Morphological and physiological responses of seagrasses (Alismatales) to grazers (Testudines: Cheloniidae) and the role of these responses as grazing patch abandonment cues / Respuestas morfológicas y fisiológicas de los pastos marinos (Alismatales) a los herbívoros (Testudines: Cheloniidae) y el papel de estas respuestas como señales de abandono de parches de pastoreo

ABSTRACT

Green sea turtles, Chelonia mydas, are grazers influencing the distribution of seagrass within shallow coastal ecosystems, yet the drivers behind C. mydas patch use within seagrass beds are largely unknown. Current theories center on food quality (nutrient content) as the plant responds to grazing disturbances; however, no study has monitored these parameters in a natural setting without grazer manipulation. To determine the morphological and physiological responses potentially influencing seagrass recovery from grazing disturbances, seagrasses were monitored for one year under three different grazing scenarios (turtle grazed, fish grazed and ungrazed) in a tropical ecosystem in Akumal Bay, Quintana Roo, Mexico. Significantly less soluble carbohydrates and increased nitrogen and phosphorus content in Thalassia testudinum were indicative of the stresses placed on seagrasses during herbivory. To determine if these physiological responses were the drivers of the heterogeneous grazing behavior by C. mydas recorded in Akumal Bay, patches were mapped and monitored over a six-month interval. The abandoned patches had the lowest standing crop rather than leaf nutrient or rhizome soluble carbohydrate content. This suggests a modified Giving Up Density (GUD) behavior the critical threshold where cost of continued grazing does not provide minimum nutrients, therefore, new patches must be utilized, explains resource abandonment and mechanism behind C. mydas grazing. This study is the first to apply GUD theory, often applied in terrestrial literature, to explain marine herbivore grazing behavior.

RESUMEN

Las tortugas verdes, Chelonia mydas, son herbívoros que influencian la distribución de pastos marinos en sistemas costeros someros, sin embargo los factores que hay detrás del uso de un parche de pastos marinos por C. mydas son desconocidos. Teorías actuales se centran en calidad de alimento (contenido de nutrientes en tejido) conforme la planta responde a la alteración causada por el pastoreo; sin embargo no hay estudios que hayan monitoreado estos parámetros en un diseño natural sin manipulación del herbívoro. Para deter minar las respuestas morfológicas y fisiológicas (productividad, morfología y almacenamiento de nutrientes) que potencialmente influencian la recuperación de los pastos de la alteración por pastoreo, los pastos fueron monitoreados por un año en tres escenarios diferentes de pastoreo (pastoreo por tortuga, pastoreo por peces, sin pastoreo) en el sistema tropical Bahía de Akumal, Quintana Roo, México. Significativamente menos carbohidratos solubles y mayor contenido de nitrógeno y fósforo fueron indicativos del estrés causado por el pastoreo en los pastos. Para determinar si estas respuestas fisiológicas de los pastos son las causantes del heterogéneo comportamiento de pastoreo de C. midas, reportado en Akumal, se mapearon y monitorearon parches de pastos en intervalos de seis meses. Los parches abandonados tuvieron menor biomasa, en vez de bajo contenido de nutrientes en hoja, o de carbohidratos en raíces. Estos resultados sugieren un comportamiento modificado de renunciamiento por densidad el umbral crítico donde el costo de pastoreo continuo no provee los nutrimentos mínimos, por lo tanto nuevos parches deberán ser utilizados, explicando así el abandono del recurso y mecanismo detrás del comportamiento de pastoreo por C. mydas. Este es el primer estudio en aplicar la teoría de renuncia por densidad, frecuentemente utilizada en la literatura terrestre, para explicar el comportamiento de pastoreo de herbívoros.