El coral cuerno de ciervo ( Acropora cervicornis ) es un coral pétreo ramificado , dentro del Orden Scleractinia . Se caracteriza por ramas gruesas y erguidas que pueden crecer más de 2 metros (6,5 pies) de altura y se asemejan a las astas de un ciervo , de ahí el nombre Staghorn . [4] Crece en varias áreas de un arrecife, pero se encuentra más comúnmente en arrecifes delanteros y traseros poco profundos, así como en arrecifes de parche, donde las profundidades del agua rara vez superan los 20 metros (65 pies). [5] Los corales cuerno de ciervo pueden exhibir un crecimiento muy rápido, agregando hasta 5 cm (~2 pulgadas) de esqueleto nuevo por cada 1 cm de esqueleto existente cada año, lo que los convierte en una de las especies de coral marginal de más rápido crecimiento en el Atlántico occidental . [6] Debido a este rápido crecimiento, Acropora cervicornis sirve como uno de los corales formadores de arrecifes más importantes, funcionando como viveros marinos para peces juveniles, zonas de amortiguamiento para la erosión y las tormentas , y puntos centrales de biodiversidad en el Atlántico occidental . [7]
Hasta finales de la década de 1970, gran parte de las zonas de arrecifes frontales dentro del Atlántico alrededor de las costas del sur de Florida y las islas del Caribe estaban cubiertas por vastas y densas colonias de coral cuerno de ciervo que consistían en gran parte en rodales de una sola especie; sin embargo, una combinación de la enfermedad de la banda blanca y varios factores antropogénicos han reducido esta cobertura de coral en más del 95% en algunas áreas. [8]
En 2006, el coral cuerno de ciervo está catalogado como en peligro crítico de extinción según la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza y está designado a nivel federal como especie amenazada según la Ley de especies en peligro de extinción de 1973 . [9]
El coral cuerno de ciervo se encuentra en todo el océano Atlántico occidental, desde los Cayos de Florida y las Bahamas , hasta las costas de las distintas islas del Caribe. Ocurre en el oeste del Golfo de México , pero está ausente en las aguas estadounidenses del Golfo de México, así como en las Bermudas y la costa occidental de América del Sur ; el límite norte de esta especie es el condado de Palm Beach, Florida , donde sólo se han documentado poblaciones pequeñas [10]
El coral cuerno de ciervo se encuentra más comúnmente dentro de los 20 metros (65 pies) de la superficie del agua, en ambientes claros y no turbios consistentes con arrecifes delanteros, traseros y parches en el Océano Atlántico occidental . [11] En este entorno, la temperatura del agua suele oscilar entre 66 y 80 grados Fahrenheit (19 - 27 grados Celsius) con una salinidad que oscila entre 33 y 37 ppt (partes por mil). [12]
El esqueleto del coral cuerno de ciervo está formado por un tipo específico de carbonato cálcico conocido como aragonito . [13] Esta sustancia es secretada lentamente por células calicoblásticas especializadas, ubicadas en la capa directamente encima del esqueleto del coral. [13] Con el tiempo, estas secreciones de carbonato de calcio se acumulan unas sobre otras, creando eventualmente grandes estructuras de coral de aragonito y los cimientos de los arrecifes de coral del mundo . [13]
Al coral cuerno de ciervo normalmente le crecen tallos grandes y gruesos llamados "ramas", que pueden variar entre 1 y 3 pulgadas de ancho. [14] Estas ramas crecen muy cerca unas de otras y, a veces, se parecen a las astas de un ciervo , de ahí su nombre común, Staghorn. [14] Una colonia completamente desarrollada y saludable podría tener cientos de estas ramas potenciales y alcanzar tamaños de hasta 2 metros (6,5 pies) o más, tanto en altura como en ancho. [15]
El color de los corales pétreos depende en gran medida de las zooxantelas simbióticas que viven dentro del tejido de los corales y varía ampliamente según la especie y el entorno en el que viven. [16] Cuando se trata específicamente del coral cuerno de ciervo, el color del tejido puede variar desde marrón claro y beige hasta verde, azul o morado. [15]
A lo largo de millones de años de evolución , los corales pétreos han formado una relación simbiótica con 8 clados filogenéticos de algas dinoflageladas dentro del género Symbiodinium (también conocido como zooxantelas ) . [17] Esta relación simbiótica ha resultado en la incorporación de dinoflagelados especializados en el tejido de varias especies de coral, incluidas las del género Acropora como Acropora cervicornis (coral cuerno de ciervo). [17]
Con el tiempo, estos dinoflagelados han perdido sus flagelos y se han vuelto inmóviles y dependientes del coral como huésped para su seguridad y fuente de dióxido de carbono . [18] Al mismo tiempo, el coral se ha vuelto dependiente de los dinoflagelados para cubrir hasta el 90% de sus necesidades nutricionales totales, que incluyen diversos lípidos , aminoácidos y azúcares , así como una fuente de oxigenación y eliminación de desechos. [18] Para satisfacer las necesidades del huésped coralino, las zooxantelas se han vuelto extremadamente densas dentro del tejido coralino, en algunos casos hasta y superando 1 millón de células individuales por centímetro cuadrado de área de coral. [17]
Esta relación ha permitido que los corales existan en ambientes relativamente pobres en nutrientes durante millones de años, ya que casi todos los nutrientes se reciclan con muy poco desperdicio. [19]
Como la gran mayoría de las especies de coral, el coral cuerno de ciervo es tanto autótrofo como heterótrofo , lo que significa que tiene dos métodos principales para adquirir los nutrientes necesarios para sostener su crecimiento y supervivencia continua. [20]
El primer método y el más importante es autótrofo y proviene de las zooxantelas simbióticas fotosintéticas que habitan en el tejido del cuerno de ciervo. [21] Este método representa hasta el 90% de sus necesidades nutricionales totales. [21]
El segundo método es heterótrofo e implica la ingestión de organismos del propio pólipo, donde cada pólipo individual dentro de la colonia es capaz de heterotrofia . [22] Esto es más común durante la noche, cuando la fotosíntesis está restringida y los microorganismos como el zooplancton se están alimentando. Utilizando sus largos tentáculos de alimentación, los pólipos pueden atrapar los alimentos que pasan, aturdiéndolos con sus nematocistos urticantes para evitar que escapen y, finalmente, orientándolos hacia la boca en el centro para la digestión. [23]
La contribución de los nutrientes obtenidos de la heterotrofia no se comprende bien; sin embargo, se cree que en los corales pétreos, de los cuales el cuerno de ciervo es uno, puede representar entre el 0 y el 66% de la fijación de carbono . [22]
Hay dos métodos mediante los cuales los corales cuerno de ciervo pueden producir, asexual y sexualmente.
La reproducción asexual suele implicar gemación y fragmentación.
La gemación es el proceso mediante el cual crece una sola colonia de coral y consta de dos tipos de gemación de pólipos. La primera, conocida como gemación intratentacular , es la formación de nuevos pólipos a partir de la división interna de los existentes. [24] El segundo, llamado gemación extratentacular , es la formación de nuevos pólipos a partir de tejido donde ya no existe ninguno; esto incluye el espacio alrededor o entre los pólipos existentes . [24] La gemación produce pólipos genéticamente idénticos a los que existen actualmente en la colonia, lo que significa que todos los pólipos de una colonia son clones entre sí. [24]
La fragmentación es el proceso por el cual una colonia de coral entera da lugar a una o más nuevas. Esto implica la rotura de ramas de colonias de coral cuerno de ciervo existentes y su posterior implantación y crecimiento en sustratos cercanos. [25] En los corales cuerno de ciervo, al igual que otros corales pétreos, este parece ser el modo de reproducción más común y puede dar lugar a que un solo coral dé lugar a muchas colonias nuevas o, a veces, a arrecifes de coral completamente nuevos. [25] La fragmentación puede ocurrir en cualquier momento, y generalmente es el resultado de flujos turbios provenientes de tormentas , barcos cercanos, dragados o cualquier perturbación en el agua que provocaría la rotura y sucesiva replantación de ramas de coral. [25]
Debido a la naturaleza de la fragmentación, todas las colonias nuevas son clones genéticos de las originales, lo que puede dar como resultado que arrecifes enteros de coral cuerno de ciervo sean genéticamente idénticos, lo que potencialmente los vuelve más susceptibles a enfermedades o blanqueamiento. [25]
Como la mayoría de las especies de corales pétreos del género Acropora , el coral cuerno de ciervo es hermafrodita simultáneo, lo que significa que produce gametos femeninos y masculinos dentro de cada pólipo individual. [26] Aunque técnicamente tienen la capacidad de autofertilizarse, las investigaciones sugieren que las colonias individuales son total o parcialmente autoestériles; por lo tanto, para una reproducción exitosa de la planula de coral, se necesitan dos colonias o padres distintos. [27]
La liberación de óvulos y espermatozoides se sincroniza en un solo evento llamado transmisión. Esto aumenta el éxito de la fertilización y la producción de descendencia fértil. El desove del coral cuerno de ciervo suele limitarse a finales del verano, en los meses de julio y agosto, y se produce varios días después de la luna llena . [28] El mecanismo por el cual estos corales eligen un día de desove aún se desconoce; sin embargo, es casi seguro que está influenciado por una multitud de factores que incluyen la temperatura del agua, el ciclo lunar , la acción de las olas y los períodos de marea . [28]
El método mediante el cual las plánulas de coral eligen un lugar del arrecife al que adherirse es mucho más complejo de lo que se pensaba anteriormente. En lugar de flotar por el agua sin rumbo y fijarse en un punto aleatorio, las plánulas de coral han desarrollado varias adaptaciones clave para ayudarles en la búsqueda del hogar perfecto. [29] Estos incluyen habilidades sensoriales básicas para evitar la dañina radiación ultravioleta , así como la capacidad de detectar mareas , presión del agua e incluso escuchar y oler fenómenos ambientales en los arrecifes de coral cercanos. [29] Todo esto en conjunto permite la navegación exitosa de la planula de coral hacia los arrecifes cercanos y la selección de un lugar evitando al mismo tiempo la dañina radiación ultravioleta , la sedimentación y la sombra, lo que brinda a la planula la mejor oportunidad de sobrevivir. [29]
La sobrepesca es una de las mayores amenazas para los arrecifes de coral, no sólo en el Caribe y el Atlántico occidental , donde habita el cuerno de ciervo, sino en muchos arrecifes de coral de todo el mundo. [30] Los efectos de la sobrepesca son amplios y pueden provocar un crecimiento excesivo de esponjas hasta en un 25%, ya que sus depredadores son sistemáticamente pescados y eliminados del ecosistema . [31] A medida que las esponjas crecen sin inhibiciones, compiten, asfixian e impiden el asentamiento de las planulas de coral a medida que se convierten en el hábitat dominante de los organismos formadores en el arrecife. [31]
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Las infecciones bacterianas también representan un gran riesgo para los corales cuerno de ciervo, así como para los corales cuerno de alce , estrechamente relacionados , ambos corales esenciales para la construcción de arrecifes en el Atlántico occidental y el Caribe , siendo la enfermedad de banda blanca la que representa, con diferencia, el mayor riesgo. [32] Esta enfermedad es específica del huésped, lo que significa que solo afecta a ciertas especies de coral, entre ellas el cuerno de ciervo. [33] Observada por primera vez en 1979, a esta enfermedad a menudo se le atribuye la disminución masiva de la población de corales formadores de arrecifes poco profundos, como el cuerno de ciervo y el cuerno de alce, contribuyendo a hasta el 95% de su disminución. en los últimos 30 años. [34]
La enfermedad de la banda blanca es el resultado de muchos patógenos bacterianos potencialmente muy infecciosos, incluidos algunos del género Vibrio , y puede transmitirse por contacto directo entre colonias de coral, a través de la columna de agua hasta los tejidos dañados, e incluso por ciertas especies de invertebrados , como el caracol comedor de corales , Coralliophila abbreviata . [32] Se caracteriza por lesiones gruesas en el tejido del coral que forman bandas blancas distintivas que se extienden lentamente desde la parte inferior de una rama hasta la parte superior, dejando nada más que un esqueleto de coral desnudo a medida que avanza la enfermedad. [35] En el coral cuerno de ciervo, la necrosis tisular puede extenderse hasta 4 cm (40 mm) en las ramas por día, lo que resulta en una pérdida total de cobertura de tejido de aproximadamente 21 cm² (210 mm²) por día. [36] Una vez infectada, una colonia Staghorn pierde en promedio el 84% de su cobertura total de tejido, pasando de alrededor del 96% antes de la infección a aproximadamente el 12% después de completar la infección, con una tasa de mortalidad de aproximadamente el 28%. [36]
La temperatura del océano ha aumentado aproximadamente 1,3 °F desde 1900 hasta 2019. [37] Este aumento de temperatura se ha acelerado durante la última década, lo que ha resultado en un calentamiento de los océanos aproximadamente 4,5 veces mayor que los 100 años anteriores. [37] El calentamiento de los océanos afecta a todas las especies marinas , quizás a ninguna más que a los corales pétreos, como el cuerno de ciervo. Los corales pétreos son extremadamente sensibles a las fluctuaciones de temperatura y, a medida que aumenta la temperatura del océano, los corales se vuelven más susceptibles a los eventos de blanqueamiento. [38] Estos eventos ocurren cuando los dinoflagelados fotosintéticos ( zooxantelas ) que viven simbióticamente en los tejidos del coral son expulsados, dejando el coral completamente blanco y sin su principal fuente de nutrientes. [38] En este estado, el coral se encuentra bajo su mayor estrés y es más probable que contraiga enfermedades o muera de hambre, lo que aumenta sus posibilidades de mortalidad. [39] Si las temperaturas vuelven a niveles normales, el coral puede reintegrar las zooxantelas a sus tejidos; sin embargo, a medida que los eventos de calentamiento de los océanos se vuelven más comunes, como resultado del cambio climático, es menos probable que los corales blanqueados se recuperen por completo. [38]
El 11 de junio de 1991, los corales cuerno de ciervo y cuerno de alce fueron identificados por primera vez como candidatos para la reclasificación según la Ley de especies en peligro de extinción de 1973 (ESA). [40] El 18 de diciembre de 1997, ambas especies fueron eliminadas como candidatas a ser incluidas en la lista debido a la falta de disponibilidad de evidencia sobre su estado biológico o amenazas. [40] El 23 de junio de 1999, ambas especies se agregaron nuevamente a la lista de candidatos para su posible inclusión en la lista de la ESA, a medida que surgieron nuevas evidencias de una disminución de la población a gran escala en comparación con los niveles históricos. [40]
El 4 de marzo de 2004, el Centro para la Diversidad Biológica solicitó al Servicio Nacional de Pesquerías Marinas de EE. UU. (NMFS) que incluyera los corales cuerno de alce ( A. palmata ), cuerno de ciervo ( A. cervicornis ) y cuerno de ciervo fusionado ( A. prolifera ) como amenazados. o en peligro de extinción según la Ley de especies en peligro de extinción de 1973 (ESA) . [41] El 23 de junio de 2004, NOAA Fisheries y el Servicio Nacional de Pesquerías Marinas (NMFS) determinaron que incluir estas especies podría estar justificado e iniciaron una revisión formal de su estado biológico convocando al Equipo de Revisión Biológica de Acropora del Atlántico para resumir los mejores resultados científicos. y datos comerciales disponibles en el informe de revisión de estado. [41]
El 9 de mayo de 2005, el Servicio Nacional de Pesquerías Marinas (NMFS) determinó que existía evidencia suficiente para reclasificar tanto al cuerno de ciervo ( A. cervicornis ) como al cuerno de alce ( A. palmata ), estrechamente relacionado , como amenazados según la Ley de Especies en Peligro de 1973. (ESA) . [42] También encontraron que el coral cuerno de ciervo fusionado no cumple con los criterios de inclusión en la lista, ya que se identifica como un híbrido y, por lo tanto, no entra dentro de la definición de especie distinta de la ESA. [42] En 2006, el coral cuerno de ciervo, junto con el coral cuerno de alce , estrechamente relacionado , fue incluido oficialmente como especie amenazada en virtud de la Ley de especies en peligro de extinción de 1973 (ESA) . [42] El Servicio Nacional de Pesca Marina de EE. UU. (NMFS) designó oficialmente un hábitat crítico para los corales cuerno de alce y cuerno de ciervo en 2008. [42]
En diciembre de 2012, el Servicio Nacional de Pesca Marina (NMFS) sugirió una vez más reclasificar los corales cuerno de alce y cuerno de ciervo como en peligro de extinción. [43] Sin embargo, en septiembre de 2014, determinaron que ambas especies de coral continuarían figurando como amenazadas. [44]
El 6 de marzo de 2015, el Servicio Nacional de Pesca Marina (NMFS) junto con la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA) publicaron un plan de recuperación para las especies de coral cuerno de ciervo y cuerno de alce . [45] El objetivo principal de este plan era reconstruir la población y garantizar su viabilidad a largo plazo con el objetivo final de eliminarla de la Ley de Especies en Peligro de 1973 (ESA) . [45] Para lograr esta eliminación, se establecieron objetivos, incluido el aumento de la abundancia de la diversidad genética entre ambas especies en todo su rango geográfico, y al mismo tiempo identificar, reducir y/o eliminar las amenazas a su supervivencia, a través de la investigación y prácticas de seguimiento. [45] Un plan de recuperación exitoso para el coral cuerno de ciervo debe garantizar que las poblaciones aumenten a un tamaño lo suficientemente grande como para incluir muchas colonias reproductivamente activas, con ramas lo suficientemente gruesas para proporcionar la función del ecosistema y mantener la diversidad genética. [45] Este plan de recuperación buscaba gestionar las amenazas tanto locales como globales, al mismo tiempo que reconocía que ciertas amenazas al coral cuerno de ciervo no se pueden gestionar directamente, como las enfermedades o el cambio climático . [45] La mejora de la población, a través de la restauración del hábitat y la repoblación de la población, así como acciones a nivel del ecosistema para mejorar el funcionamiento de la comunidad como la herbivoría y el reclutamiento exitoso de corales, también se describieron en el plan de recuperación como esenciales para los objetivos de conservación a largo plazo del Staghorn. coral. [45]
El 26 de diciembre de 2008, el Servicio Nacional de Pesquerías Marinas (NMFS) junto con la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA) designaron oficialmente grandes partes del Caribe como hábitat crítico para los corales cuerno de ciervo y cuerno de alce . [46] El objetivo de esta designación era abordar el objetivo clave de conservación en lo que respecta al coral cuerno de ciervo, es decir, facilitar un aumento en la reproducción, tanto sexual como asexual. [46]
Este hábitat crítico comprendía cuatro áreas específicas: Florida , de las cuales aproximadamente 1.329 millas cuadradas (3.442 kilómetros cuadrados) de hábitat marino fueron designadas críticas; Puerto Rico , de los cuales aproximadamente 1.383 millas cuadradas (3.582 kilómetros cuadrados) de hábitat marino fueron designados críticos; St Thomas-Saint John en las Islas Vírgenes de EE. UU. , de las cuales aproximadamente 121 millas cuadradas (313 kilómetros cuadrados) de hábitat marino fueron designados críticos; y finalmente, St. Croix en las Islas Vírgenes de EE. UU. , de las cuales aproximadamente 126 millas cuadradas (326 kilómetros cuadrados) de hábitat marino fueron designados críticos. [46] Dentro de esta área, una instalación militar que comprendía aproximadamente 5,5 millas cuadradas (14,3 kilómetros cuadrados) de área quedó exenta debido a intereses de seguridad nacional. [46]
Para que las larvas de coral se adhieran exitosamente, se necesitan áreas sin sedimentos o cobertura de algas y solo roca expuesta o esqueleto de coral muerto, las cuatro áreas enumeradas anteriormente se ajustan mejor a esta descripción y, por lo tanto, fueron designadas en esta regla como el mejor hábitat posible para una exitosa Reproducción del coral cuerno de ciervo. [46]
En 2007, la Coral Restoration Foundation, junto con el Plan de Recuperación de la NOAA (NRP), comenzaron la restauración artificial del coral cuerno de ciervo frente a las costas de los Cayos de Florida. [47] Las colonias de coral cuerno de ciervo se cultivaron en un vivero en alta mar, se fijaron en discos o se colgaron de líneas de pesca, hasta que alcanzaron 30 cm de diámetro antes de ser plantadas en arrecifes de coral naturales frente a la costa de Florida. [47] Entre 2007 y 2013, se plantaron miles de colonias de cuerno de ciervo y la supervivencia se mantuvo alta en los primeros años, oscilando entre el 23% y el 72%. [47] Sin embargo, después de cinco años, se hizo evidente una disminución en la supervivencia de los corales, con tasas de supervivencia de las colonias plantadas de cuerno de ciervo cayendo por debajo del 10%. [47]
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