Reclutamiento y conectividad genética de peces arrecifales en el Caribe Mexicano / Carmen Amelia Villegas Sánchez

Tesis (Doctor en Ciencias. Especialidad de Ciencias Marinas) .-- Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional. Unidad Mérida. Departamento de Recursos del Mar, 2010.

Contenido: Los arrecifes de coral se encuentran entre los sistemas más diversos del planeta, por lo tanto es fundamental su conservación y aprovechamiento sustentable, lo cual requiere entender procesos que intervienen en su regulación, tales como el reclutamiento y la conectividad. El estudio del reclutamiento en organismos marinos es importante, ya que en poblaciones abiertas puede ser considerado como índice de natalidad. Por otra parte, la conectividad entre subpoblaciones es uno de los aspectos que recientemente ha adquirido relevancia en la conservación y resiliencia de las poblaciones. En la presente investigación se evaluaron dos aspectos fundamentales para el estudio de los arrecifes coralinos del Caribe Mexicano: I) el reclutamiento de 23 especies de peces en la Reserva de la Biosfera Banco Chinchorro (RBBCH), analizando tanto variaciones espaciales como temporales monitoreando las abundancias, y 2) la conectividad gen ética entre 13 sitios anidados en dos Parques Nacionales (Cozumel y Xcalak), una Reserva de la Biosfera (Banco Chinchorro) y una área no protegida (Mahahual), con base en siete loci microsatélite y tomando a reclutas del pez Stegastes partitus como modelo biológico. La RBBCH es el sistema arrecifal más grande de México, se ubica en mar abierto y está separado de la costa por un canal de 1000 m de profundidad máxima; en él se pueden encontrar dos tipos principales de hábitats: parche y cordillera. La RBBCH no cuenta con estudios publicados sobre el reclutamiento de los peces que la habitan, por lo tanto, la presente investigación se planteó valorar de forma detallada las variaciones espaciales y temporales del reclutamiento de peces arrecifales en esa zona. Con base en los análisis de reclutamiento en la RBBCH fue dificil detectar patrones tanto intranualmente como interanualmente, sin embargo, se observó que los meses julio y agosto fueron los que más comúnmente presentaron picos de reclutamiento. Algunas especies como Gramma loreto, Halichoeres garnoti, S. partitus y Thalassoma bifasciatum presentaron reclutamiento continuo durante los ciclos estudiados. Por otra parte, las variaciones espaciales sugirieron que el reclutamiento a la escala estudiada ( -46 km) está influido por la selección del hábitat. De tal manera, se observó que los sitios con hábitat de cordillera tendieron a presentar mayores densidades y abundancias, probablemente debido ala presencia de algunas especies que suelen encontrarse en grandes cardúmenes como lo son Chromis cyanea, G. loreto y Bodianus rufus. En los sitios con hábitat de parche se detectaron mayores riquezas, lo cual es explicable considerando que éstos se encuentran entre los más someros, por lo que la presencia de grandes predadores pudo ser menor y un mayor número de especies usaron dichos sitios para su reclutamiento. Los resultados obtenidos conllevaron a plantear la hipótesis de que si el reclutamiento de las especies analizadas estuvo influenciado por las características del hábitat, entonces la estructura gen ética podría también estar relacionada a la estructura del hábitat. Para llevar a cabo el estudio genético se seleccionó a la especie S. partitus, ya que fue una de 1as que presentó reclutamiento abundante tanto temporal como espacialmente, y se usaron microsatélites como marcadores moleculares. Se evaluaron dos escalas: escala de sitios y escala de arrecifes. Los resultados de los análisis moleculares mostraron un patrón de diferenciación gen ética no reportado en estudios previos con la misma especie: estructura gen ética fuerte a escala de sitos (escala pequeña) y estructura gen ética débil, pero significativa, a escala de arrecifes (escala mediana). Este patrón fue explicado considerando el "efecto de lotería" (sweepstake-chance effect), el cual sugiere que en algunos organismos muy fecundos y con altas tasas de mortalidad durante el periodo larval (p. e. peces) la mayoría de los reclutas jóvenes podrían provenir, durante un año dado, de muy pocos padres. Esto puede ocurrir debido a procesos estocásticos de la actividad reproductiva, aunados aciertas condiciones oceanográficas que afectan el desove, la fertilización, el desarrollo larval y el reclutamiento. Tomando en cuenta lo anterior, en la presente investigación se hipotetizó que larvas de muy pocos padres podrían haberse asentado en un sitio particular debido a factores oceanográficos azarosos y probablemente a cuestiones de comportamiento larval. Por lo tanto, si el área de muestreo es lo suficientemente pequefta, los reclutas podrían aparecer como endogámicos y aislados, y en muestreos de áreas cada vez mayores, este patrón sería menos evidente. La relación de lO variables bentónicas con la estructura gen ética de S. partitus, se evaluó con base en un método jerárquico Bayesiano, demostrando una nula relación. Debido a que los valores del índice Fst mostraron una estructuración gen ética mayor a las reportadas en estudios previos y considerando los resultados obtenidos en otros estudios, se sugiere que el reclutamiento en el Caribe Mexicano podría estar fuertemente limitado. Desde el punto de vista de la conservación se identificó al arrecife Mahahual como un área de interés potencial considerando sus altos valores de riquezas alélicas. No obstante, de acuerdo a los resultados de las riquezas alélicas y alelos exclusivos no se reportaron diferencias gen éticas asociadas a los estatus de protección de las zonas estudiadas.