and the conditions of their habitats, despite that juveniles contribute with the understanding of the community structure and its reproductive success. To assess this, the abundance of nine species of juvenile corals was correlated with eight macro-habitat (location of the reef on shelf, depth) and micro-habitat (type and inclination of the substrate, exposure to light, texture and amount of sediment accumulated on bottom, potential growth area for juveniles) conditions. Sampling was conducted in four insular coral reefs in the Colombian Caribbean: two oceanic and two continental reefs (influenced by large rivers), covering a total of 600m2 and the distribution of corals on a vertical gradient. Contingency tables and coefficients (magnitude) and multiple correspondence analyses were used to evaluate the dependency ratios for each species. The results showed that Agaricia tenuifolia displayed the most robust pattern of dependence (two high and two moderate), significant for juveniles present at a high frequency in continental reefs, devoid of potential area for juvenile growth (surrounded by macroalgae), and covering horizontal substrates exposed to light. The juveniles were associated with a habitat of moderate to high bottom accumulation of extremely fine sediment. Porites astreoides presented four moderate dependencies; ocean reefs between 2-16m depths, a high frequency of juveniles on horizontal substrates, exposed to light, non-sedimented and occupied by competitors. Siderastrea siderea displayed three moderate dependences for juveniles in cryptic zones, inclined substrate and devoid of competitors. A. lamarcki, Leptoseris cucullata and A. agaricites presented two moderate dependences; these species share high abundance of juveniles in habitats with no sediment, exposed to light and occupied by competitors (except A. agaricites). The P. porites, Favia fragum and Montastraea cavernosa species had a moderate dependence with high incidence of juveniles in ocean reefs and microhabitats exposed to light. For the nine species, results indicate that the presence (colonization), abundance and survival of juveniles, depend on certain species-specific particularities of the habitat. However, the juveniles show high tolerance and plasticity to a range of habitat variables, given their independence and low dependence observed in over 50% of the variables assessed.

Existe poca evidencia sobre la dependencia entre la abundancia de juveniles de corales hermatípicos y las condiciones del hábitat. La abundancia de corales juveniles se relacionó con condiciones del hábitat a macro (ubicación del arrecife, profundidad) y microescala (tipo e inclinación del sustrato, exposición a luz, textura y cantidad de sedimento, área de crecimiento potenial de juveniles). El muestreo se realizó en cuatro arrecifes insulares del Caribe colombiano. La dependencia se evaluó usando tablas y coeficientes de contingencia y análisis de correspondencias múltiples. Agaricia tenuifolia mostró las dependencias más robustas, siendo significativas para juveniles presentes frecuentemente en arrecifes continentales, sustrato horizontal expuesto a luz, con competidores. Los juveniles se asociaron con moderado a alto sedimento muy fino acumulado en el fondo. Porites astreoides presentó cuatro dependencias; alta frecuencia en sustrato expuesto a luz, horizontal, sin sedimento, con competidores y en arrecifes oceánicos entre 2-16m. Siderastrea siderea exhibió tres dependencias, para juveniles en lugares crípticos, sustrato inclinado y sin competidores. A. lamarcki, Leptoseris cucullata, A. agaricites, P. porites, Favia fragum y Montastraea cavernosa mostraron el menor número de dependencias, compartiendo alta frecuencia en hábitats sin sedimento, expuestos a luz, con competidores y en arrecifes oceánicos. Los resultados sugieren que la abundancia y sobrevivencia de juveniles dependen de ciertas particularidades especie-específicas del hábitat; sin embargo, los juveniles presentan tolerancia a una amplia gama de variables del hábitat.

The effects of a coral disease on the reproductive output of Montastraea faveolata (Scleractinia: Faviidae)

The direct impacts of coral diseases on coral populations have been assessed by quantifying coral tissue loss and colony mortality, but the determination of the indirect effects of diseases, such as disruptions in life history functions (e.g. reproduction, growth and maintenance), are more difficult to ascertain and have been scant. This study involved a comparison of various measures of reproductive output from histological slides of healthy tissue samples of Montastraea faveolata and tissue samples from colonies with white plague (WP) infections in Dominica (West Indies). Although the variability in the reproductive data was high, WP had significant negative impacts on the percentage of reproductive polyps per cm2, the percentage of reproductive mesenteries within a polyp, oocyte quantity per polyp, mean oocyte volume (mm3), and fecundity (oocyte volume per cm2 of tissue). However, these effects were only observed in the tissue directly impacted by the WP disease "band" and were not observed in tissue samples taken 20 cm away from the lesion. Therefore, the effects of a coral disease (WP) on reproductive output are localized and not expressed colony-wide. Rev. Biol. Trop. 58 (Suppl. 3): 99-110. Epub 2010 October 01.

White plague-like coral disease in remote reefs of the Western Caribbean

The health of coral reef communities has been decreasing over the last 50 years, due the negative effects of human activities combined with other natural processes. We present documentation of a White Plague Disease (WPD) outbreak in the Serrana Bank, an isolated Western Caribbean atoll with presumably inexistent pollutant inputs from local human settlements. In addition, this study summarizes seven years of observations on diseased corals in the nearby island of San Andrés, which in contrast is one of the most populated islands of the Caribbean. There was a massive coral mortality in the atoll lagoon (14°27’53.24", 80°14’22.27" W, and 12m depth) due to WPD on May 4 of 2003. Seventeen species were found dead or largely affected by the disease. The information resulting from GPS and manta-tow transects revealed that approximately 5.8ha of reticulate Montastraea spp. patch reefs were lethally affected by the disease in the atoll. On May 8 of the same year we observed and calculated a mean coral cover of 7.03% (SD± 2.44), a mean diseased coral tissue cover of 5.5% (SD± 1.1) and a 13.4% (SD± 8.05) of recently dead coral covered with a thin filamentous algae layer; approximately 73% of mortalities caused by the disease occurred before the end of the outbreak. A rough estimate of 18.9% in recent coral cover reduction can be attributed to WPD. This represents about 82% of the total coral cover decline since 1995. Semi-enclosed environments such as atoll lagoons and the reticulate patch-reefs of Montastraea spp. seem to be particularly vulnerable to this kind of coral disease, which constitute an alert to increase the monitoring of the same kind of atoll environments. The WPD has been present in the area of the nearby island of San Andrés at a low prevalence level, with sporadic increasing peaks of disease proliferation. The peaks observed during 1999 and 2004 comprised increases of 266% and 355% respectively, suggesting an alarming progression of the disease in this area. This study includes new information of the epizoolotiology of White Plague Disease and documents the permanent prevalence and progression of the WPD in the area of San Andres Island. Rev. Biol. Trop. 58 (Suppl. 1): 145-154. Epub 2010 May 01.

Este trabajo presenta datos sobre un brote de la Enfermedad de Plaga Blanca (EPB) en el banco de Serrana y resume siete años de observaciones de esta enfermedad en la vecina isla de San Andrés (Caribe colombiano). La mortalidad masiva de corales por causa de EPB se observó en la laguna del atolón (14° 27’ 53.24", 80° 14’ 22.27" W, y 12m de profundidad) en mayo 4 de 2003. Se encontraron 17 especies muertas o atacadas por EPB y 5.8Ha de parches de Montastraea spp. fueron letalmente afectadas por la enfermedad. En mayo 8 del mismo año observamos y calculamos una cobertura promedio de coral de 7.03% (SD± 2.44), un promedio de tejido coralino enfermo de 5.5% (SD± 1.1) y un 13.4% (SD± 8.05) de coral recientemente muerto cubierto con una fina capa de algas filamentosas; aproximadamente 73% de la mortalidad a causa de la enfermedad ya había ocurrido antes de que terminara el brote de EPB. La EPB ha estado presente en el área de la vecina isla de San Andrés con un bajo nivel de prevalencia pero con esporádicos picos de proliferación de la enfermedad. Durante 1999 y 2004 se observaron incrementos de prevalencia de 266% y 355% respectivamente. Ambientes semi-cerrados como son las lagunas de los atolones y los arrecifes de parche reticulados de Montastraea spp. parecen ser especialmente vulnerables a este tipo de enfermedades coralinas, lo que constituye una alerta hacia una mayor atención y monitoreo en este tipo de ambientes lagunares en atolones.

Lesiones naturales y regeneración de tejido en ramets del coral Montastraea annularis (Scleractinia: Faviidae) en un arrecife degradado del Caribe Colombiano

Natural lesions and regeneration of ramets of Montastraea annularis (Scleractinia: Faviidae) in a degraded reef of the Colombian Caribbean. Currently, Montastraea annularis populations are suffering from high partial mortality rates; yet few studies have determined type, frequency and intensity of natural lesions in situ. During a year we followed natural lesions that appeared on healthy ramets of a population on a degraded reef within a Marine Protected Area in Colombia, to infer the effect on population size structure. From September 2003 to September 2004, 94% of the ramets presented lesions caused by bleaching, predation; or algae, sponge and borrower interactions. Predation caused 47% of the lesions and algae 36%; most lesions (85%) were small (<5cm²), although some were bigger than 60cm2 (0.3%). Lesion recovery was high (83%), but 11.2% did not recover or grow. On 2.5% algae invasion was seen. Bleaching lesions affected more ramet area (>60% of its live tissue) and were evident from September to November, yet total recovery was found in three months. In contrast, lesions by algae (36%), showed less recovery (6.7%), and a tendency to grow in time. In general, percentage of affected tissue area of a ramet in any month was lower than 10%. Nevertheless from May to September, the area affected was larger (10-50%) due to an increase in frequency and abundance of predation, bleaching and algal damage, and a decrease in recovery. At the end of the year, lesions that did not recover caused partial mortality in 25% of the ramets. Ramets with lesions shrunk throughout the year and by the end of year, 21% passed to a smaller class size. Rev. Biol. Trop. 57 (4): 939-954. Epub 2009 December 01.

Las poblaciones de Montastraea annularis muestran síntomas de declinamiento y sin embargo, pocos estudios se han realizado sobre tipos, frecuencias e intensidad de lesiones naturales in situ. Durante un año, septiembre 2003 a septiembre 2004, se hizo el seguimiento anual de lesiones naturales que aparecieron en ramets sanos de una población en un arrecife degradado dentro de un Área Marina Protegida, para inferir su efecto en la estructura de talla de la población. El 94% de los ramets presentaron lesiones causadas por blanqueamiento, depredación e interacciones con algas, esponjas y bioerodadores. La depredación causó el 47% y la interacción con algas el 36%. El 85% de las lesiones eran de tallas pequeñas (<5cm²) aunque algunas fueron mayores a 60 cm² (0.3%). La recuperación de las lesiones fue alta (83%), sin embargo 11.1% no se recuperaron y por el contrario aumentaron. En el 2.5% de las lesiones hubo invasión de algas. Las lesiones causadas por blanqueamiento afectaron mayor área de los ramets (>60% de su tejido vivo) en los meses de septiembre a noviembre, pero la recuperación fue del 100% a los tres meses. Por el contrario, las lesiones con algas (36%), mostraron menor recuperación (6.7%) y una tendencia a aumentar el área de lesión con el tiempo. En general, el porcentaje de área de tejido afectada por lesiones en un ramet durante cualquier mes fue menor a 10%. Sin embargo, de mayo a septiembre el porcentaje de tejido afectado fue mayor (10-50%) debido al incremento en la frecuencia y abundancia de depredación, blanqueamiento e interacción con algas, y a la menor tasa de recuperación. Al final de un año, las lesiones que no se recuperaron causaron mortalidad parcial en el 25% de los ramets. El efecto de las lesiones y la recuperación sobre el tamaño de los ramets evidenció disminución de talla a lo largo del año, y al final de este, significó que el 21% pasara a una clase de talla menor.

Efecto de la herbivoría y coralivoría por peces en la supervivencia de corales trasplantados en el Caribe colombiano

Effect of herbivorous and corallivorous fishes on the survival of transplanted corals in the Colombian Caribbean. To examine the effects of herbivorous and corallivorous fishes on the survival of transplanted colonies of Montastraea annularis, Diploria labyrinthiformis and Porites astreoides, both transplanted and native colonies were full-cage enclosed and compared to open (uncaged) colonies, while caging effects were assessed with a partial-cage (roof treatment). To evaluate if transplant stress increased the corals availability to fish predation, comparisons of fish foraging intensity among transplanted versus native colonies were made. To determine the density of herbivorous and corallivorous fishes on the transplants area visual censuses were made. The transient herbivorous fishes (Scaridae and Acanthuridae) were the most abundant fishes, and the corallivorous fishes (mainly Chaetodontidae) were the scarcest. A negative effect of territorial herbivorous fishes on M. annularis transplants survival was observed, mainly early on the study. Fish foraging intensity was similar on transplanted and native colonies, but differed among coral species, being lowest on D. labyrinthiformis. Fast macroalgal growth inside full-cages due to reduced fish grazing was observed. This caused partial bleaching and partial mortality in some colonies, mainly of P. astreoides. No significant difference in healthy tissue percentages among full-cage and uncaged colonies on M. annularis and D. labyrinthiformis was found, while in P. astreoides there were evident differences. The results indicate a damselfish negative effect on transplants survival early on the study, which can change depending on the fish and coral species involved. Results also indicate a fish grazing positive effect, caused by the reduction of coral-algae competition pressure, mainly on P. astreoides. Parrotfishes seem to affect corals survival both negatively through direct biting, and positively by controlling algal growth. Overall, coral transplant success was almost unaffected by fish foraging activity although several differences among coral species were obvious in relation to colony shape. Additionally, the interaction among herbivorous fish grazing and coral-algae competition balance appear important in determining transplant survival. Rev. Biol. Trop. 55 (3-4): 825-837. Epub 2007 December, 28.

Para investigar el efecto de los peces herbívoros y coralívoros en la supervivencia de colonias trasplantadas de Montastraea annularis, Diploria labyrinthiformis y Porites astreoides se encerraron colonias trasplantadas y nativas en jaulas y se compararon con colonias libres (control), mientras los efectos del encierro fueron evaluados con un tratamiento de techos. Para saber si el estrés debido al trasplante aumentó la vulnerabilidad de los corales a la depredación por peces, se comparó la intensidad de forrajeo por peces entre colonias trasplantadas y nativas. Se realizaron censos visuales para determinar las densidades de las poblaciones de peces herbívoros y coralívoros en la zona de trasplante. Los peces herbívoros móviles (Scaridae y Acanthuridae) fueron los más abundantes, los peces coralívoros (principalmente Chaetodontidae) fueron los más escasos. Se observó un efecto negativo de los peces herbívoros territoriales en la supervivencia de los trasplantes de M. annularis, principalmente al inicio del estudio. La presión de forrajeo fue similar en colonias trasplantadas y nativas, pero fue diferente entre especies, siendo D. labyrinthiformis la menos depredada. En los tratamientos de colonias protegidas en jaulas se observó un crecimiento acelerado de macroalgas debido a la reducción del forrajeo por peces herbívoros. Esto causó blanqueamiento parcial y mortalidad parcial en algunas colonias, principalmente de P. astreoides. En M. annularis y D. labyrinthiformis no se observaron diferencias significativas en los porcentajes de tejido sano de las colonias entre los tratamientos de jaulas y de control, pero sí en P. astreoides. Los resultados sugieren un efecto negativo de los peces herbívoros territoriales en la supervivencia de las colonias durante los primeros días del trasplante; este efecto puede variar dependiendo de las especies de peces y corales involucradas. Los resultados también indican un efecto positivo del forrajeo por peces, debido a la reducción de la presión competitiva alga-coral, sobretodo en P. astreoides. Los scáridos parecen afectar la supervivencia de los corales tanto de manera negativa, al morder en el tejido vivo, como de manera positiva al controlar el crecimiento de las macroalgas. En general, el éxito del transplante de coral fue poco afectado por la actividad de forrajeo de los peces, aunque algunas diferencias entre las especies de coral parecen estar relacionadas con la forma de las colonias. La interacción entre el forrajeo de peces hervíboros y el balance competitivo alga-coral puede ser importante en determinar la supervivencia al transplante.

The recent decline of Montastraea annularis (complex) coral populations in western Curaçao: a cause for concern? / La reciente disminución de las poblaciones de coral Montastraea annularis (complejo) en el oeste de Curazao: ¿un motivo de preocupación?

Shallow leeward reefs off the western end of Curaçao are dominated by extensive populations of M. annularis (complex). These species are larger in size (mean= 66 cm diameter) than all other species, with few small colonies (<30 cm) and notable absence of recruits. In 1998, colonies of M. annularis (complex) accounted for more then 45% of all species >10 cm observed within transects, and most exhibited low levels of partial mortality (mean= 22.5%). These species were less abundant (38% of all colonies) in 2005. Partial mortality among live colonies of M. annularis and M. faveolata increased by 85% (mean = 42% partial mortality) and numerous dead colonies of M. faveolata and M. annularis were observed; M. franksi colonies were generally in excellent condition (14% partial tissue mortality). A high prevalence of coral diseases (3-30%) was documented among M. annularis and M. faveolata, while all other species were less frequently affected. Yellow band disease (YBD) emerged shortly after the 1995 bleaching event, and rapidly spread throughout all depths, with the highest prevalence between 1997-1999. YBD caused slow rates of mortality (=1 cm/month), but multiple focal lesions appeared on individual colonies, and these progressively radiated outward as they killed the colonies. By 2005, 44% of the tagged corals were dead; the remainder exhibited active YBD infections (21%) or were in remission (31.6%) but were missing on average >90% of their tissue. Although the incidence of YBD has declined since 2000, white plague (WP) prevalence was unusually high (4-12%) in 2001 and 2005, with affected colonies exhibiting recent mortality of up to 70%. Dead Montastraea spp. surfaces are being colonized by other corals, including poritids, agaricids, and other faviids, while recruits of M. annularis (complex) are absent. If diseases and other biotic stressors persist on these reefs, M. annularis and M. faveolata populations may undergo a decline similar to that observed in the 1980s among Caribbean acroporids. Rev. Biol. Trop. 54 (Suppl. 3): 45- 58. Epub 2007 Jan. 15.

Los arrecifes someros a sotavento del oeste de Curaçao están dominados por extensas poblaciones de Montastraea annularis (complejo). Estas especies son mayores en tamaño (promedio= 66 cm de diámetro) que las otras especies, con algunas colonias pequeñas (<30 cm) y una notable ausencia de reclutas. En 1998, las colonias de Montastraea annularis (complejo), representaban más del 45% de todas las especies de >10 cm observadas en transectos y la mayoría exhibió bajos niveles de mortalidad parcial (prom= 22.5%). En el 2005, fueron menos abundantes (38% de las colonias). La mortalidad parcial en colonias vivas de M. annularis y M. faveolata se incrementó en un 85% (promedio= 42% de mortalidad parcial) y se observaron numerosas colonias de M. annularis y M. faveolata muertas; las colonias de M. franski generalmente se encontraron en excelentes condiciones (14% de mortalidad parcial). Se documentó una alta prevalencia de enfermedades de coral (3-30%) en M. annularis y M. faveolata, mientras que las otras especies se vieron afectadas con menor frecuencia. La enfermedad de banda amarilla (BA) emergió poco después del blanqueamiento de 1995 y se dispersó rápidamente en todas las profundidades, alcanzando su mayor prevalencia entre 1997-1999. La BA causó mortalidades lentas (= 1cm/mes), con aparición de múltiples lesiones focales en colonias individuales; estas lesiones fueron creciendo progresivamente al tiempo que mataban las colonias. Para el año 2005, el 44% de los corales que se etiquetaron habían muerto; los restantes exhibían infecciones activas de BA (21%), o estaban en remisión (31.6%) pero habían perdido un promedio de >90% de su tejido. Aunque la incidencia de BA disminuyó a partir del 2000, la prevalencia de la plaga blanca (PB) fue inusualmente alta (4-12%) en el 2001 y 2005, provocando mortalidades recientes de hasta un 70% en las colonias afectadas. Las superficies muertas de Montastraea spp. han sido colonizadas por otros corales, incluyendo porítidos, agarícidos y otros fávidos, mientras que continúa la ausencia de reclutas de M. annularis (complejo). Si las enfermedades y otros estresores bióticos persisten en estos arrecifes, las poblaciones de M. annularis y M. faveolata podrían decaer de forma similar a como lo hicieron los acropóridos del Caribe durante la década de 1980.