Determinación de macroalgas en el Parque Nacional Arrecifes de Cozumel Public Deposited
The Mesoamerican Barrier Reef System (SAM) is the second largest in the world. Coral reefs, among the world's most productive and biologically diverse ecosystems, are characterized by their high rate of primary productivity, with benthic producers, microalgae, and macroalgae being the main contributors. Macroalgae, in addition, play a role in reef construction and cementation, influencing the balance of oxygen, carbon dioxide, and dissolved nutrients in the water. Environmental factors such as light, water temperature, sediment deposition, and depth, impact their distribution. In the Parque Nacional Arrecifes de Cozumel, the deterioration of reef ecosystems highlights the need for studies that assess the diversity of macroalgae and their relationship with the environment, serving as a reference point for assessments that contribute to the conservation of these ecosystems. Objectives. 1) Identify the species of macroalgae present in the Parque Nacional Arrecifes de Cozumel (PNAC); 2) Evaluate environmental variables (depth, temperature, salinity, dissolved oxygen, and pH) and sedimentary factors (sediment texture, organic carbon content, and sediment carbonates); 3) Establish the correlation between environmental and sedimentary variables with macroalgal species in the PNAC; 4) Determinate if there are bioindicator macroalgae for pollution in the PNAC and their possible correlation with water and sediment variables. Materials and Methods. Sampling was carried out in October and November 2018 in 14 reefs of the Parque Nacional Arrecifes de Cozumel, and environmental variables were assessed. Morpho-anatomical observations were performed using both, optical and stereoscopic microscopes. Taxonomic determination was made based on specialized literature. Specialized techniques were employed for the characterization and evaluation of sediments. Multivariate analyses were carried out to determine correlations. Results. Fifty-six taxa were identified: 38 Chlorophyta, 12 Rhodophyta, and six Ochrophyta. New records for the Parque Nacional Arrecifes de Cozumel were described, including Lobophora guadeloupensis as a new record for Mexico. Additionally, four species indicative of increased nutrient levels were identified. The mean sampling depth was 16.3m, with variation explained by reef bathymetry. The water temperature was 28.7°C, common in the area as the PNAC is situated in a region characteristically warm in Mexico. The average salinity was 34.66 UPS, accordenly with most reports for Caribbean reef zones. Mean dissolved oxygen concentrations were 6.2 mg/L, typical for a reef ecosystem under normoxic conditions, and the recorded pH averaged 8.2, indicative of alkaline conditions. Regarding sedimentary variables, the median sand fraction dominated; the percentage of organic carbon (0.55%) was estimated as characteristic for a reef zone; the average CaCO3 was considered high (95.5%) and biogenic in origin. Correlations: Some Chlorophyta were correlated with depth, and Rhodophyta were correlated with temperature. Bioindicator macroalgae for nutrient increase correlated with organic carbon content, while calcifying algae correlated with CaCO3. Conclusions. The algal richness in the studied locations within the Parque Nacional Arrecifes de Cozumel comprised 56 species, being Chlorophyta predominating. Furthermore, 18 new macroalgal records for the PNAC were obtained, including a first record for Mexico. This study represents a first aproximation to correlate environmental variables (depth, temperature, salinity, and pH) and sedimentary factors (texture, organic carbon content, and carbonates) with the presence of macroalgae in the PNAC. Applying Canonical Correspondence Analysis (CCA) to environmental variables and phycoflora determined that green algae positively correlated with depth; however, red algae correlated with temperature. Concerning sedimentary variables, bioindicator macroalgae positively correlated with organic carbon, while calcifying macroalgae correlated with carbonates. Four species, considered bioindicators of high nutrient content Chaetomorpha linum, Cladophora catenata, Ulva intestinalis, and Laurencia intricata were identified. Keywords: algae, Chlorophyta, correlation, bioindicators, diversity, Ochrophyta, Rhodophyta, sediment, environmental variables.
El Sistema Arrecifal Mesoamericano (SAM), es la segunda barrera arrecifal más grande del mundo. Los arrecifes, que se encuentran entre los ecosistemas más productivos y biológicamente diversos del mundo están caracterizados por su alta tasa de productividad primaria, siendo los productores bénticos, microalgas y macroalgas los principales responsables de esta productividad. Las macroalgas, además, participan en la construcción y cementación del arrecife, asimismo, influyen en el balance de oxígeno, dióxido de carbono y nutrientes disueltos en el agua. Factores ambientales como la luz, temperatura del agua, deposición de sedimentos y la profundidad afectan su distribución. En el Parque Nacional Arrecifes de Cozumel, el deterioro de los ecosistemas arrecifales destaca la necesidad de estudios que evalúen la diversidad de macroalgas y su relación con el ambiente, constituyendo así, un punto de referencia para realizar evaluaciones que contribuyan a la conservación de estos ecosistemas. Objetivos. 1) identificar las especies de macroalgas presentes en el PNAC; 2) Evaluar variables ambientales (profundidad, temperatura, salinidad, oxígeno disuelto y pH) y sedimentarias (textura de sedimentos, su contenido de carbono orgánico y carbonatos en sedimentos); 3) Establecer la correlación entre las variables ambientales y sedimentarias con las especies de macroalgas del PNAC; 4) Definir si hay macroalgas bioindicadoras de contaminación en el PNAC y su posible correlación con las variables de agua y sedimentos. Material y método. Los muestreos se realizaron en octubre y noviembre de 2018 en 14 arrecifes del Parque Nacional Arrecifes de Cozumel y se evaluaron variables ambientales. Se realizaron observaciones morfo anatómicas utilizando tanto microscopios ópticos como estereoscópicos. La determinación taxonómica se realizó a partir de literatura especializada. Se llevaron a cabo técnicas especializadas para la caracterización y evaluación de los sedimentos. Se realizaron análisis multivariados para determinar las correlaciones. Resultados. Se identificaron 56 taxa: 38 Chlorophyta, 12 Rhodophyta y seis a Ochrophyta. Se describen nuevos registros para el Parque Nacional Arrecifes de Cozumel, incluyendo a Lobophora guadeloupensis como nuevo registro para México, además, se identificaron cuatro especies bioindicadoras del aumento de nutrientes. La media de la profundidad de muestreo fue de 16.3m y la variación fue explicada por la batimetría del arrecife; la temperatura del agua fue de 28.7°C, común en la zona debido a que el PNAC está situado en una región característicamente cálida de México; la salinidad promedio fue de 34.66 UPS que coincidió con la mayoría de los reportes para zonas arrecifales del Caribe; las concentraciones medias de oxígeno disuelto fueron de 6.2 mg/L, típicas de un ecosistema arrecifal con condiciones de normoxia; el promedio de pH registrado fue de 8.2 que responde a condiciones alcalinas. En cuanto a las variables sedimentarias la arena media fue la fracción dominante; el porcentaje de CO (0.55%) se estimó como un valor propio para una zona arrecifal; el promedio de CaCO3 se consideró alto (95.5%) y de origen biogénico. Correlaciones: se correlacionaron algunas especies de algas Chlorophyta con la profundidad y algas Rhodophyta con la temperatura; las macroalgas bioindicadoras del aumento por nutrientes se correlacionaron con el contenido de CO y las algas calcificantes con los CaCO3. Conclusiones. La riqueza algal de las localidades estudiadas en el PNAC fue de 56 especies donde predominaron las Chlorophyta, además, se obtuvieron 18 registros nuevos de macroalgas para el PNAC y un primer registro para México. El presente trabajo representa el primer estudio que correlaciona variables ambientales (profundidad, temperatura, salinidad y pH) y sedimentarias (textura, contenido de carbono orgánico y carbonatos) con la presencia de macroalgas en el PNAC. Aplicando el Análisis de correspondencia canónica (ACC) a variables ambientales y ficoflora se determinó que las algas verdes se correlacionaron positivamente con la profundidad, no obstante, las algas rojas se correlacionaron con la temperatura. En cuanto a las variables sedimentarias se observó que las macroalgas bioindicadoras se correlacionaron positivamente con el CO, en tanto, las macroalgas calcificantes se correlacionaron con los carbonatos. Se identificaron cuatro especies consideradas bioindicadoras de alto contenido de nutrientes: Chaetomorpha linum, Cladophora catenata, Ulva intestinalis y Laurencia intricata. Palabras clave: alga, Chlorophyta, correlación, bioindicadoras, diversidad, Ochrophyta, Rhodophyta, sedimento, variables ambientales.
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