Presentación con notas al maestro

P r e s e n t a c i ó n Presentación c o n n o t a s a l con notas al m a e s t r o maestro

Programa SeaGrant Sea Grant Universidad de Puerto Rico, Mayagüez

El nombre de ‘Cnidario’ se deriva de la palabra griega “cnidos”, que signifi ca ‘or ga ur cante’. Los Cnidarios son organismos exclusivamente acuá cos, con una simetría radial, y se caracterizan por la presencia de unas células ur cantes conocidas como cnidocitos. El cuerpo de un cnidario puede presentar dos pos estructurales: el pólipo y la medusa. Las medusas, generalmente, son nadadoras libres y enen cuerpos en forma de campana o sombrilla. La boca está en el centro del lado cóncavo y los tentáculos se ex enden por todo el borde de la campana. Los pólipos están adaptados a una vida sésil (adherido a un sustrato). Tienen un cuerpo tubular, con una boca rodeada por tentáculos en uno de sus extremos y el otro lado pegado a una superfi cie. Un ejemplo de este pólipo, se podrá observar al estudiar los corales.

La epidermis es la capa externa del pólipo y es donde se encuentran las células nerviosas, sensoriales y los cnidocitos.

La mesoglea está situada entre la epidermis y la gastrodermis. Tiene una consistencia gela nosa y se ex ende por el cuerpo y los tentáculos. Ayuda a sostener el cuerpo y actúa como un cuerpo elás co.

La gastrodermis es una capa de células que cubre la cavidad gastrovascular.

Por lo general, los corales suelen vivir en colonias compuestas por cientos de pólipo. El cuerpo del pólipo es cilíndrico, con un extremo superior oral donde se encuentran los tentáculos y la boca, mientras que en el extremo opuesto se encuentra sujeto a un sustrato.

Los cnidocitos se encuentran en la epidermis y son más abundantes en los tentáculos del pólipo de coral. Una de las principales funciones de los nematocistos, que se encuentran en los cnidocitos, es ayudar a capturar la presa. Cuando los nematocistos se disparan, sale un lá go que penetra e inyecta toxinas a la presa paralizándola o causándole la muerte.

Los corales fl exibles o córneos, también conocidos como octocorales, poseen la peculiaridad de tener ocho tentáculos (o múl plos de ocho) alrededor de la boca. Los octocorales son coloniales, con pólipos pequeños. El esqueleto es interno, compuesto de una sustancia orgánica conocida como gorgonina.

Los corales pétreos o duros, o esclerac nios, producen un esqueleto de carbonato de calcio. Estos son los principales formadores de la estructura del arrecife de coral. A pesar de tener pólipos pequeños, una colonia de coral puede ser muy grande (de varios metros), como los corales cuerno de alce (Acropora palmata), el coral cerebro (Diploria labyrinthiformis) o el coral cuerno de ciervo (Acropora cerviconis).

La forma del esqueleto de las diversas especies de corales se debe al patrón de crecimiento de la colonia. Algunas colonias crecen en forma de plato o redondo. Otras crecen en un patrón erecto, cilíndrico o columnar y ramifi cado. Mientras que algunas son voluminosas y masivas, a diferencia de algunas que son pequeñas y delicadas.

Reproducciónasexual - ocurrede dos maneras: gemacióny fragmentación.

Brote

Fragmentación–ocurre cuando una parte del coral se desprende de la colonia y forma una nueva.

Reproducciónsexual–los gametosse uneny formanunalarva plánulaquese dispersacon lascorrientesy luego, se asientapara formarnuevascolonias. Gemación– un nuevo pólipo se desarrolla como un brote a partir de un pólipo progenitor. Ese nuevo pólipo forma una colonia que va creciendo en tamaño según se añaden nuevos individuos.

Gemación

Desovedel coral durantela reproducciónsexual.

El coral se reproduce asexual y sexualmente.

Reproducción asexual:

La reproducción asexual puede ocurrir de dos maneras: fragmentación y gemación. Durante la fragmentación, los pedazos de coral se desprenden de la colonia. Cuando esto ocurre, el pedazo fragmentado puede con nuar creciendo cerca de la colonia “parental” y expandirla, formar una nueva colonia cerca del lugar de donde se desprendió o dispersarse a un nuevo lugar, dependiendo de las condiciones ambientales existentes.

En la gemación, un nuevo pólipo se desarrolla como un brote (protuberancia) a par r de un pólipo progenitor, que al crecer queda unido a este y forma una colonia de pólipos idén cos, todos unidos a un mismo pólipo progenitor.

Reproducción sexual:

La mayoría de los corales también se reproducen sexualmente a través de la producción de gametos femeninos (huevos) y masculinos (esperma). Durante la reproducción sexual, los corales liberan al agua estos gametos los cuales se unen y forman una larva conocida como plánula. En general, estas permanecen en la columna de dos a siete días hasta que encuentran una superfi cie sólida donde pegarse. Sin embargo, existen algunas que pueden permanecer en la columna de agua hasta por tres meses antes de asentarse. Una vez la plánula se asienta, se transforma en pólipo de coral, a través del proceso de metamorfosis, y comienza a formar una nueva colonia por medio de la gemación.

En los tejidos de los pólipos de coral, habitan unas algas microscópicas llamadas zooxantelas. Los corales y las zooxantelas enen una relación simbió ca, también conocida como mutualismo, en donde ambos organismos se benefi cian el uno del otro. Los pólipos no solo le proveen a las zooxantelas protección y hogar, también les suministran nutrientes, como el bióxido de carbono, los nitratos y los fosfatos, esenciales para estas algas. En cambio, el pólipo recibe un suministro constante de oxígeno, carbohidratos y otros nutrientes, producto de la reacción de fotosíntesis que realiza la zooxantela.

Las zooxantelas no sólo producen nutrientes para el coral, también le brindan color. Estas algas producen pigmentos que oscilan entre amarillo y marrón, los cuales son vistos a través del cuerpo transparente del pólipo y les dan a estos corales sus colores llama vos.

Las zooxantelas son algas unicelulares, color marrón-dorado, que viven ya sea en la columna de agua como plancton, o dentro del tejido de otros organismos por simbiosis. No solamente viven asociadas a los corales duros, también viven en los tejidos de muchos otros organismos marinos como por ejemplo, los corales fl exibles, las esponjas, las aguavivas y los nudibranquios.

El material orgánico, producto de la fotosíntesis de la zooxantela, le brinda al pólipo hasta un 90% de la energía y los nutrientes que necesita para vivir. En otras palabras, los pólipos de coral dependen nutricionalmente de las zooxantelas, razón por la cual los corales herma picos se encuentran en aguas llanas (menos de 150 pies) y claras, donde pueden recibir la luz solar necesaria para que la zooxantela pueda realizar fotosíntesis.

Los exoesqueletos de carbonato de calcio de los corales pétreos junto a las algas calcáreas y otros organimos son los que forman el armazón del arrecife. Este exoesqueleto calcáreo de los corales es secretado por la porción inferior del pólipo. Durante el proceso, se forma una especie de “copa”, conocida como cáliz, en donde el pólipo se asienta. El cáliz cuenta con unas paredes conocidas como tecas y una base o placa basal. Periódicamente, el pólipo se “levanta” de su base y forma una nueva placa basal por encima de la anterior. De esta manera, mientras los corales estén vivos, se sigue depositando carbonato de calcio para aumentar su tamaño. Además, a medida que los pólipos se reproducen asexualmente, el coral aumenta en tamaño y el arrecife crece. Al igual que en el coral, la porción coralina viva de un arrecife se encuentra en la superfi cie. La base y la parte interna del arrecife pueden estar formadas por los esqueletos de corales muertos que exis eron hace cientos y miles de años.

Podemos encontrar arrecifes de coral de dis ntos tamaños y formas, dependiendo de las condiciones geológicas y medioambientales en las diferentes áreas de los trópicos. Es por esto que los cien fi cos los clasifi can en varias categorías, dependiendo de estas caracterís cas.

En general, los arrecifes de coral son agrupados en una de las siguientes cuatro categorias: arrecife de parcho, arrecife de barrera, arrecife de borde y atolones.

Los arrecifes de parcho crecen en agregaciones pequeñas, aisladas de la costa. Es común observar este po de arrecife en los cayos de La Parguera (Lajas), en Fajardo, en Salinas, en Desecheo, entre otros.

Los arrecifes de barrera, son arrecifes que bordean paralelamente la costa a lo largo de grandes extensiones. Estos arrecifes están separados de la costa por una laguna, generalmente profunda. La Gran Barrera de Arrecife de Australia y el Arrecife Mesoamericano frente a la costa este de Centroamérica, son ejemplos de este po de arrecife. La Gran Barrera de Arrecife de Australia es el arrecife más grande del planeta. Mide 1,260 millas de largo y entre 10 y 90 millas de ancho y se puede ver en imágenes tomadas desde una nave espacial.

Los arrecifes de borde son arrecifes muy comunes que crecen en los bordes de los con nentes y de las islas, crecen dentro de la laguna y enen contacto directo con la costa. Ejemplos de este po de arrecife se encuentran en Fajardo y en La Parguera.

Los atolones pueden dis nguirse fácilmente porque son arrecifes de forma anillada, que crecen alrededor de una isla volcánica sumergida, en medio del océano. Poseen una laguna central, donde también podemos encontrar arrecifes de parcho. Con algunas excepciones, los atolones se encuentran mayormente en el Océano Pacífi co y en el Océano Índico. Un ejemplo de un atolón en el Océano Atlán co es el atolón Rocas, en la costa oriental de Brazil.

Los arrecifes de coral comparten similitudes en sus perfi les biogeográfi cos y se distribuyen en diferentes zonas dependiendo de: la fuerza del oleaje y de las corrientes marinas, la topogra a del fondo, la profundidad, la luz, la can dad de sedimentos suspendidos, la temperatura y la salinidad, entre otras condiciones ambientales. Por lo tanto, estas condiciones actúan de manera tal que se forman unas zonas caracterís cas dentro del arrecife, tanto ver cales como horizontales, en donde se van a encontrar diferentes pos de coral, algas y otras especies.

Las zonas del arrecife varían de acuerdo a su localización según nos movemos de la costa hacia mar adentro.

La primera zona conocida como la laguna del arrecife es la que queda entre la línea de costa y el arrecife. En esta zona, la energía del oleaje es suave y a pesar de que es un área en la que hay una mayor can dad de sedimentos suspendidos (mayormente sedimentos calcáreos fi nos), el agua es rela vamente clara. En esta zona encontramos corales fl exibles como el abanico de mar (Gorgonia ventalina) y corales duros, como por ejemplo, el coral de rosa Manicina aerolata, el cual puede soportar la presencia de sedimentos debido a que es muy hábil quitándolos de su superfi cie por medio de la producción de una capa de mucosidad.

Luego de la laguna, se encuentra la cresta del arrecife. Esta cresta cons tuye el punto más alto del arrecife de coral. En condiciones de marea baja los corales pueden quedar expuestos al aire. Las colonias de coral que habitan allí son generalmente fuertes y fi rmes. Un ejemplo del po de coral que puede vivir en esta área, es el coral cuerno de alce (Acropora palmata).

Luego de la cresta encontramos la zona más expuesta a la acción del oleaje conocida como el frontón del arrecife. Los corales en esta zona son grandes y macizos y por lo tanto, pueden resis r el embate de las olas. Algunos ejemplos son: el coral cuerno de alce (Acropora palmata) y el coral cerebro (Diploria strigosa), entre otros. Después del frontón, la profundidad aumenta y hay una enorme diversidad de corales fl exibles y duros.

Los arrecifes de coral se encuentran, por lo regular, en áreas tropicales y subtropicales (hasta las la tudes 30° norte y sur), en donde la temperatura se man ene, incluso en invierno, a más de 18 °C (65 °F). La temperatura óp ma para el crecimiento de los corales ocurre entre los 23 y 29 °C (74 y 85 °F), aunque hay algunas especies que pueden tolerar temperaturas de hasta 40 °C (104 °F) por periodos cortos de empo. Otra condición importante para el crecimiento de los corales es la salinidad, en donde el rango óp mo se encuentra entre 32 y 42 partes por mil.

Debido a la relación simbió ca entre los corales y las zooxantelas, las aguas deben ser claras, con poca turbidez y sedimentos, para que llegue la luz del sol. Es por esto que los arrecifes de coral los encontramos mayormente en la zona eufó ca,la región en el océano hasta donde penetra la luz.

Es importante señalar que aunque la mayor can dad de arrecifes de coral crecen bajo las condiciones y las zonas antes mencionadas, algunas especies de corales pueden vivir en aguas más frías. Además, otras especies pueden desarrollarse a profundidades mayores. A estos se les llama corales mesofó cos.

Alrededor de todo Puerto Rico y de sus islas, encontramos una gran variedad de arrecifes de coral. En las costas sur, este y suroeste hay una mayor can dad, porque el lecho marino sumergido de estas zonas (el fondo del mar) es menos profundo y más ancho que el de la costa norte. Por consiguiente, la can dad de arrecifes de coral en la costa norte es menor, ya que, en esta zona el lecho marino es más angosto (está más cerca de la costa), lo que provoca que allí existan mayores profundidades.

Por otro lado, las aguas son más claras y el oleaje es más suave en el Mar Caribe (costa sur) que en el Océano Atlán co (costa norte). En la costa norte se pueden encontrar comunidades de corales, pero no son tan extensas como en el sur debido a que en esta área se encuentran la mayor can dad de desembocaduras de los ríos más caudalosos de Puerto Rico. Estos acarrean una gran can dad de sedimentos y grandes aportes de agua dulce creando cambios drás cos de salinidad, los cuales los corales no toleran.

Los arrecifes de coral son uno de los ecosistemas más biodiversos y valiosos en el mundo. Estos sirven de hábitat para cientos de especies de importancia ecológica y comercial. Además, muchos organismos, tanto pertenecientes al arrecife como provenientes de otros ecosistemas, encuentran en los arrecifes alimento y protección.

Se es ma que en los arrecifes de coral se pueden encontrar alrededor de 4,000 especies de peces, 800 especies de corales pétreos y cientos de otros organismos incluyendo algas verdes, rojas y pardas, moluscos, crustáceos, erizos, gusanos y esponjas entre otros. En el Caribe, se pueden encontrar 260 especies de peces y 65 especies de corales duros.

Zonas de amor guamiento - Los arrecifes son la primera zona de amor guamiento del oleaje y de las corrientes marinas, por lo tanto, disipan la energía que llega a la costa. Esta caracterís ca es de vital importancia, sobre todo en eventos de tormentas tropicales y huracanes, ya que previenen el fuerte impacto del oleaje que ocurre durante estos eventos. Además, ayudan a evitar la erosión en las zonas costeras.

Productos naturales con potenciales biomédicos - Debido a la gran diversidad de organismos que habitan en los arrecifes, se considera que estos son ecosistemas claves para la obtención de productos naturales que ayuden a desarrollar medicamentos para curar el cáncer, la artri s y las infecciones bacterianas, entre otras muchas enfermedades. A par r de compuestos extraídos de organismos del arrecife se han desarrollado protectores solares, cremas an -arrugas y medicamentos para tratar desórdenes hormonales.

Los arrecifes de coral son uno de los principales atrac vos turís cos y por lo tanto, son una fuente económica importante. Son muchas las personas que visitan las costas de Florida, América Central, el Caribe y Australia para disfrutar de los recursos naturales y realizar ac vidades como el buceo, la pesca recrea va, navegación y muchas otras ac vidades indirectas que giran en torno a las presencia de los arrecifes. Esto a su vez crea empleos y ayuda en la economía de estos países.

Los arrecifes de coral son importantes para las ac vidades recrea vas, tales como el deporte del buceo y “snorkeling”, la pesca depor va y comercial o simplemente para nadar y disfrutar de la belleza que estos poseen. También son sumamente importantes para la inves gación y la educación a cualquier nivel académico ya que en ellos ocurren muchos procesos biológicos, sicos, químicos, ecológicos y geológicos. Sin embargo, estas ac vidades deben realizarse tomando en consideración que este ecosistema es frágil y que si no se trata con cuidado, este podría sufrir daños irreparables.

Pesquerías – Los peces y otros organismos habitantes del arrecife poseen un gran valor, tanto para la pesca artesanal como para la pesca recrea va y comercial. Aproximadamente, un 75 por ciento de los peces y mariscos que capturan los pescadores en sus nasas y que compramos en las pescaderías, provienen de los arrecifes alrededor de nuestro archipiélago. Meros, chapines, langostas, carruchos, arrayados, colirrubias y pulpos son habitantes del arrecife que u lizamos como alimento.

Contaminación – Una de las amenazas de mayor impacto para los arrecifes de coral es la contaminación. Esta ocurre como producto de las escorren as y descargas de aguas usadas al mar. Estas aguas pueden contener químicos, insec cidas, aceites, nutrientes, basura y otros materiales los cuales alteran la calidad del agua e impactan nega vamente a los arrecifes de coral. Por ejemplo, un aumento en la can dad de nutrientes en el agua promueve el crecimiento acelerado de algas y otros organismos, ocasionando asfi xia en los corales. Por otro lado, la alta can dad de sedimentos que traen consigo las escorren as, las cuales ocurren principalmente debido a la deforestación, evitan que penetren los rayos del sol en la columna de agua. Esto afecta la fotosíntesis que lleva a cabo las zooxantelas ya que estas necesitan de la luz solar para llevar a cabo este proceso.

Pesca y recreación – La pesca excesiva y algunas artes de pesca, como las nasas y la pesca con dinamita, son otras de las ac vidades humanas que afectan nega vamente a los arrecifes y que han reducido a las poblaciones de peces en los mismos. Cuando se pescan grandes can dades de peces y mariscos de tamaños pequeños o cuando se encuentran en su época reproduc va, se produce lo que se conoce como sobrepesca. Esta ocasiona desbalances en el arrecife. Por ejemplo, si disminuyen signifi ca vamente del arrecife las especies herbívoras (que comen plantas y/o algas), se genera un aumento en las poblaciones algales las cuales pueden ocasionar asfi xia a los corales.

Cuando se dejan desechos de la pesca abandonados en el mar tales como redes, anzuelos, nasas, cadenas y sogas, estos pueden pescar animales que nunca serán consumidos por los humanos. Además, deterioran el hábitat con los impactos sicos que pueden ocasionar a otros organismos arrecifales como corales, esponjas, etc. De igual manera, cuando se realizan ac vidades recrea vas como el buceo con tanque y el buceo a pulmón de manera descuidada, se pueden impactar a los arrecifes, especialmente con las aletas. Por ejemplo, el pararse sobre los corales puede ocasionar que estos se rompan y como resultado, los pólipos se enfermen y mueran. También, la navegación irresponsable es una amenaza para los corales. Cuando las embarcaciones navegan en áreas llanas, cerca de los arrecifes, pueden causar grandes daños a los corales con sus motores y anclas.

La mayoría de los cien fi cos han atribuido los grandes cambios en temperatura (globales) a la excesiva emisión de gases, par cularmente dióxido de carbono (CO2), asociadas a las ac vidades humanas en las úl mas décadas. El CO2 es uno de los principales gases de invernadero, y responsable del calentamiento global del planeta incluyendo los océanos. Cuando el agua se calienta demasiado (generalmente al fi nal del verano), los corales sufren estrés termal ya que son organismos muy sensibles a los cambios en temperatura. Este estrés puede resultar, muchas veces, en un evento de blanqueamiento de corales. Si la temperatura del agua permanece alta por mucho empo, las colonias afectadas por el blanqueamiento pueden morir.

Debido a que la atmósfera y el océano están con nuamente conectados entre sí, una gran parte del dióxido de carbono de la atmósfera es absorbida por el océano, donde reacciona con el agua y forma un ácido (el ácido carbónico). De esta manera, entre más dióxido de carbono se encuentre en la atmósfera más ácidos se vuelven los océanos. Al aumento de la acidez del océano se le conoce como la acidifi cación de los océanos. Esta acidifi cación está ocurriendo lenta pero constantemente y puede ser peligrosa para cientos de organismos marinos que forman algunas partes de su cuerpo (ej. conchas, espinas) con carbonato de calcio, porque estos ácidos, en altas concentraciones, pueden llegar a disolver esas estructuras.

Los arrecifes de coral también se ven amenazados por causas naturales como la depredación, cambios climá cos, cambios en las mareas, huracanes y enfermedades, entre otros. Sin embargo, hay que tener en cuenta que muchas de estas amenazas, aunque naturales, por lo regular ocurren como resultado indirecto de la infl uencia humana.

Los corales pueden entrar en estrés debio a los cambios en temperatura, salinidad o altas concentraciones de contaminantes en el agua. Cuando esto ocurre los pólipos expulsan, en masa, las zooxantelas de sus tejidos, causando el fenómeno de blanqueamiento. Se le llama blanqueamiento porque cuando el coral expulsa estas algas, el tejido queda transparente y se ve el esqueleto de carbonato de calcio blanco. Cuando esto ocurre, los corales se quedan sin los nutrientes que las zooxantelas les brindan, causándoles más estrés, y los hace más sucep bles a enfermedades. Si el periodo de empo en el que están bajo estrés ambiental es corto, los corales pueden capturar las zooxantelas directamente del agua y volver a las condiciones normales. Pero si este estrés es de larga duración, el coral se man ene blanqueado y eventualmente, muere.

Los arrecifes de coral son ecosistemas marinos de un valor ecológico y económico incalculable. Si no se toman las medidas necesarias para su protección y manejo los mismos podrían desaparecer. Entre las medidas de manejo, para conservar los arrecifes de coral, se encuentran el establecimiento de leyes para su protección, monitoreo, inves gación cien fi ca y educación.