RESUMO
Introduction: Coral reefs worldwide decline has prompted coral restoration as a viable strategy to rewild vulnerable, foundational coral species. Stony corals are now propagated by thousands in both in-water and ex situ (land-based) coral nurseries, the latter being unexplored in Costa Rica, despite their potential benefits as a reef management tool. Objective: To analyze the viability of ex situ culturing of the Pacific reef-building corals Porites lobata and Pocillopora damicornis at Parque Marino del Pacífico (PMP), Puntarenas, Costa Rica, aquaculture facilities. Methods: From May to October 2018 a total of 180 coral fragments were kept in an aquaculture recirculated system. Survival, growth, and fragment yield in relation to culture medium (physicochemical parameters) were recorded. Results: Survival and growth rate varied between species and culture tanks. On average, surviving P. lobata fragments (68.89 %) placed in Tank 1 (T1) grew 216 %, while fragments placed in Tank 2 (T2) had a survival rate of 71.11 % and an increase of 277 % in live tissue area. P. damicornis fragments survival, basal and crown area percentage increase were: 71.11 %, 980 % and 366 % in T1, and 100 %, 976 % and 287 % in T2. Although fragments survival and growth were net positive, the yield in terms of culture was low, due to culture conditions in the tanks not meeting coral culture optimal requirements. Conclusions: Survival and growth of both species varied depending on the tank in which they were placed. Survival was similar to that found in other ex situ studies and growth was similar to those reported in the wild, however culture performance in terms of yield was low. Aquaculture systems at PMP constitute a good base for the cultivation of corals, however for the culture effort to achieve maximum yield, current systems must be optimized according to the requirements of the target coral species.
Introducción: El declive mundial de los arrecifes de coral, ha impulsado a la restauración coralina como una estrategia viable para recuperar especies de coral fundacionales, en estado vulnerable. Los corales pétreos se propagan por miles, tanto en viveros subacuáticos como ex situ (en tierra). Siendo el segundo método poco explorado en Costa Rica, a pesar de sus potenciales beneficios como medida como herramienta de manejo arrecifal. Objetivo: Analizar la viabilidad del cultivo ex situ de las especies de coral constructoras de arrecifes Porites lobata y Pocillopora damicornis en el módulo de acuicultura del Parque Marino del Pacífico (PMP), Puntarenas, Costa Rica. Métodos: Desde el 17 de mayo hasta el 17 de octubre de 2018, se mantuvieron un total de 180 fragmentos de coral en un sistema de recirculación de acuicultura. Se registraron la supervivencia, el crecimiento y el rendimiento de los fragmentos en relación con el medio de cultivo (parámetros fisicoquímicos). Resultados: La tasa de supervivencia y crecimiento varió entre especies y tanques de cultivo. En promedio, los fragmentos de P. lobata supervivientes (68.89 %) colocados en el tanque 1 (T1) crecieron un 216 %. En contraste con los fragmentos colocados en el tanque 2 (T2) que mostraron una tasa de supervivencia del 71.11 % y un aumento del 277 % en el área de tejido vivo. En el caso de P. damicornis, los porcentajes de supervivencia, de aumento del área basal y del área de la corona fueron: 71.11 %, 980 %, y 366 %, y 100 %, 976 %, y 287 % para los fragmentos colocados en T1 y T2, respectivamente. Aunque la supervivencia y el crecimiento de los fragmentos fueron positivos, el rendimiento en términos de cultivo fue bajo, debido a que las condiciones en los tanques no cumplían con las condiciones ideales para el cultivo de corales. Conclusiones: La supervivencia y el crecimiento de ambas especies variaron en función del tanque en el que se colocaron. La supervivencia fue similar a la observada en otros estudios ex situ y el crecimiento fue similar al reportado en la naturaleza, pero el rendimiento del cultivo fue bajo. Los sistemas de acuicultura del PMP constituyen una buena base para el cultivo de corales, sin embargo, para que el esfuerzo de cultivo alcance un máximo de rendimiento, los sistemas actuales deben optimizarse en función de los requisitos de las especies de coral objetivo.
RESUMO
Aims: Different studies have shown that members of the Vibrio such as Vibrio coralliilyticus and Vibrio shiloi are opportunistic pathogens which can cause coral lysis. The aims of this study were to assess whether this results of the virulence of V. coralliilyticus are transmittable to Acropora hyacinthus and Porites lobata, and what role the microbiome of the corals plays during exposure to V. coralliilyticus. Methodology and results: In laboratory-based experiments, we examined the impact of V. coralliilyticus (ATCC BAA- 450) to the microbiome of Acropora hyacinthus and Porites lobata. A. hyacinthus and P. lobata were exposed to ampicillin, V. coralliilyticus, and a combination of both. Results indicate a resistance of A. hyacinthus to V. coralliilyticus through the microbiome and underpin the importance of the microbiome for the coral’s health. Conclusion, significance and impact study: Further studies are needed to identify the bacteria responsible for the coral resistance and could in future lead to the development of a probiotic treatment or prevention of bleaching for sensitive corals.
Assuntos
MicrobiotaRESUMO
The isolated Isla del Coco experiences periodic, extreme disturbances which devastate coral reefs surrounding the island. Scleractinian corals build the physical structure of the reef therefore ecosystem recovery relies on coral species recovery. Coral recruits can be of sexual or asexual origin, and the relative success of the two recruit types influences the speed and spread of recovery processes. Here we focus on the massive coral, Porites lobata, because it is the main reef-builder around Isla del Coco to describe the relative contribution of asexual and sexual recruits to population maintenance. P. lobata samples were collected using a spatially explicit random sampling design in three plots at Isla del Coco: Punta Ulloa (n=17), Bahía Weston (n=20) and Punta María (n=20) and samples were genotyped with 11 microsatellite markers. Additional sampling was conducted at three “coastal” sites near the Costa Rican mainland (Isla del Caño Biological Reserve): Caño1 (n=8), Caño2 (n=10), Caño5 (n=11) to compare the contributions of asexual and sexual recruits at Isla del Coco sites to coastal sites. Isla del Coco sites were characterized by small colony size (>60% of colonies <0.5m2) and high sexual reproduction. Sites were either mostly or entirely sexual,consisting of only unique genotypes (N G/N= 0.90-1.00; G O/G E=0.83-1.00; D=0.99-1.00). Although there were no significant differences in genetic diversity (number of alleles per locus, number of private alleles) or colony size between Isla del Coco and the coastal sites, the coastal sites exhibited a greater range of genotypic diversity from moderately asexual (N G/N=0.5; G O/G E=0.36; D=0.8) to purely sexual (N G/N=1.0; G O/G E=1.0; D=1.0). The mode of asexual reproduction in P. lobata is likely fragmentation of adult colonies rather than asexual larval production because ramets of P. lobata occurred close together and asexually produced larvae have not been reported in gonochoric broadcast spawners like P. lobata. Frequent sexual reproduction at Isla del Coco National Park might represent a resource for rapid recovery following extreme El Niño-Southern Oscillation (ENSO) disturbance events. In contrast, larger, asexually-produced fragments rather than smaller, sexually-produced larvae appear to have the advantage at some coastal sites. The high frequency of sexual reproduction at Isla del Coco indicates that not only are sexual partners available but also current conditions are favorable for the delivery of larvae and the rate of predation on small larval recruits must be moderate.
Los ambientes marinos del Parque Nacional Isla del Coco experimentan perturbaciones extremas periódicamente como por ejemplo El Niño-Oscilación del Sur (ENOS) que han devastado las comunidades coralinas. La cobertura coralino se redujo drásticamente durante El Niño de 1982-83. Los corales escleractinios construyen la estructura física de los arrecifes así que la recuperación de estos ecosistemas depende de que los corales se recuperen. Los corales pueden reproducirse sexual y asexualmente, y el éxito relativo de cada forma de reproducción va a guiar el proceso de recuperación con implicaciones potenciales a la diversidad de las comunidades asociadas. En la mayoría de los arrecifes alrededor de la Isla del Coco, el coral masivo, Porites lobata, es la especie constructora predominante. Si la diversidad genotípica (clonal) de esta especie es alta, la diversidad de individuos va a ser más alta resultando en mayor resilencia frente a condiciones ambientales extremas. Alternativamente, una diversidad genotípica baja es indicativo de una estrategia reproductiva asexual posiblemente resultando en el mantenimiento de genotipos bien adaptados aunque la población decline. Aquí, usamos 11 marcadores microsatélite para investigar la contribución relativa de la reproducción sexual o asexual en la recuperación de los arrecifes en el Parque Nacional Isla del Coco. En la Isla del Coco se recolectaron muestras en: Punta Ulloa (n=17), Bahía Weston (n=20) y Punta María (n=20), y para comparar, se recolectaron muestras en localidades cerca de o en la costa continental de Costa Rica; Reserva Biológica Isla del Caño: Caño1 (n=8), Caño2 (n=10) y Caño5 (n=11), y Tres Hermanas, Parque Nacional Marino Ballena (n=4), utilizando un diseño de muestreo espacialmente explícito. Las colonias de la Isla del Coco son generalmente pequeñas (>60% de las colonias <0.5m2) y se observó poca reproducción asexual. En la mayoría de los sitios la reproducción era mayormente sexual (NG/N= 0.90-0.94; GO/GE =0.63-0.74; D=0.99) o totalmente sexual (N G/N= 1.0; G O/G E =1.0; D=1.0), por lo que consiste decolonias con genotipos únicos. En contraste, los sitios costeros tenían un ámbito de predominantemente asexual y genotípicamente pobre (N G/N =0.5; G O/G E =0.11; D=0.5) a totalmente sexual (N G/N= 1.0; G O/G E =1.0; D=1.0). No hubo diferencia en diversidad genética (número de alelos por locus, número de alelos privados) o distribución de tamaño por región. La alta diversidad genotípica del Parque Nacional Isla del Coco indica reproducción sexual frecuente y el potencial para la recuperación rápida de los arrecifes después de perturbaciones severas. En los sitios costeros, la fragmentación asexual de colonias grandes (>2.5m2) y por lo tanto, potencialmente colonias bien adaptadas, puede aumentar las resistencia y resilencia de los sistemas.