Los huracanes severos aumentan la afluencia de la esponja de tubo que nutren los arrecife de coral

La esponja de tubo (Aplysina cauliformis), recibe su nombre por sus largas ramas de aspecto fibroso, proporciona un hábitat tridimensional y ayuda a estabilizar la base de los arrecifes de coral. Sin embargo, estas esponjas de ramas erguidas son muy susceptibles a romperse durante las tormentas, lo que aumenta la fragmentación que contribuye a la duplicacion y la endogamia de esta especie.

Muchas esponjas pueden sobrevivir a daños graves y sufrir fragmentaciones frecuentes, lo que se considera un mecanismo de reproducción asexual. Si bien la fragmentación es una estrategia reproductiva comúnmente utilizada en las esponjas tubo, también pueden reproducirse sexualmente produciendo larvas.

Esto sirve para que la especie pueda recolonizar después de eventos climáticos extremos, por lo que es fundamental para la restauración y resiliencia de los ecosistemas de arrecifes de coral.

Los huracanes Irma y María, ambos en 2017, fueron dos ciclones intensos de rápida sucesión que proporcionaron a los investigadores del Harriet L. Wilkes Honors College de Florida Atlantic University y al Harbor Branch Oceanographic Institute de la Florida Atlantic University y a colaboradores de la Universidad de las Islas Vírgenes, la Universidad de Mississippi y la Universidad de Alabama, con una oportunidad única de abordar una preocupación prioritaria: la adaptación de las poblaciones de esponjas de los arrecifes de coral después de huracanes severos.

Las primeras evaluaciones sobre el proceso de la recolonización de esponjas

La investigación que fue llevada a cabo en las Islas Vírgenes en el Caribe, después de estas dos huracanes catastróficos utilizando análisis genéticos para comprender cuánta clonalidad versus reclutamiento sexual ocurre en los arrecifes de coral después del paso de los ciclones.

Los resultados del estudio, publicado en la revista Molecular Ecology, revelan que las poblaciones de especies marinas clonales con baja dispersión pelágica, como esponja de tubo, pueden beneficiarse del aumento de la frecuencia y magnitud de los huracanes para mantener la diversidad genética y combatir la endogamia, mejorando su adaptación al paso de tormentas extremas.

Huracanes sus grande aliados en la reproducción

Mientras la superficie se ve afectada por los intensos vientos de un huracán mayor, sorprendentemente esta especie se reproduce aún más rápido y abarca mayor extensión. No cabe duda que la madre naturaleza es sabia.

La población de esponja de tubo antes de los huracanes era altamente clonal, pero pasó a una mayor reproducción sexual para la recolonización después de los huracanes, y el 85 % de la reproducción sexual se debió principalmente al reclutamiento de larvas locales. Las grandes tormentas favorecieron el reclutamiento de larvas de esponjas, pero no aumentaron la diversidad genética.

"Se sabe que las poblaciones de coral ramificadas expuestas a tormentas de frecuencia intermedia o baja tienen poblaciones principalmente sexuales, mientras que los sitios con mayor frecuencia de tormentas tienen poblaciones en su mayoría clonales", dijo Andia Chaves Fonnegra, Ph.D., investigadora principal y profesora asistente de biología. en Harriet L. Wilkes Honors College y Harbor Branch de FAU.

Por el contrario, los hallazgos mostraron un mayor reclutamiento de larvas de esponjas de origen sexual que de clones que surgen de la fragmentación/regeneración después de estos eventos extremos, manteniendo la diversidad genética.

Se detectaron reclutas larvarios (genetas) y fragmentos (ramets) en todos los lugares de muestreo de St. Thomas después del huracán, lo que indica un potencial para una rápida recuperación de la población de esta especie que no se vio afectada por la fisiografía del sitio.

En todos los sitios combinados, el 66 % de las esponjas adultas antes del huracán eran ginetas en comparación con el 86 % de las esponjas juveniles después del huracán. Esto sugiere que la recolonización de A. cauliformis después de los huracanes se debió en gran medida a la reproducción sexual, con flujo de genes a través de distancias de hasta 60 kilómetros, entre St. Croix y Buck Island en St. Thomas, detectado entre los sitios de estudio.

Toma de muestras en los arrecifes

Para el estudio, los buzos recolectaron pequeñas muestras de esponjas delgadas de morfotipo púrpura 14 y 22 meses después de los dos huracanes de categoría 5 en St. Thomas. Luego, los investigadores extrajeron el ADN genómico de las muestras de esponjas utilizando un método de genotipado basado en la secuenciación de fragmentos uniformes llamado 2b-RAD.

Este método emergente se utiliza para mapeo, genética de poblaciones, mapeo genético y estimación de alelos. La diversidad genética se estimó para las poblaciones anteriores al huracán (adultos) y posteriores al huracán (adultos y juveniles) como heterocigosidades esperadas (He) y observadas (Ho) con coeficiente de endogamia (FIS) y se comparó.

"En escalas de tiempo cortas, las perturbaciones intermitentes como los huracanes pueden alterar la estructura y función de la comunidad bentónica de los arrecifes de coral y afectar el tiempo de recuperación", dijo Chaves Fonnegra. "Sin embargo, como hemos demostrado en nuestro estudio, las tormentas no afectan por igual a todas las especies de arrecifes y pueden promover la diversidad al crear un sustrato abierto para la fijación y el reclutamiento de las larvas".