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Title

Biología de la Conservación de las comunidades de gorgonias tropicales en el Pacífico oriental (Ecuador).

Other TitlesConservation biology of gorgonian community in the Eastern Pacific (Ecuador)
AuthorsSoler-Hurtado, M. Mar
AdvisorMachordom, Annie ; López González, Pablo José
Issue Date7-Oct-2016
PublisherCSIC - Museo Nacional de Ciencias Naturales (MNCN)
Universidad de Sevilla
Universidad Internacional Menéndez Pelayo
Abstract[EN] Within the benthic marine organisms zoological groups, located in the tropical waters of both of the American Continent’s coastlines, one of the groups that has the highest endemism is that of the gorgonians (Cnidaria: Alcyonacea: Octocorallia). These organisms represent an important challenge from both taxonomic and phylogenetic viewpoints. Although geographic areas, such as the Ecuadorian littoral, are famous for their global biodiversity, it is important to emphasise that there is a great lack of information about these areas’ invertebrate species inhabitants. For this reason, it has becomed essential to work towards completing information containing different aspects such as diversity, evolution, reproductive biology, ecology and possible diseases. With this in mind, the principal goal of the present PhD thesis was to improve the knowledge of the gorgonian communities (Gorgoniidae) through diverse perspectives and multidisciplinary methodologies (morphology, morphometry, histology and molecular systematics) in the unexplored area of continental Ecuador, located within the context of the Eastern Pacific Ocean eco-­‐regions. According to our results, by means of faunistic According to our results, by means of faunistic and taxonomic studies of the three genera, Eugorgia, Leptogorgia and Pacifigorgia (Gorgoniidae) present in the Ecuadorian littoral, fourteen species have been identified, constituting to seven of them being new records for Ecuador. Furthermore, through the use of classical morphological taxonomy and integrative taxonomy framework with the incorporation of morphometric and molecular characters, in this study have been described four new species, E. ahorcadensis, L. mariarosae, L. manabiensis and P. machalilla. This achievement has verified the usefulness of searching for new characters in the definition and identification of the studied species in question. Furthermore, the study of phylogenetic relationships of found known organisms, including their closest conspecific species from the oriental Pacific, demonstrated that: 1) The combination of mitochondrial markers (mtMutS and Cox) and nuclear (ITS and 28S) provided the greatest resolution of the evolutionary relationships among these organisms, whereas each molecular marker individually analysed resolved at a different taxonomic level; 2) Among the studied genera of Gorgoniidae, Pacifigorgia showed a monophyletic profile, unlike in the case of Leptogorgia and Eugorgia, who integrated together int0 the same clade; 3) Different evolutionary processes were proposed for Pacifigorgia species, such as an explosive radiation with a recent diversification, or a possible ancient hybridisation with a subsequent genomic re--‐homogenisation; 4) And finally, for Leptogorgia species complex, reticulate evolution and/or incomplete lineage sorting processes were proposed to explain the shown patterns.
Throughout this Thesis, the effectiveness of gorgonians along the Ecuadorian littoral as benthic heterogeneity bio--‐constructors has been demonstrated. The greatest abundance of fauna related to these hosts has reached the highest so far recorded values in gorgonians, scleractinians and other “ecosystem engineers” benthic groups. Significant differences were found in: the associated community structure; the abundance; and in the diversity between different studied gorgonian species. These differences appear to be related to the host’s morphology. Moreover, seasonal differences suggested the importance of the Humboldt Current’s influence and Panama Current’s fluctuations in the spatio--‐ temporal modelling of these associated communities. Also, a decrease in the epifauna diversity coupled with an increase of the available gorgonian host space was observed. This finding was contrary to “the heterogeneity of habitat” hypothesis. Finally, a diverse fungi community, associated with study area’s two species of gorgonians was identified. Some of these organisms have never had been recorded before in these ecosystems. In this fungi community, some pathogenic fungi, such as Aspergillus 25 sydowii, were detected on healthy individuals. Such circumstances may lead to the development of several diseases, for example the proven lethal Aspergillosis. Thus gorgonians species studied in this thesis could be carriers of these potential pathogens.
[ES] Uno de los grupos zoologicos del bentos marino con mayor endemicidad en aguas tropicales, en ambas costas del continente americano, lo constituyen las gorgonias (Cnidaria: Alcyonacea: Octocorallia). Estos organismos representan un importante reto desde el punto de vista tanto de la taxonomia, asi como de sus relaciones filogeneticas. Ademas, en areas geograficas como el litoral de Ecuador, reconocido por su amplia biodiversidad global, es importante destacar la gran falta de informacion existente sobre estas especies. Por eso se convierte en algo esencial completar su conocimiento en varios aspectos, como su diversidad, evolucion, biologia reproductiva, ecologia o posibles enfermedades. Conscientes de esto, el objetivo principal de la presente Tesis fue mejorar el conocimiento sobre las comunidades de gorgonias (familia Gorgoniidae), a traves de diversos enfoques y metodologias multidisciplinares (morfologia, morfometria, histologia o sistematica molecular), en un area tan inexplorada como es Ecuador continental, en el contexto biogeografico del Pacifico oriental. Acorde a nuestros resultados, por medio del estudio faunistico y taxonomico de los tres generos, Eugorgia, Leptogorgia y Pacifigorgia (Gorgoniidae) presentes en la costa de Ecuador, se identificaron catorce especies, de las cuales siete representaban nuevos registros para Ecuador. Ademas, a traves de una taxonomia morfologica clasica o bien por medio de una taxonomia integradora, con la incorporacion de analisis morfometricos y moleculares, durante la realizacion de esta memoria se describieron cuatro nuevas especies para la ciencia, E. ahorcadensis, L. mariarosae, L. manabiensis y P. machalilla, comprobandose la utilidad de la busqueda de nuevos caracteres en la delimitacion e identificacion de las especies bajo estudio. Por otro lado, el estudio de las relaciones filogeneticas de los organismos encontrados, incluyendo a sus congeneres mas cercanos del Pacifico oriental mostro que: 1) Los resultados obtenidos para cada uno de los marcadores moleculares utilizados ayudaban a la resolucion filogenetica de los diferentes grupos de especies estudiados a diferentes niveles taxonomicos y por ello, la combinacion de marcadores mitocondriales (mtMutS y COX) y nucleares (ITS y 28S) proporcionaba la mayor resolucion de la relaciones evolutivas entre estos taxones; 2) Dentro de los generos de Gorgoniidae estudiados, Pacifigorgia mostro un perfil claramente monofiletico, mientras que los generos Leptogorgia y Eugorgia se integran en un mismo clado; 3) Diferentes patrones evolutivos fueron propuestos para las especies de Pacifigorgia, como un proceso de radiacion explosiva con una diversificacion muy reciente o una posible antigua hibridacion con una posterior re--‐homogeneizacion del genoma; 4) Finalmente, para un complejo de especies de Leptogorgia se pudieron observar posibles procesos de evolucion reticulada o resolucion incompleta de linajes. Entre el amplio espectro de ciclos reproductivos presentes en octocorales, las dos especies representativas estudiadas, mostraron el mismo modelo de reproduccion con ciertas caracteristicas diferenciales. Se observo que las especies Leptogorgia alba y Muricea plantaginea eran gonocoricas y emitian sus gametos al medio (broadcast spawners) sin una sincronizacion anual determinada, y no existiendo aparentemente ningun mecanismo de retencion de ovocitos o posibles larvas (mucosidad) en las proximidades de las colonias femeninas.
Los procesos de emision no parecieron tener una relacion directa con la temperatura ambiental, pero si con las corrientes predominantes de la zona, como la corriente de Humboldt. A traves de esta Memoria se ha demostrado la efectividad de las gorgonias del litoral de Ecuador como bio--‐constructoras de la heterogeneidad bentonica. Se observo una hiper--‐ abundancia de fauna asociada a estos hospedadores, alcanzando los mayores valores hasta ahora registrados en gorgonias y escleratinios u otros grupos bentonicos considerados tambien “ingenieros ecosistemicos”. Ademas, se encontraron diferencias significativas en la estructura de la comunidad asociada, abundancia y diversidad entre las especies de gorgonias estudiadas, aparentemente relacionadas con la propia morfologia del organismo hospedador. Por otro lado, las diferencias estacionales encontradas sugieren la importancia de la influencia de la corriente de Humboldt y la posterior incursion de la corriente de Panama en el modelado espacio--‐temporal de estas comunidades asociadas. Tambien se observo que, con el aumento del espacio habitable en la gorgonia, se producia una disminucion de la diversidad de la epifauna, lo que parece oponerse a la hipotesis de heterogeneidad del habitat. Finalmente, se identifico una diversa comunidad fungica asociada a dos especies de gorgonias del area de estudio. Algunos de estos organismos no habian sido registrados anteriormente en estos ecosistemas. Asi mismo, se detectaron hongos patogenos tales como Aspergillus sydowii en individuos sanos, lo que podria favorecer el desarrollo de enfermedades como la conocida aspergilosis, que podria estar latente en este area, siendo las especies de gorgonias estudiadas portadoras de estos potenciales patogeneos. Esta Tesis proporciona una base solida para futuras investigaciones en el campo de la biodiversidad, conservacion y gestion de estos ecosistemas tropicales, proporcionando nuevos datos, a traves de los diferentes estudios englobados en un enfoque integrador multidisciplinario.
URIhttp://hdl.handle.net/10261/147849
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