Estudio genético de la estructura poblacional y conectividad de dos corales endémicos del Mediterráneo"Astroides calycularis" (Pallas, 1766) y "Clodocora caespitosa" (Linnaeus, 1767)

Resumo

El objetivo general de la presente tesis es determinar la estructura genética y el alcance de la conectividad de las poblaciones de dos corales escleractinios del Mediterráneo, Astroides calycularis (Pallas, 1766) y Cladocora caespitosa (Linnaeus, 1767). Estos procesos están generalmente ligados a diferentes características biológicas de las especies, tales como la densidad y distribución de las poblaciones, la fecundidad, el éxito reproductor, el tipo de desarrollo larvario, la capacidad de dispersión en cualquier etapa de su existencia, las variaciones demográficas y su interacción con otros factores bióticos y abióticos. Estos estudios son de gran utilidad a la hora de prever la respuesta de las poblaciones ante perturbaciones externas o frente al cambio global. Estas técnicas han sido principalmente aplicadas en el campo de las pesquerías, pero en la actualidad es creciente el número de trabajos que se centran también en el estudio genético de especies de invertebrados clave en determinados ecosistemas marinos. Los dos corales objeto de estudio en esta tesis son organismos modulares, bioconstructores, que albergan a su vez una gran diversidad de organismos asociados, tanto en los entresijos de su esqueleto de carbonato cálcico (e.g. pequeños poliquetos, crustáceos, moluscos, algas, organismos perforadores, esponjas, etc.) como en el interior de sus tejidos (e.g. zooxantelas en el caso de C. caespitosa, arqueas, bacterias, etc.), formando por tanto pequeños ecosistemas en sí mismos (de ahí que los corales se hayan denominado como “holobiontes”). Para alcanzar este objetivo, se llevaron a cabo muestreos en distintas áreas del Mediterráneo occidental. En concreto para A. calycularis en el mar de Alborán, donde la especie presenta mayor concentración, con comparaciones en la cuenca argelina y mar Tirreno; y para C. caespitosa el trabajo se ha centró en poblaciones del mar balear y cuenca argelina. Se utilizaron marcadores moleculares universales, y se diseñaron marcadores microsatélite como herramienta fundamental para el presente estudio, dada la escasa variabilidad obtenida con los primeros marcadores mencionados. Asimismo, se ha ahondado en el conocimiento de la biología reproductora de A. calycularis, aspecto básico para la interpretación de los resultados genéticos obtenidos. A partir del conocimiento obtenido con el uso de los marcadores microsatélite se han pretendido dilucidar el grado de variabilidad y el flujo génico de poblaciones de estas especies y la incidencia de posibles barreras oceanográficas (i.e. corrientes, remolinos, frentes). Los resultados de la presente tesis sugieren claramente que el grado de diferenciación genética y la conectividad entre las poblaciones de ambos corales depende principalmente del potencial de dispersión de sus plánulas, el cual viene principalmente determinado por el modo de reproducción sexual (fecundación interna-incubación- vs fecundación externa). A. calycularis y C. caespitosa son especies representativas de estos dos modos de reproducción. En tres poblaciones de A. calycularis geográficamente distantes, las plánulas se han descrito como “reptantes” y con flotabilidad negativa, mostrando escasa capacidad de dispersión. Ello concuerda con los resultados genéticos obtenidos de las poblaciones de la especie, que sugieren un modelo de conectividad y flujo génico predominante de aislamiento por distancia tipo “paso a paso” (“stepping-stone”), con eventos esporádicos de dispersión a mayores distancias a través de corrientes y procesos de “rafting”. Por otro lado, la fecundación en C. caespitosa se produce en la columna de agua. A pesar del escaso conocimiento acerca de la biología de las plánulas de este coral, su modo reproductor y el alto grado de conectividad encontrado entre sus poblaciones sugiere que éstas pueden dispersarse a grandes distancias, probablemente arrastradas por las corrientes superficiales dominantes. En lo que se refiere a la interacción de la fase larvaria de estos corales con barreras oceanográficas que puedan influir al flujo génico, se ha comprobado que el frente Almería-Orán parece actuar como una barrera en el caso de A. calycularis, en sinergia con su escasa capacidad de dispersión. Por otro lado, el frente balear y el canal de Ibiza no actúan como fuerte impedimento al flujo génico, aunque, en general, se ha observado un intercambio ligeramente superior de individuos en relación norte-sur y este-oeste. Para el diseño de las áreas marinas protegidas (AMPs) y en el marco del debate actual sobre el diseño de una red de AMPs (pocas y grandes o muchas pequeñas), debe tenerse en cuenta la escala espacial de dispersión y conectividad de al menos las especies clave de los ecosistemas marinos, como son estos corales. En el caso de A. calycularis, se recomendaría la creación de micro-reservas, por lo tanto, favoreciendo su auto-reclutamiento y permitiendo la dispersión a áreas no protegidas. En el caso de C. caespitosa, se recomienda tener en consideración la escasa presencia de arrecifes monosespecíficos de esta especie de cara a su conservación y el AMP idónea sería aquella que tuviera un tamaño suficiente como para proteger las localidades más ricas. Los dos corales estudiados han sufrido una notable regresión durante el Pleistoceno y Holoceno, debido posiblemente a causas climáticas, agravada en la época actual por la acción humana, bien sea directa o indirectamente. A. calycularis ya cuenta con diferentes figuras de protección en diversas legislaciones nacionales e internacionales, lo que está permitiendo un mayor acercamiento de gestores y entidades interesadas en la conservación a la especie, además de un incremento en el número de estudios acerca de su biología básica y autoecología, así como a respuestas de este coral frente a ambientes cambiantes, los cuales son de gran utilidad a la hora de elaborar los planes adecuados de gestión activa de la especie para su conservación. Sin embargo, C. caespitosa no posee ninguna figura legal de protección, pese a estar incluida en la lista roja de especies de la UICN, y se cree que existen suficientes motivos para la elaboración de las propuestas convenientes a los correspondientes estamentos, y su categorización como especie amenazada. Estudios como los llevados a cabo en la presente tesis son primordiales a la hora de establecer planes de manejo y conservación, no ya sólo de las especies estudiadas, sino de otras especies con características biológicas y ciclos de vida similares, aportando estos resultados un modelo de aproximación a la conectividad de especies cuyas larvas tienen diferente potencial de dispersión.