Revista Marejada Vol. 14 #2 2016 by Puerto Rico Sea Grant

REVISTA AMBIENTAL

Vol. 14, Núm. 2 2016

Carta del director Para muchos de nosotros los erizos son un tormento cuando los pisamos al caminar sobre las yerbas marinas, o cuando nos hincamos con sus espinas afiladas al practicar actividades de pesca deportiva o de observación en los arrecifes de coral. Para otros, como los españoles, italianos, franceses, peruanos y japoneses, sus gónadas son una exquisitez gastronómica por la que están dispuestos a pagar grandes sumas de dinero por su consumo. Sin embargo, su rol ecológico como herbívoros de los arrecifes de coral es reconocido por pescadores y científicos por su trabajo de forrajeros. Los servicios ecosistémicos de los erizos hacen posible el funcionamiento balanceado y saludable de los arrecifes de coral. Los arrecifes son estructuras que sirven de hábitat a una gran diversidad de especies marinas y son fuente de empleo para nuestros pescadores artesanales y crean paisajes coloridos con valor estético que atraen a recreacionistas y turistas, impactando de manera significativa la economía del país. Junto con peces herbívoros, los erizos mantienen bajo control el crecimiento y la distribución de las algas carnosas que compiten por luz y por espacio en el arrecife y afectan significativamente el reclutamiento, el asentamiento, la reproducción y la supervivencia de los corales. Por esta razón, en esta edición de la revista Marejada, queremos resaltar el rol del erizo negro (Diadema antillarum) en el ecosistema marino. Para esto, presentamos información sobre la relación simbiótica y de mutualismo de los erizos negros y los corales y sobre el impacto que ha tenido en la salud de los arrecifes de coral la mortandad masiva del erizo negro para los años 1983 y 1984, donde cerca del 95 % de la población desapareció en nuestros arrecifes coralinos. La Dra. Stacey Williams nos habla sobre los esfuerzos exitosos que ha desarrollado con su equipo de trabajo para reintroducir nuevas poblaciones de erizos en los arrecifes y así aumentar la herbivoría y limpiar eficientemente todo tipo de alga en los arrecifes de coral. El Dr. René Esteves nos habla sobre el impacto que ha tenido la disminución de los erizos negros y los corales ramificados en la productividad de nuestras 2

pesquerías, sobre todo en las etapas tempranas de los peces de importancia comercial. Los doctores Gregory Beck y John Ebersole, investigadores del Programa Sea Grant, combinaron datos ecológicos e inmunológicos, colectados mediante trabajo de campo y experimentos de laboratorio, para conocer las densidades de erizos negros en ciertas localidades. Además, estos investigadores llevaron a cabo experimentación en laboratorio para demostrar variaciones inmunológicas en individuos y poblaciones y estudiaron los mecanismos de inmunidad del erizo negro. La Dra. Delmis Alicea, especialista en educación, junto a estudiantes graduados, también educadores del Programa, ofrecen información y ejercicios educativos para facilitar a los maestros la enseñanza acerca del valor de los servicios que los erizos negros proveen al ecosistema. Por lo general, los servicios que proveen los erizos negros pasan desapercibidos. Debido a que no reconocen la importancia de los servicios que ofrecen los erizos negros y no entienden su aportación económica, los desarrolladores de política pública no invierten en su conservación y los manejadores de los recursos marinos y costeros no toman en serio la implementación de las leyes y la reglamentación de los impactos antropogénicos que amenazan la sobrevivencia de estos organismos. Queremos alentar a todo investigador científico, estudiante y manejador de los recursos marinos y costeros a desarrollar esfuerzos de repoblación y protección de las poblaciones de erizos negros para, de esta manera, incrementar la herbivoría y balancear el ecosistema y la salud de los arrecifes de coral.

Ruperto Chaparro Serrano, MA

Foto de portada: Se observa un erizo negro entre coloridas esponjas en los antiguos pilotes del muelle de Crash Boat, Aguadilla, P.R. El lugar se caracteriza por su amplia diversidad de especies. El fotógrafo encontró curiosa la tonalidad de sus espinas.

Marejada es publicada por la Oficina de Comunicaciones del Programa de Colegio Sea Grant de la Universidad de Puerto Rico (PSGUPR), Recinto de Mayagüez, bajo la subvención núm. NA14OAR4170068 del Departamento de Comercio de Estados Unidos y la Administración Nacional Oceanográfica y Atmosférica (NOAA, por sus siglas en inglés). ISSN 1947-1424 Ruperto Chaparro Serrano, Director del Programa Sea Grant Tania del Mar López Marrero, Directora asociada del Programa Sea Grant Cristina D. Olán Martínez, Coordinadora de comunicaciones/Directora editorial Mariana González González, Editora Delmis del C. Alicea Segarra, Asistente de comunicaciones/Especialista en educación Clarisabeth K. López Rodríguez, Especialista en información Oliver Bencosme Palmer, Ilustrador científico/Diagramador/Artista gráfico Cynthia L. Gotay Colón, Ilustradora científica Raúl Omar Ortiz Arroyo, “Pichón Duarte”, Fotógrafo/Videógrafo/Jefe de Impresos

Foto: Oliver Bencosme

Las opiniones y los puntos de vista expresados en esta revista no necesariamente reflejan los de la Universidad de Puerto Rico o los del Programa Sea Grant. La mención de marcas de productos no debe ser interpretada como un endoso a las mismas.

Visión Mucha gente piensa que el espacio sideral, el universo, es nuestra frontera final de la exploración y del conocimiento. Sin embargo, los océanos todavía son una región desconocida y nuestros mares, los que nos quedan a unos pasos de nuestras casas, aguardan por nuestros esfuerzos en investigación, para conocerlos a profundidad, mantener su valor ecológico y salvaguardarlos, para que las generaciones futuras puedan beneficiarse de las oportunidades económicas y recreativas que estos ofrecen. Tal vez, lo irónico es que muchos conocen sobre el planeta Tierra o sobre nuestro sistema solar, pero conocen muy poco sobre los ecosistemas marinos y costeros y su extraordinaria biodiversidad, su fuerza y su energía física, así como su papel en la climatología. Como ciudadanos, debemos entender bien esa inmensa parte de esta biosfera que está formada por las aguas de los océanos. Marejada surge como un medio de comunicación enfocado en educar a los hispanoparlantes acerca de la importancia de proteger nuestros mares y océanos de los complejos procesos climáticos y antropogénicos que los amenazan.

Marejada es una revista ambiental comprometida con la conservación y el desarrollo sustentable de nuestros recursos y atracciones marinas y costeras. Nuestro interés es educar al público general y llevarle información científica de una manera sencilla y fácil de entender. Para nosotros, uno de los puntos clave, en el marco de las investigaciones científicas aplicadas, es poder desarrollar proyectos dirigidos a solucionar problemas actuales que afectan los recursos marinos y costeros que nos rodean, al tiempo que facilitamos los resultados de estas investigaciones a los manejadores y a los usuarios de estos recursos. Estos resultados deben ser publicados y puestos al alcance de la mayor cantidad de personas. Esta revista ambiental constituye ese espacio accesible para que los investigadores, los científicos, los usuarios de los recursos, los educadores, los manejadores y los especialistas publiquen artículos cónsonos a nuestra visión, al tiempo que el lector disfruta en este proceso del saber. Marejada: una manera de acercarte más a la costa.

REVISTA AMBIENTAL

Conozcamos al erizo negro (Diadema antillarum)

Restaurando el erizo negro, Diadema antillarum, para reducir la abundancia de algas en los arrecifes de coral de Puerto Rico

La falta del erizo negro y el manejo de las pesquerías

Sobre la investigación “La respuesta inmune del erizo negro (Diadema antillarum) y su recuperación de la mortalidad en masa ocurrida en el Caribe” del Dr. Gregory Beck y el Dr. John Ebersole

Erizos negros: ¡Defensores del arrecife de coral!

Cynthia: Acuarelas en el mar

Foto: Héctor Ruiz

Conozcamos al erizo negro (Diadema antillarum) Por Mariana González González, MA Editora, Programa Sea Grant de la Universidad de Puerto Rico

Para los años 1983 al 1984, el Diadema antillarum sufrió un evento de mortandad en el que la población del Caribe se vio brutalmente afectada. Cerca del 95 % de la población de esta especie desapareció de varias localidades. Este suceso es conocido como uno de los más devastadores entre los organismos marinos; con decir que al día de hoy las poblaciones no se han recuperado en su totalidad y las densidades siguen por debajo de la población previa al fatal evento. Las causas de la mortalidad no han sido establecidas, pero una de las teorías habla sobre patógenos que se transportaron por las corrientes marinas y que enfermaron a estos erizos. Se dice que este patógeno viajó desde Panamá al este y oeste del Caribe. Entre el Diadema antillarum y los arrecifes de coral existe una relación simbiótica conocida como mutualismo; es decir, una relación Imagen de un recluta de erizo negro tomada en laboratorio. 6

donde dos especies diferentes se benefician mutuamente. La estructura del arrecife de coral provee refugio a los erizos, mientras que los erizos se alimentan de las algas que crecen en el coral. Es debido a esta correlación que los efectos de este evento de mortalidad comenzaron a reflejarse inmediatamente en las comunidades de arrecifes. Los Diadema antillarum son los principales herbívoros en estos arrecifes de corales y su importancia se ha manifestado grandemente desde que se empezó a observar el deterioro de los arrecifes ante su desaparición física. Las macroalgas cubrieron los arrecifes y alcanzaron tales tamaños que incluso llegaron a matar colonias de corales. Los Diadema antillarum, gracias al mutualismo, no solo incentivan la estabilidad y el crecimiento de los arrecifes de corales, sino también la preservación de organismos que habitan estos

Foto: Héctor Ruiz

El Diadema antillarum, conocido como erizo negro, se encuentra en las aguas poco profundas del océano Atlántico, del mar Caribe y del Golfo de México. Su principal característica son las largas espinas que típicamente son negras con algunas color grisáceo entrelazadas. Estas espinas pueden llegar a medir hasta 12 pulgadas de longitud y son venenosas. Aunque el veneno no es letal, se recomienda no tocarlos porque sus espinas son finas y quebradizas, y el contacto puede llegar a ser lastimoso y muy doloroso. Se pueden hallar en los arrecifes de coral que se encuentran en aguas llanas de menos de 30 pies, pero pueden encontrarse en aguas de hasta 400 m de profundidad. Estos se esconden en las grietas del arrecife durante el día y salen solo en la noche para alimentarse.

Foto: Pichón Duarte

Foto: Oliver Bencosme

En la foto se observa un erizo negro y un juey dormido dentro de una pequeña cueva en el Cayo San Cristóbal, La Parguera, Lajas P.R.

Arriba a la derecha, un curioso pez sargento mayor se resguarda tras las espinas del erizo negro en las aguas de Crash Boat, Aguadilla, P.R. El pez mantuvo un comportamiento temerario mientras, aparentemente, observaba al buzo que tomaba la fotografía.

arrecifes (como los cangrejos y los camarones mísidos). Esta especie de erizo negro, además, es uno de los principales bioerosionadores en los arrecifes de corales. Al desplazarse por el arrecife el erizo puede raspar el exoesqueleto rocoso del coral, con su boca y con sus espinas, y provoca erosión en la superficie de la roca del arrecife. En otras palabras, el erizo causa erosión en el carbonato de calcio del arrecife coral.

W. Stacey, comunicación personal, junio 13 de 2017.

A poco más de 33 años, la recuperación de los Diadema antillarum aún es una tarea en desarrollo. Investigadores se han dado a la tarea de continuar estudiando las causas de su mortalidad masiva, estableciendo de este modo nuevas teorías sobre su origen. Propuestas e iniciativas vigentes también llevan a cabo nuevos proyectos, con el fin de reestablecer la población de esta especie de erizo que es fundamental para la existencia de nuestros arrecifes de coral. Referencias Meland, K. “Mysidacea: Families, Subfamilies and Tribes”. Crustacea.net. Recuperado de http:// crustacea.net/crustace/mysidacea/index.htm Puckett, E. 2002. “Diadema antillarum”, Animal Diversity Web. Recuperado de http:// animaldiversity.org/accounts/Diadema_ antillarum/

La autora agradece las revisiones y comentarios provistos por Héctor M. Martínez Rivera, biólogo marino y educador del Programa Sea Grant de Puerto Rico.

Glosario bioerosionador – Organismo que provoca la degradación del sustrato calcáreo. Los erizos negros, los peces loro y los poliquetos (tipo de gusano marino), entre otros, son bioerosionadores. camarones mísidos – Crustáceos pequeños. carbonato de calcio – Componente químico principal en la formación de conchas y esqueletos de organismos como corales, y moluscos. macroalgas – Algas que proliferan en el fondo marino. patógeno – Que origina y desarrolla una enfermedad.

Infografía: Cynthia Lee Gotay Colón

Fotos: Stacey Williams

Especímen adulto de Diadema antillarum en una pradera de hierbas marinas en La Parguera, Lajas, P.R.

Restaurando el erizo negro, Diadema antillarum, para reducir la abundancia de algas en los arrecifes de coral de Puerto Rico Por Stacey M. Williams, PhD Investigadora principal, Proyecto de Restauración de Diadema antiallarum

Los arrecifes han estado bajo cambios drásticos por las últimas cuatro décadas. Antes del 1980, estos se caracterizaban por la alta abundancia de corales con una cobertura de hasta 90 % en algunas localizaciones. En la actualidad, sin embargo, la mayoría de los arrecifes del Caribe, incluyendo los de Puerto Rico, ya no se caracterizan por los corales escleractinios vivos, como el coral estrella (complejo de Orbicella annularis), o los corales cuerno de alce (Acropora palmata). El nuevo organismo que predomina en los arrecifes es el alga. La abundancia de algas puede representar una pérdida de resiliencia, ya que estas compiten por espacio y limitan el asentamiento de los corales.

Es por esto que los herbívoros son un componente esencial en un arrecife; estos mantienen el exceso de las algas bajo control. Dentro de los disturbios enfrentados, que incluyen la sobrepesca y un brote de enfermedad de banda blanca (una condición que destruye el tejido del coral), la degradación visible de los arrecifes comenzó con la mortalidad en masa de un herbívoro clave a nivel regional durante los 1980: el erizo negro, Diadema antillarum. Esta mortalidad masiva fue registrada como uno de los eventos de mortandad más severos para cualquier especie invertebrada, en el cual el 95-100 % de la población del Diadema 9

antillarum fue erradicada de todo el Caribe. Luego de este evento de mortalidad masiva, la recuperación del erizo negro ha sido lenta y aún hay arrecifes en Puerto Rico que no cuentan con ejemplares del mismo. En la actualidad, el pez loro y el pez cirujano son los herbívoros principales que controlan el crecimiento y la distribución de las algas. Sin embargo, dada su reducida presencia en los arrecifes (también debido a la sobrepesca y a la degradación de los arrecifes), el forrajeo no es suficiente para mantener las algas carnosas bajo control. Repoblar y proteger las poblaciones existentes del Diadema antillarum y los peces herbívoros son solo algunas maneras de incrementar la herbivoría en los arrecifes. Como parte de la investigación para mi disertación doctoral en el Departamento de Ciencias Marinas de la Universidad de Puerto Rico en Mayagüez (UPRM), estudié la dispersión de las larvas en etapas tempranas y tardías del Diadema antillarum en La Parguera, Lajas, Puerto Rico, y en el veril identifiqué un punto clave de colonización del erizo negro. Como parte del estudio, comencé un proyecto de restauración del Diadema antillarum usando los especímenes que pude recolectar, y en 2012 inicié un proyecto piloto con la ayuda del Programa Sea Grant de la Universidad de Puerto Rico (PSGUPR). Durante los trabajos de campo realizados para mi disertación doctoral, conté con el apoyo de un equipo de trabajo que me ayudó a realizar los muestreos. Mi equipo y yo recolectamos colonizadores del Diadema antillarum (con un tamaño de muestra de < 1 mm) en el veril de La Parguera en platos de Astroturf, que están sujetos a líneas de anclaje. Los platos fueron recolectados durante la primera semana de junio hasta octubre de 2012, y fueron llevados al laboratorio del Departamento de Ciencias Marinas. Dichos colonizadores fueron removidos de cada plato y colocados en un acuario; luego se dejaron crecer hasta llegar a la etapa de adultez temprana (3-4 cm), proceso que tardó entre 9-11 meses. Los Diadema antillarum fueron trasladados hacia los arrecifes en envases con agua de mar oxigenada. Una vez se llegó al lugar seleccionado, los erizos negros se removieron del envase y se situaron en el arrecife. Trasladamos los erizos tarde en el día, cuando ya los peces no buscan alimento, y así estos tendrían una noche para adaptarse a su nuevo hogar. 10

Se observa un arrecife saludable con una amplia cobertura de coral, baja abundancia de algas y alta abundancia de hervíboros en Bonaire.

La foto muestra un arrecife de coral en Jamaica que tiene una baja abundancia de herbívoros y una amplia cobertura de coral.

Como parte del estudio, se colocaron platos de Astroturf para colectar colonizadores poslarvales de Diadema antillarum en La Parguera, Lajas, P.R.

A la izquierda se puede observar el fondo marino del arrecife Media Luna antes de la repoblación y a la derecha los Diadema antillarum dentro de un cercado una semana luego de repoblar.

Este proyecto es único en su clase, ya que se evita el proceso arduo de criar larvas hasta que llegan al tamaño de colonizar áreas, y estamos reintroduciendo una población nueva al arrecife. La meta general del proyecto es aumentar la herbivoría al repoblar las poblaciones del Diadema antillarum en los arrecifes de Puerto Rico. En el verano de 2016 transferimos 343 adultos jóvenes al arrecife interior Media Luna en La Parguera. En este arrecife, las algas componen la mayor parte del suelo marino, con una cobertura que oscila entre 38-76 %; o sea, muchísimo alimento para el erizo negro. Los Diadema antillarum criados en el laboratorio fueron colocados en seis colonias del coral Orbicella annularis que se encontraban enfermos y mayormente muertos. Estos corales estaban envueltos en un pedazo de alambre de pollo. La razón principal para la selección de este arrecife como área de restauración fue la presencia del coral Orbicella annularis, una especie listada como amenazada bajo la Ley de Especies en Peligro de Extinción. Esta especie de coral, además, provee refugio a los erizos negros y ofrece una valiosa contribución de carbonato de calcio a los arrecifes. Por otro lado, la verja de alambre ayudó a mantener a los erizos en un área y permitió que observáramos la supervivencia y el impacto que tuvieron sobre la abundancia algar.

¡La restauración fue un éxito! Pudimos rastrear 79 % de los adultos jóvenes por cuatro meses luego de la primera repoblación en junio de 2016, y 75 % cinco meses más tarde. ¡Esto representa 257 erizos negros nuevos en este arrecife! Los cambios en la composición bentónica se hicieron evidentes en los sitios seleccionados a una semana de la repoblación. El 95 % del fondo marino, en cada cercado, se limpió eficientemente de todo tipo de alga dos meses después de la repoblación. Incluso, los Diadema antillarum removieron el Trididemnum solidium, una especie de tunicado que compite con los corales por el espacio disponible y puede sobrecrecer y matar los corales. Esperamos poder continuar este trabajo y restaurar las poblaciones del erizo negro en la costa este, en Fajardo y en la isla municipio de Culebra, con tal de controlar el alga roja incrustante Ramicrusta spp. Este tipo de alga es de la familia Peyssonneliaceae y es una amenaza en potencia a la función de los arrecifes de coral, ya que puede sobrecrecer y destruir los corales. Esperamos que la restauración de los Diadema antillarum en estos arrecifes disminuya la abundancia de esta alga tan dañina. Nos gustaría agradecer al Programa Sea Grant de la Universidad de Puerto Rico (PSGUPR), a 11

Fotografía del mismo coral antes de la repoblación de Diadema antillarum (izquierda) y dos meses después de la repoblación (derecha). La fotografía de la derecha resalta el sustrato libre de algas bentónicas y el tunicado incrustante Trididemnum solidum.

la Oficina Nacional de Administración Oceánica y Atmosférica (NOAA, por sus siglas en inglés) y al Departamento de Recursos Naturales y Ambientales de Puerto Rico (DRNA) por subvencionar este proyecto. También agradecemos al Departamento de Ciencias Marinas de la Universidad de Puerto Rico en Mayagüez por proveer sus facilidades para realizar esta investigación y por el apoyo de las siguientes personas: Orlando Espinosa, Milton Carlo, Luis Rodríguez, Duane Sanabria y Liajay Rivera. Visite el sitio web del Instituto para la Investigación Socio-Ecológica (www.isercaribe.org) para acceder a videos, galerías de fotografías y entradas de blog dedicadas al Proyecto de Restauración de Diadema. Para actualizaciones, síganos en Twitter (@ isercaribe) y Facebook, a través de www.facebook. com/ISERCaribe. Referencias Ballantine, D.L., Ruiz, H., Lozada-Troche, C. & Norris, J.N. (2016). The genus Ramicrusta (Peyssonneliales, Rhodophyta) in the Caribbean Sea, including Ramicrusta bonairensis sp. nov. and Ramicrusta monensis sp. nov. Botanica Marina 59(6): 417-431.

Glosario bentónica – Que pertenece al fondo marino o vive relacionado a este. colonizador – Organismo en su etapa poslarval que forma parte del bentos (fondo marino). corales escleractinios – También conocidos como corales duros, que producen un armazón de carbonato de calcio. forrajeo – Método de alimentación en el que los peces consumen algas marinas. herbivoría – El consumo de plantas por parte los animales. pez loro – Especie tropical de peces, muy característica por sus colores llamativos y su boca parecida al pico de un loro. platos de Astroturf – Material sintético que, en este caso, se utilizó para la colonización del Diadema antillarum. resiliencia – Capacidad de adaptación ante situaciones adversas. tunicado – Animal del filo de los cordados. Exhibe un nervio dorsal llamado notocorda cuya función es principalmente ayudar al movimiento. veril – Borde de la plataforma insular.

Foto: Pichón Duarte

Erizo negro en aguas de la Reserva Marina Tres Palmas de Rincón, P.R.

La falta del erizo negro y el manejo de las pesquerías Por René F. Esteves Amador, PhD Director de Extensión, Programa Sea Grant de la Universidad de Puerto Rico

Cuentan los pescadores activos antes del 1984 que la combinación de corales ramificados (Acropora palmata) y erizos negros (Diadema antillarum) hacían del área menos profunda del arrecife un refugio y criadero perfecto. Era común que el pez o la langosta que no atrapabas del primer intento lo perdías rápidamente entre las múltiples cuevas llenas de espinas. Como detallan los artículos anteriores de esta edición de Marejada, el erizo negro tiene una función clave como herbívoro del arrecife. La falta del erizo negro causó que macroalgas dominaran el arrecife y evitaran que el nuevo coral pudiese recolonizar el fondo. Poco después, nuevos organismos (como los peces

loros) ocuparon espacios donde anteriormente se encontraban los erizos, y otros tuvieron que cambiar su dieta. Era evidente a simple vista que el sistema había cambiado dramáticamente en corto tiempo. Existen múltiples estudios que lograron medir cómo se alteraron las comunidades de organismos sésiles (que viven pegados al fondo). Sin embargo, aunque ya en aquellos años se comenzaba a hablar de sobrepesca, no se documentó ninguna merma en las capturas de pesca comercial. Esto no significa que las pesquerías estuviesen inmunes a la falta del erizo negro; más bien, la falta de 13

El arrecife de coral es el ecosistema marino con mayor abundancia (en número de individuos por área) y diversidad (en número de especies por área) de peces de importancia comercial en nuestra región. Cuáles y cuántos peces encontramos en un arrecife de coral es el resultado de factores como profundidad, oleaje, distancia de la costa y la llegada de nuevas larvas al sistema, entre otros. Sin embargo, a pesar de la importancia del coral vivo en la creación del arrecife, no hay un consenso entre la comunidad científica que concluya que el coral vivo es determinante en cuáles y cuántos peces encontramos. En otras palabras, nadie refuta que mientras más enmarañada sea la estructura creada por el coral, mayor abundancia y diversidad de peces tiene el arrecife, pero el tener más coral vivo no siempre resulta en el mismo efecto. ¿Por qué se considera la pérdida de coral vivo como una amenaza a los recursos costeros, si lo importante es que se mantenga su estructura, provista por el exoesqueleto de carbonato de calcio? Cuando el coral muere, es sustituido por alga y la cobertura de alga debilita la estructura de carbonato de calcio eventualmente, causando que se desmorone el arrecife. Esto no ocurre de un día para otro: en el caso de algunos arrecifes es un proceso que puede tomar décadas, dificultando nuestra capacidad de documentarlo científicamente. Esta intrincada relación de los peces y los organismos que cubren la superficie del fondo marino puede haber enmascarado un cambio en la población que viene a ser palpable en las estadísticas de la pesquería comercial décadas más tarde. Otra posible explicación para que la mortalidad del erizo negro tuviese un efecto tardío en las comunidades de peces, está relacionada a las etapas larvales del ciclo de vida de estos. Casi la totalidad de las especies de importancia comercial que encontramos en nuestros arrecifes de coral comienzan su vida como una pequeña larva. Luego de varias semanas pasan de ser una larva en la columna de agua a ser un nuevo residente del arrecife, en lo que se conoce como el proceso 14

de reclutamiento. Existe la posibilidad de que la presencia de coral vivo sea determinante al momento que la larva selecciona su lugar de reclutamiento. De la misma manera, la presencia de macroalgas podría tener un efecto negativo para nuevos reclutas al sistema arrecifal. Esto significaría que el cambio en el arrecife por la falta de erizo tiene mayor impacto sobre las etapas tempranas de peces como los meros y pargos que pueden llegar a vivir varias décadas como adultos. Si solo medimos las capturas de adultos, únicamente observaremos el cambio negativo cuando sea el turno de la próxima generación, y en especies longevas esto puede ser mucho más tarde. Este desfase entre causa y efecto complica la tarea de medir el impacto que tiene la falta del erizo negro y de descifrar qué medidas de manejo son las más efectivas para mitigar el impacto en las pesquerías. Es importante notar que los peces también llevan a cabo funciones durante su ciclo de vida que afectan la salud del arrecife. Al igual que el erizo negro es vital para controlar el crecimiento de macroalgas, hay depredadores que mantienen bajo control las poblaciones de otros peces o invertebrados que comen erizos juveniles. Algunas de las especies que más valoramos en nuestra cocina incluyen

Foto: Oliver Bencosme

evidencia medible señala las limitaciones de la ciencia para documentar cambios indirectos en tiempo y espacio, en el más complejo de todos los ecosistemas marinos tropicales.

Martha Ricaurte, bióloga molecular marina, sostiene un erizo negro con propósitos educativos en Cayo Enrique, La Parguera, Lajas, P.R.

estos depredadores que, debido a su gran demanda en el mercado, ya casi no se encuentran en los arrecifes. La ausencia de tiburones, meros y pargos grandes que ha resultado de la sobrepesca, es posible que tenga implicaciones indirectas sobre la recuperación de las poblaciones del erizo negro en el Caribe. Algunos manejadores pesqueros consideran la mortalidad del erizo negro como “un desastre sin evaluación” por la falta de información de cómo cambiaron las comunidades de peces ante la falta de un organismo tan importante para el balance del ecosistema. Es probable que las algas que solo comen los erizos negros dominen partes del arrecife y, por lo tanto, si otros herbívoros no tienen buena comida no los vamos a encontrar, y vamos a pensar inmediatamente que hubo sobrepesca cuando no necesariamente es el caso. Otra función de los erizos negros es que sus largas espinas añaden lugares donde los peces pequeños pueden protegerse de depredadores, sumando complejidad estructural al arrecife de coral. Ya no se hacen experimentos de exclusión o para determinar qué comida prefieren los organismos, así es que esta falta de información es un factor determinante en la causa y el efecto de la mortandad del erizo negro. ¿Ocurrieron más eventos como este? ¿Qué otras especies aumentaron su densidad al encontrar un nicho abierto? ¿Son realmente los erizos negros los que mantienen el arrecife “limpio” por no discriminar lo que comen? Esto es sumamente importante cuando se defienden a capa y espada los beneficios de los loros o cotorros como las especies necesarias para tener un arrecife con amplia cobertura de coral vivo. La Administración Nacional Oceanográfica y Atmosférica (NOAA, por sus siglas en inglés) provee protección a los corales a través de la inclusión en la lista de especies amenazadas (ESA, por sus siglas en inglés). El Departamento de Recursos Naturales y Ambientales (DRNA) prohíbe la recolección de coral vivo, protege de daño a los corales, prohíbe la pesca con explosivos, químicos y otras substancias que puedan causarle daño a los corales (como el uso de cloro para pescar pulpos). Nada de esto está directamente relacionado a la mortandad del erizo negro.

Las pesquerías tradicionales son una parte esencial de la economía y la cultura costera del archipiélago puertorriqueño. El potencial de producción de la pesca comercial depende de que el ritmo de las capturas no exceda el ritmo de crecimiento y de reproducción de los peces. Si se capturan más peces de los que se reproducen, eventualmente no habrá peces suficientes. Es como quien tiene una cuenta de banco y gasta más de lo que deposita; al final, no tendrá dinero en la cuenta. Al problema de sobrepesca se suma la salud del ambiente marino. Impactos a la salud del arrecife de coral, como los causados por la pérdida del erizo negro, afectan indirectamente a las poblaciones de peces que consumimos. Es como comprar con tarjeta de crédito y pagar solo el mínimo mensual: a la larga los intereses te llevan a la quiebra, aunque no siempre es evidente a corto plazo. Para el manejador, la sobrepesca es un impacto directo a las poblaciones de peces, pero el daño al ecosistema es un impacto indirecto y mucho más difícil de medir en las capturas. La función clave del erizo negro en el arrecife de coral quedó demostrada por el cambio dramático que sufrió el ecosistema ante la falta de este pequeño invertebrado. Aun ante la falta de evidencia directa, los expertos coinciden en que la mortalidad masiva de estos organismos, que ocurrió en todo el Caribe, puede ser responsable de cambios negativos en la productividad de nuestros recursos pesqueros. Ahora solo nos queda implementar esfuerzos de restauración de erizo negro, equivalentes a su importancia desproporcionada en la salud de nuestros arrecifes. Glosario corales ramificados – Son especies de corales duros que forman estructuras semejantes a un pequeño árbol, con ramas principales y segundarias que crean hábitats para muchas especies como langostas, peces loro, pargos y otros peces del arrecife de coral. columna de agua – Es una columna conceptual de agua que se extiende desde la superficie hasta los sedimentos del fondo. 15

Las fotografías pertenecen al artículo “Mass mortality of a Caribbean sea urchin: Immediate effects on community metabolism and other herbivores”, del Dr. Robert C. Carpenter, publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences, vol. 85, pp. 511-514, enero de 1988.

Sobre la investigación “La respuesta inmune del erizo negro (Diadema antillarum) y su recuperación de la mortalidad en masa que ocurrió en el Caribe”, del Dr. Gregory Beck y el Dr. John Ebersole Por Mariana González González, MA Editora, Programa Sea Grant de la Universidad de Puerto Rico

Para los años 1983 y 1984 los erizos negros (Diadema antillarum) de las aguas del Caribe sufrieron una gran mortalidad en la que desapareció el 95 % de la especie. A raíz de esto, numerosos investigadores científicos se dieron a la tarea de buscar la razón del porqué esto sucedió y, sobre todo, no detienen los esfuerzos por lograr que la población sobreviviente crezca a números altos. El inmunólogo Gregory Beck y el biólogo John Ebersole, ambos profesores de la Universidad de Massachusetts, en Boston, formaron parte del equipo de investigadores científicos del Programa Sea Grant de la Universidad de Puerto Rico (PSGUPR) del Recinto de Mayagüez que estudiaron las causas y efectos de la mortandad masiva de los erizos negros. El PSGUPR del Recinto de Mayagüez, interesado en la conservación de los arrecifes de coral, y el ecosistema marino en general, patrocinó el proyecto de Beck y Ebersole durante los años 2014 al 2016. Según un informe del 2003 de la Unión 16

Internacional para la Conservación de la Naturaleza (IUCN, por sus siglas en inglés), a partir de la desaparición de casi la totalidad del erizo negro, los arrecifes del Caribe perdieron sobre un 90 % de la cubierta de coral. Esto se debe a que estos arrecifes dependen directa y principalmente de esta especie de erizos negros1, ya que estos se alimentan de las macroalgas que crecen y compiten por espacio en el ecosistema de los arrecifes. El norte de la investigación de Beck y Ebersole es resolver las interrogantes que plantean optimizar las prácticas de repoblación del erizo negro, lo que permitirá establecer los parámetros para restaurar los arrecifes en el mar Caribe. Asimismo, para el objetivo principal del estudio se examina cómo varía la respuesta inmune del D. antillarum que habita en las aguas alrededor de la isla St. Croix, una de las Islas Vírgenes estadounidenses. Por respuesta inmune entendemos la manera en la que el cuerpo reacciona Los arrecifes de coral y el erizo negro llevan a cabo mutualismo. Esto es que ambos tienen una relación estrecha en la que se benefician el uno del otro. 1

Saint Croix

Mapa: Cynthia Lee Gotay Colón

Puerto Rico

Saint Croix

Figura 1. Mapa de las localidades donde se realizó el trabajo de campo alrededor de la isla St. Croix.

y se defiende de patógenos; es decir, de organismos que son capaces de causar enfermedades.

Foto: Héctor Ruiz

Estudiar el sistema inmune del erizo negro ayudará a mejorar las técnicas que se están utilizando para la recuperación y repoblación del D. antillarum. Hasta el momento, por ejemplo, no ha sido efectiva la técnica de repoblación a baja escala porque han habido pérdidas considerables e inexplicables de individuos durante cortos periodos de tiempo. Al ser así, podría considerarse la repoblación a alta escala, incluso ante el riesgo de que, si existe un problema con el sistema inmune, podrían desarrollar enfermedades debido al alto número de individuos en un mismo espacio. Además, se especuló, en el evento de mortandad del 1983,

Alga marina Caulerpa taxifolia

que el D. antillarum podría ser vulnerable a las bacterias intestinales de los humanos. Estas bacterias llegan al ecosistema marino a través de las heces fecales que se encuentran en las escorrentías de aguas residuales. Si llegara a corroborarse que el D. antillarum es susceptible a estas bacterias, entonces, para que la repoblación sea exitosa, esta debe realizarse lo más alejada posible de aguas no tratadas. Se entiende que una vez se recupere esta especie de erizos negros entonces podrán mejorar las condiciones de los arrecifes de coral en el mar Caribe, así que los resultados de esta investigación también serán información valiosa para otros científicos e investigadores interesados en el estudio de su ecología. ¿Cuál es la metodología de la investigación? El conjunto de métodos que siguieron Beck y Ebersole en su investigación combina el estudio de datos ecológicos e inmunológicos (es decir, del sistema inmune), colectados mediante el trabajo de campo, y experimentos de laboratorio. La labor de campo se realizó en las diferentes localidades establecidas en St. Croix: Rod Bay (RB), Turner Hole (TH), Tague Bay (TB), Buck Island (BI), Pow Point (PP), Solitude Bay (SOL), Salt River (SR), Butler Bay (BB) y Sprat Hole (SH) (Figura 1). La investigación inmunológica se llevó a cabo en el laboratorio de la Universidad de Massachusetts. 17

Primer objetivo La primera teoría que plantean en esta investigación apunta a que las poblaciones de D. antillarum podrían estar recuperándose. Para corroborar esta teoría se implementaron métodos de un programa de monitoreo. Dicho programa buscaba hacer un estimado de esa población que se encuentra en recuperación. Para esto se investigó la cantidad y el tamaño de los erizos negros que habitan en las nueve localizaciones alrededor de la isla St. Croix. Primero, para saber el tamaño de los D. antillarum, utilizaron como instrumento de medición una libreta que permite hacer anotaciones debajo del agua (dive slate) marcada con incrementos de 1 cm. Los tamaños de los D. antillarum se registraron como pequeño (<40 mm), mediano (41-60 mm) y grande (>60 mm). Para conocer la cantidad de individuos que habitaban esos territorios, contaron durante algunas semanas todas las especies de peces que rondaron a 1 cm de los transectos que colocaron aleatoriamente en cuatro zonas de arrecife alrededor de la isla St. Croix: Split Cove, Turner Hole, Rode Bay y Salt River. Finalmente, para evaluar la recuperación, compararon los nuevos números que obtuvieron del monitoreo, con los que ya se tenían previo a la mortandad.

Loro colorado Sparisoma viride

Extensión del PSGUPR y Especialista en Pesquerías y Acuicultura del Servicio de Extensión Agrícola), es un pez territorial que se adueña de una parcela del fondo marino. Esto lo hace para que la macroalga crezca alta, y así poder alimentarse del material orgánico en descomposición (conocido como detrito), y de los pequeños organismos que, a su vez, llegan al área también para alimentarse. Por defender las macroalgas, entonces, el pez Damisela no deja que otros herbívoros, como el pez loro y el pez cirujano, lleguen a forrajear. Sin embargo, cuando se trata de un erizo negro, este no puede defender su territorio con tanto fervor, y es por esta razón que, ante la merma del erizo negro, el Damisela se adueñó sin problema de sus parcelas de macroalgas. Al ser así, se puede concluir que si no existe competencia para estos peces territoriales, entonces podría no valer la pena repoblar los arrecifes con estas especies de peces herbívoros, como los loro, y una vez más se hace evidente la importancia del erizo negro.

Los resultados de estos estudios revelan que, en las áreas estudiadas, las densidades de D. antillarum siguen siendo menos del 10 % que quedó luego de la mortandad del 1983. Las poblaciones, además, varían por localización y, aunque algunos números den la impresión de que la especie pueda estar recuperándose, en cualquier momento los niveles regresan abruptamente a los que se presentaron durante la posmortalidad. Asimismo, la variación en las poblaciones en St. Croix, tanto a través de los años como en las zonas estudiadas, sugiere una posible migración del D. antillarum hacia adentro y fuera del área de estudio.

Segundo objetivo

En el monitoreo, por otro lado, hubo un hallazgo relacionado a la interacción de los peces herbívoros con los arrecifes de coral. Durante la investigación no se notó invasión de juveniles del pez loro en territorio del pez Damisela. El pez Damisela, como explica el Dr. René F. Esteves Amador (director de

Durante este análisis se separaron las células que eliminan los patógenos (conocidas como celomocitos), de cada una de las especies de erizos, luego se examinó su reacción cuando fueron expuestas a patógenos. Los resultados de este experimento arrojaron que tanto los individuos del

En el segundo objetivo se realizó una serie de experimentos de laboratorio con diferentes fines. Primero, buscaron demostrar que la respuesta inmunológica podría variar, tanto en individuos como en poblaciones de D. antillarum. Para probar esta teoría se colectaron, de entre las diferentes zonas de monitoreo, variedades de especies de erizos de mar (el mismo erizo nergo; el erizo blanco, Tripneustes ventricosus; y el erizo de roca, Echinometra lucunter), y se estudiaron por un periodo de 2 horas.

Ilustración: Daniel Irizarri Oquendo

Objetivos, experimentación y resultados

Foto: Héctor Ruiz

Erizo negro en aguas de La Parguera, Lajas, P.R.

erizo negro, como esos grupos de especies de cada una de las localizaciones que se ubicaron alrededor de St. Croix, no guardan diferencia alguna en la fortaleza del sistema inmune Otro estudio de laboratorio que se realizó fue una comparación del genoma del erizo negro con el del erizo de mar púrpura (Strongylocentrotus purpuratus) y el erizo de roca. Los análisis demuestran que en estas tres especies de erizos (dos de ellas que no se afectaron por la mortandad masiva), hay diferencias entre los genes relacionados a la respuesta inmune. Sin embargo, al momento de este resumen de la investigación de Beck y Ebersole, continúan los análisis de estas diferencias genéticas. Este estudio llevará a información genética más concreta que podría utilizarse en próximas investigaciones relacionadas a las respuestas inmunes y su historia evolutiva. Tercer objetivo El tercer objetivo de esta investigación estudió la respuesta inmune celular del D. antillarum. Por

“respuesta celular” entendemos la manera en que una célula reacciona a un estímulo externo. Esta se quiso investigar porque en estudios anteriores el erizo negro no reaccionó a esas moléculas que están relacionadas a la defensa inmune. Se realizaron entonces pruebas de fagocitosis, un procedimiento en el que células especializadas (conocidas como fagocitos) absorben material externo, y por lo regular nocivo, con el fin de eliminarlas. Con un estudio de fagocitosis se tendría una idea clara de cómo los erizos negros se defienden de los patógenos. Para medir la fuerza de la respuesta inmune celular también se hizo un estudio de citotoxidad, porque algunos investigadores han mostrado que los celomocitos de los erizos negros son citotóxicos; es decir, causan daño a células determinadas. Los resultados de estos estudios mostraron que el D. antillarum sí logra reaccionar de forma normal al procedimiento de fagocitosis. Este resultado trae varias interrogantes sobre posibles procesos asociados a la respuesta inmune en el erizo negro. Asimismo, abre la puerta a nuevos estudios 19

para que ayuden a expandir los conocimientos acerca de los mecanismos de inmunidad del erizo negro. Resumen del informe de esta investigación A la fecha de este último informe de la investigación de Beck y Ebersole, que se resume en esta edición de Marejada, quedan vigentes los estudios de las posibles variaciones a la respuesta inmune del D. antillarum. Esta variación en el sistema inmune de esta especie de erizo negro se asocia a la causa de la mortandad masiva de los años 1983 y 1984, y a la razón por la que la recuperación de la población todavía sigue siendo cuesta arriba. Los objetivos trazados a lo largo de esta investigación, es decir, el monitoreo de la población y el estudio del sistema inmune, se inclinan significativamente hacia una posible deficiencia en la respuesta inmunológica del D. antillarum. Sin embargo, como pudimos observar, los resultados quedan abiertos a nuevos estudios e ideas que, se espera, dirijan a la recuperación de esta especie de erizo negro y, a su vez, a la reanimación de los arrecifes de coral del Caribe. Agradecemos al Dr. René F. Esteves Amador, Director de Extensión del PSGUPR y Especialista en Pesquerías y Acuicultura del Servicio de Extensión Agrícola, a la Dra. Mildred Chaparro Serrano, profesora del Departamento de Biología de la Universidad de Puerto Rico, Recinto de Mayagüez, y a investigadores del PSGUPR por su colaboración con este resumen de la investigación del Dr. Gregory Beck y el Dr. John Ebersole.

Glosario aguas residuales – Las aguas que terminan contaminadas luego de que el ser humano las utiliza en la vida cotidiana. citotoxicidad – Que causa daño tóxico a las células. densidad – Cantidad de individuos de una población determinada cuyo total depende de la unidad de espacio o volumen del ambiente en el que viven. ecología – Ciencia que estudia los seres vivos como habitantes de un medio, y las relaciones que mantienen entre sí y con el propio medio. genes – Segmentos del ADN que contienen las diferentes características heredadas por los padres. genoma – El total de todas las características que contienen los genes. historia evolutiva – La forma en que una especie evoluciona a través del tiempo. inmunólogo – Científico que estudia el sistema inmune de defensa natural del cuerpo. pez cirujano – Pez vegetariano que consume algas y que se distingue por tener una protuberancia en forma de cuchillo en la base de la cola. pez territorial – Pez que reclama como propia un área determinada. repoblar a alta escala – Repoblar un área con números altos de individuos. repoblar a baja escala – Repoblar un área con números bajos de individuos. sistema inmune – La defensa natural del cuerpo contra una infección. trabajo de campo – Se enfoca en colectar, analizar y reportar datos recaudados en un campo de estudio. transectos – Franja de terreno establecida para realizar un muestreo.

Foto: Oliver Bencosme Palmer

Héctor Martínez sostiene un erizo solamente con propósitos educativos. Se exhorta a la comunidad a que no los toque ni los remueva del ambiente marino.

Tus educadores responden En la sección “Tus educadores responden”, queremos contestar las interrogantes y curiosidades de nuestra audiencia. Al mismo tiempo, deseamos que esta sección sea un foro de expresión para los educadores del Programa Sea Grant. En esta ocasión, Héctor M. Martínez Rivera, biólogo marino y educador, y Doris J. Rivera Santiago, geóloga y educadora, nos responden algunas preguntas sobre el erizo negro, su anatomía y su comportamiento.

a primera vista. Estas espinas están ancladas a un cuerpo cilíndrico compuesto de pequeñas placas de carbonato de calcio que forman un tipo de armazón rígido. Dentro de este cuerpo, también llamado esqueleto o testa, se encuentra una cavidad llena de fluidos que alberga los órganos internos del erizo, como las gónadas, los intestinos y el sistema vascular acuífero. Este sistema vascular acuífero, exclusivo de los equinodermos, se compone de una serie de canales y apéndices que se contraen y se expanden dentro del Programa Sea Grant de la Universidad de Puerto Rico erizo, y que le permite al animal moverse bajo el agua. (PSGUPR): ¿Qué tipo de organismo es el erizo negro? PSGUPR: Suponemos que, al igual que otros seres Héctor M. Martínez Rivera (HMMR): El erizo vivos, necesita alimentarse. ¿Qué come? ¿Cómo es su negro es un invertebrado, un animal que no posee ni sistema digestivo? desarrolla columna vertebral. Pertenece al grupo de los equinodermos, al igual que las estrellas de mar y los HMMR: A pesar de su extraña apariencia, el erizo pepinos de mar. Estos son animales con espinas en la piel. negro es un animal herbívoro y su dieta consta de hierbas marinas y algas. Estos raspan las algas de los PSGUPR: ¿Cómo es el erizo negro? ¿Puedes sustratos por donde caminan usando los dientes de hablarnos de su anatomía? su aparato raspador, la linterna de Aristóteles. Esta estructura de la boca del erizo, localizada en la parte HMMR: La característica más notable del erizo inferior de su cuerpo, permite que el erizo pueda tirar, negro son sus largas espinas negras que se observan desgarrar y raspar su alimento. Una vez dentro de la 21

cavidad bucal de la linterna de Aristóteles, el alimento pasa a una faringe y luego a un esófago. Luego el alimento desciende a un estómago tubular, que da paso a un intestino, y luego a un recto que abre al exterior a través del ano, situado en la parte superior de la testa. PSGUPR: ¿Se mueve? ¿Cómo se mueve? ¿Nada? HMMR: Los erizos no nadan; utilizan sus espinas y los pies ambulacrales para desplazarse por el fondo marino. Los pies ambulacrales, como parte del sistema vascular acuífero de los erizos, son unas estructuras, como chupones, que se adhieren a un sustrato y le permiten al erizo moverse de un lugar a otro. Con las espinas pueden empujarse y levantarse para moverse a través de las rocas. PSGUPR: ¿Cómo se reproduce el erizo negro? HMMR: Los erizos negros son dioicos, significa que son animales en los que encontramos individuos hembras e individuos machos. Cuando se reproducen, usualmente durante los meses de verano, los machos liberan sus espermatozoides, mientras que las hembras liberan sus huevos a la columna de agua. Al encontrarse en el agua, el espermatozoide fecunda el huevo mediante fecundación externa. Eventualmente se forma una larva que es parte del plancton. PSGUPR: Cuando hacemos snorkeling, lo vemos en la pradera de hierbas marinas y en el arrecife de coral. ¿Dónde vive? HMMR: Los erizos negros pueden encontrarse tanto en hierbas marinas como en arrecifes de coral. Se desplazan por estos ecosistemas en busca de alimento, como las hierbas marinas y las algas, y también en busca de refugio para defenderse de depredadores. Nuestra especie (Diadema antillarum) es el herbívoro más abundante e importante de nuestros arrecifes en Puerto Rico, ya que ayuda en el control del número de algas en el arrecife que, sin los erizos, pueden sobrecrecer sobre el arrecife y matar los corales. Estos erizos los encontramos en las aguas llanas de la zona tropical y subtropical del Océano Atlántico occidental, desde las Bahamas hasta Brasil. PSGUPR: Doris: el esqueleto o testa y las espinas de los erizos negros están compuestas de carbonato de calcio, ¿cierto? ¿Podría llegar a ser parte de la arena de nuestras playas? Si esto ocurre, ¿cómo se llevaría a cabo este proceso? 22

Doris J. Rivera Santiago (DJRS): Sí, cuando los erizos negros mueren, parte de su estructura pasa a formar parte de la arena. Esta, al estar compuesta de carbonato de calcio, se fragmenta por la acción de las olas. Al quebrarse, los fragmentos viajan a través de las corrientes, depositándose en las costas y convirtiéndose en parte de la arena. Las arenas se constituyen de granos que provienen, principalmente, de organismos que estuvieron vivos en algún momento (origen biogénico) y de granos que se derivan de la erosión de las rocas y de los suelos (origen terrígeno). Estos granos deben medir entre 0.06mm hasta 2mm para ser considerados tamaño arena. Los erizos negros son parte de la arena de origen biogénico. PSGUPR: ¿Cómo se pueden identificar los fragmentos de erizos en una muestra de arena? DJRS: Lo más fácil que se puede identificar en una muestra de arena son sus espinas o fragmentos de estas. Cuando analizas una muestra de arena, podrías observar ciertas características que facilitan el reconocer estos pedacitos de erizos. Por ejemplo, los colores podrían ser blanco, violeta, negro, marrón, crema o verde. También, podrías ver que su forma se asemeja a una mazorca de maíz y que podría tener en su estructura líneas verticales o pequeños agujeros. Algunas espinas todavía podrían conservar la base que la unía al esqueleto del erizo. PSGUPR: Héctor: como biólogo marino, ¿qué es lo que más te llama la atención del erizo negro? HMMR: Lo más que llama mi atención sobre este animal es su rol en el ecosistema marino. Esta especie es vital para la supervivencia de nuestras hierbas marinas y arrecifes de coral. Muchas personas desconocen que este animalito, demonizado por su apariencia y sus espinas, es el herbívoro más importante en nuestro ambiente marino, que una vez estuvo amenazado con extinguirse, y son sumamente indispensables en la supervivencia de, no solo nuestros ecosistemas marinos, sino también de nuestra biodiversidad marina. ¡Queremos que nuestra audiencia nos haga más preguntas! Pueden escribirnos sus interrogantes a comunicacionespsg@uprm.edu o utilizar el inbox de nuestra página de Facebook (Sea Grant Puerto Rico).

Erizos negros: ¡Defensores del arrecife de coral! Por Delmis del C. Alicea Segarra, EdD Especialista en Currículo y Evaluación, Programa Sea Grant de la Universidad de Puerto Rico Educadores colaboradores: Doris J. Rivera Santiago y Héctor M. Martínez Rivera

Los erizos negros son invertebrados marinos muy importantes para los ecosistemas marinos y costeros de Puerto Rico, y aunque su cuerpo con largas espinas negras podría impresionar, su presencia en el océano es vital para mantener la salud de ecosistemas como el arrecife de coral. Su nombre científico es Diadema antillarum y pertenece al grupo de los equinodermos. En la década de los años 80 hubo una disminución significativa de estos erizos que provocó serios daños en los arrecifes de coral del Caribe. Actualmente, estos organismos se han estado recuperando y debido a su gran valor ecológico, económico y social es necesario protegerlos y conservarlos. Pero para lograr entender la relevancia que tienen los erizos negros en el ambiente marino y crear conciencia de su aportación, es fundamental conocerlos.

En las siguientes actividades aprenderás qué son los erizos negros, dónde viven, de qué se alimentan, su importancia, los factores que amenazan su existencia y qué debemos hacer para protegerlos. Antes de comenzar, lee cuidadosamente los siguientes artículos que se encuentran en este número de la revista Marejada: Conozcamos al erizo negro (Diadema antillarum); Restaurando el erizo negro, Diadema antillarum, para reducir la abundancia de algas en los arrecifes de coral de Puerto Rico, La falta del erizo negro y el manejo de las pesquerías, Sobre la investigación “La respuesta inmune del erizo negro (Diadema antillarum) y su recuperación de la mortalidad en masa que ocurrió en el Caribe”, del Dr. Gregory Beck y el Dr. John Ebersole y Tus educadores responden. También revisa la infografía sobre el erizo negro incluida en esta revista.

Foto: Pichón Duarte

Tiempo: Esta actividad durará varios periodos de clase. El maestro lo determinará de acuerdo al tema que se está estudiando y a las necesidades de los estudiantes. Nivel: El maestro adaptará la actividad al nivel académico de sus estudiantes.

Objetivos • Explicar qué es un erizo negro Diadema antillarum. • Identificar las partes de los erizos negros. • Investigar de qué se alimentan los erizos negros. • Construir uno de estos organismos con materiales reciclables. • Localizar en un mapa del mundo los lugares donde habitan los erizos negros. • Determinar la importancia y los beneficios que proveen los erizos negros a los ecosistemas marinos y costeros. • Identificar los factores que amenazan la vida de estos organismos. • Plantear soluciones efectivas para conservar y proteges los erizos negros. • Desarrollar una exposición donde se presenten las ideas más importantes para proteger este organismo. Estas ideas pueden presentarse utilizando un afiche digital, revista de ciencias, brochures, dibujos, entre otros. Erizo negro reciclable Nota al maestro: Para realizar esta actividad divida el grupo en subgrupos de 5 estudiantes y cada subgrupo construirá un solo erizo negro. Lee cuidadosamente las instrucciones que se encuentran a continuación. Sigue cada paso y construye un erizo negro con materiales reciclables. Luego, realiza la actividad sobre la

anatomía de este organismo. Al terminar, utiliza los artículos sobre los erizos negros, recomendados al principio de estas actividades y contesta las preguntas. Materiales 1. Papel de construcción negro (puedes utilizar papel de periódico o de revista recortando las partes oscuras o pintándolos de negro; de esta forma, reciclarás papel) 2. Molde redondo mediano (puede ser una tapa, un CD, etc.) 3. Tijeras 4. Lápiz 5. Pega o cinta adhesiva (tape) transparente Procedimiento 1. Utiliza el molde redondo mediano y dibuja sobre el papel de construcción negro 5 círculos.

equinodermos – Son un grupo de animales, exclusivamente marinos, que poseen simetría radial pentámera; su cuerpo, por lo general, está revestido por un esqueleto calcáreo y algunos pueden tener espinas. Estos organismos no pueden nadar, se desplazan por el fondo marino gracias a sus pies ambulacrales. simetría radial pentámera – Es la composición equilibrada del cuerpo dividida en 5 partes iguales en torno a un eje central (boca). Este tipo de simetría es exclusivamente de los equinodermos y es una característica secundaria en su desarrollo. pies ambulacrales – Son proyecciones en forma de tubo que terminan en ventosas y sobresalen de la pared del cuerpo de los equinodermos. Estos sirven para su locomoción (movimiento), alimentación, respiración y excreción. ventosa – Es un órgano que tienen ciertos animales en los pies, la boca u otras partes del cuerpo para adherirse o agarrarse, mediante el vacío, al andar o atrapar una presa. 24

1. Cada estudiante dibujará un círculo y trabajará en conjunto con los demás estudiantes de su subgrupo para hacer 5 círculos en total.

2. Recorta el círculo que dibujaste.

3. Luego de recortar el círculo, dóblalo por la mitad y después dos veces más por la mitad. Deben quedar 8 pedazos triangulares (como si fuera una pizza).

8b 4

4. Recorta cada marca de doblez sin llegar al centro del círculo.

5. Coloca el lápiz de forma perpendicular en cada pedazo y enróllalo alrededor hasta que quede un cono.

6. Cuando termines de formar el cono, pégalo con pega o con tape transparente para que se quede fijo. 7. Repite el paso 5 y 6 con todos los pedazos que cortaste.

8. Cuando cada estudiante del subgrupo tenga su círculo completo, se selecciona uno de ellos para ser la base del erizo. Los demás, le pondrán pega o tape por la parte de abajo y lo pegarán sobre la base, uno sobre otro.

9. Al terminar debe quedar el erizo negro construido.

Nota al maestro: Una segunda opción para construir el erizo negro es utilizar palillos de dientes (pintados de negro) y plastilina. Sin embargo, debe asegurarse de que se toman las medidas de seguridad pertinentes.

Anatomía del erizo negro

Ilustración: Cynthia Lee Gotay Colón

Observa detenidamente el dibujo de la anatomía del erizo negro, identifica sus partes y escribe sus nombres en el espacio provisto. Incluye, junto al nombre de cada parte, la función que tiene.

Preguntas Lee cuidadosamente cada pregunta y contéstala en el espacio provisto utilizando las actividades realizadas y los artículos previamente leídos. 1. ¿Qué es un erizo negro? 2. ¿Cómo se mueven? 3. ¿Cómo se alimentan? 4. Explica cómo se reproducen estos animales.

Alimento del erizo negro Observa el siguiente laberinto y ayuda al erizo negro a encontrar el camino a su hábitat. Para llegar, este organismo debe comer su alimento favorito mientras se mueve. De esta forma, limpia el sendero por el que debe pasar. Cuando el erizo haya llegado a su hogar, identifica cuál es ese alimento que tanto les encanta a los erizos (utilizando la leyenda) y descríbelo en el espacio provisto debajo del laberinto. Leyenda Conchas Copépodos

Ilustración: Cynthia Lee Gotay Colón

Algas

Alimento que le encanta a los erizos negros: ______________________________________________ Busca información sobre el alimento que comen los erizos negros y escríbela en este espacio: ___________ _________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________ 28

¿Dónde habitan los erizos negros?

Mapa: Cynthia Lee Gotay Colón

En el siguiente mapa del mundo, marca las zonas donde viven los erizos negros. Explica la razón por la que estos organismos habitan allí. ¿Cuáles son las características que estos animales necesitan para desarrollarse apropiadamente? Escribe tus respuestas en las líneas que se encuentran debajo del mapa.

____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ 29

Observa el dibujo 1 que contiene un arrecife de coral. Encuentra los erizos negros que viven allí, suma la cantidad y escríbela en el dibujo lineal de erizo provisto. Luego, evalúa cómo está el lugar en términos de la salud del mismo. Los criterios que determinan el buen estado del arrecife de coral son: diversidad de organismos, color, abundancia de corales, claridad del agua, entre otros. Marca con una X en la tabla (debajo de las imágenes) los criterios que se cumplen o están presentes y determina si está en buen estado o no. Explica tu respuesta. Al terminar, completa el dibujo 2, pintándolo y dibujando lo que falte, de forma que muestres cómo sería este ecosistema sin erizos negros viviendo allí. ¿Estará en buen estado? ¿Qué función hacen los erizos negros en el ecosistema?

Dibujo 1

Ilustraciones: Daniel Irizarri Oquendo

Importancia de los erizos negros

Dibujo 2

Criterios para evaluar el dibujo 1

Criterios para evaluar el dibujo 2

Diversidad de organismos

Color (variedad de colores brillantes)

¿Hay muchos corales diferentes?

Agua está clara

Resultado de la evaluación:

Determina si el arrecife de coral está saludable o no.

Conclusión: Luego de valuar cada ecosistema, escribe cuán importantes son los erizos negros para el arrecife de coral. _____________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________________ 30

Muestras de arena En las siguientes 4 fotos se pueden observar los granos de varias muestras de arena de la Isla Municipio de Culebra, Puerto Rico. Obsérvalas cuidadosamente e identifica cuál de estos granos proviene de los erizos. Circula el fragmento de erizo que identificaste y escribe en la figura del erizo provisto al lado de la foto, la cantidad que encontraste.

Luego de identificar los fragmentos de erizos en la arena de Culebra, observa las siguientes fotos y aproxima el largo de cada uno de estos fragmentos. Escribe la medida (en mm) en los espacios provistos, al lado de la imagen.

a. mm 0

a. b.

d. mm 0

Preguntas 1. ¿El tamaño de los fragmentos de los erizos se encuentra dentro del rango de medida que se considera como grano de arena? Explica. _________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________ 2. Analiza y discute la importancia de los erizos para las playas de nuestro archipiélago. _________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________ Factores que amenazan a los erizos negros

Ilustración: Cynthia Lee Gotay Colón

Observa cada dibujo que se presenta a continuación y selecciona el que para ti ejemplifique una amenaza para los erizos negros. Escribe en el espacio provisto por qué piensas que este factor pone en riesgo a este organismo.

Foto: Héctor Ruiz

Conservación de los erizos negros Luego de haber realizado varias actividades en las que aprendiste qué son los erizos negros, sus características, de qué se alimentan, dónde viven, su importancia y los factores que los amenazan, es importante concienciar a otros sobre la necesidad de conservarlos. Plantea varias formas en las que puedes proteger a este organismo, discute tus ideas con tu grupo y tu maestro y prepara uno de los siguientes elementos que te ayudarán a transmitir el mensaje de conservación a tu comunidad: 1. Afiche digital que contenga un mensaje de protección y conservación de los erizos negros. Este afiche lo colocarás en Facebook para que tus amigos lo vean y le den like y lo compartan mediante un share. 2. Revista de ciencias en la que escribas diversos artículos relacionados a los erizos negros y colocarla tanto digitalmente como en el tablón de anuncios (bulletin board) de la escuela. 3. Opúsculo donde muestres información relacionada a los erizos negros y su importancia. Puedes distribuirlos en la escuela y en la comunidad. 4. Dibujo que muestre la importancia de este organismo. Nota al maestro: Cada estudiante puede seleccionar el documento de su preferencia. También el docente puede ofrecerles a los alumnos algunas otras alternativas. Luego, se puede hacer una exposición en la biblioteca de la escuela donde los estudiantes tengan la oportunidad de presentar su producto y explicar lo que han aprendido sobre los erizos negros, sobre todo exponer sus ideas para protegerlos. Esta exposición se puede quedar en este lugar por varios días para que los demás estudiantes de la escuela y demás miembros de la comunidad también aprendan la importancia de conservar estos organismos.

Cynthia: Acuarelas en el mar Por Cristina D. Olán Martínez, MA Coordinadora de Comunicaciones, Programa Sea Grant de la Universidad de Puerto Rico

Sus acuarelas impactan por el detalle y la sensibilidad en la imagen. En sus trabajos, se perfila una sutileza que casi puedes palpar con tus manos.

Foto: Wilarys Nieves Betancourt

Ilustraciones: Cynthia Lee Gothay Colón

Hablamos de Cynthia Lee Gotay Colón, quien labora como ilustradora en el Programa Sea Grant de la Universidad de Puerto Rico (PSGUPR). Cyndi, como muchos la conocen, estudió un

bachillerato en Humanidades con concentración en Artes Plásticas en la UPR-Mayagüez. En su tercer año de estudios universitarios, fue que se decidió por la ilustración porque sintió que esa era la mejor manera en la que podía utilizar todo lo que aprendía en los talleres. Ha trabajado como ilustradora en el Programa por muchos años. Sea Grant ha sido para ella otra escuela.

“En Sea Grant he hecho cosas que quería hacer desde hace tiempo. Aprendí a utilizar programas que no entendía para nada, y he encontrado la manera de trabajar digital como lo haría de forma tradicional. He logrado montar revistas y portadas. En Sea Grant he podido ilustrar de forma constante y aunque sigo aprendiendo, intento aportar en todo lo que se pueda”, expresa Cynthia. Entre los trabajos de Cynthia que más sobresalen se encuentran sus ilustraciones de aves y el diseño de la publicación Dinámicas poblacionales en los municipios costeros de Puerto Rico: 1980 a 2015. En esta publicación, Cynthia pudo hacer gala de su talento como acuarelista combinado con las herramientas digitales. “La acuarela es el medio artístico que más trabajo, aunque tiendo a incorporar otros materiales. Ahora mismo estoy experimentando con la acuarela y el arte digital. Tengo en mi escritorio un scanner exclusivamente para digitalizar mis acuarelas y luego continuar el trabajo en la computadora utilizando Photoshop; siento que esto hace que las ilustraciones se vean mas orgánicas y menos gráficas”, explica Cynthia. Aparte de la acuarela y el arte digital, Cynthia disfruta la fotografía. En ella, ha encontrado un pasatiempo y una forma de documentación. “Me apasiona realizar actividades nuevas, ya

sea visitar lugares en los que nunca he estado, comer cosas que nunca he probado. Tengo varios pasatiempos: aparte de mantenerme físicamente activa e intentar probar todos los hamburguers de los restaurantes con mi mejor amiga, uno que me interesa mucho es fotografiar flores silvestres. Estoy comenzando un proyecto personal de flores silvestres, como las que veo a mi alrededor y usualmente son ignoradas. Con mi cámara las documento, las identifico y luego paso a ilustrarlas en acuarela y lápiz. Mi meta al final es poder publicar estas ilustraciones botánicas con la información necesaria para que sirva como fuente educativa”, nos comenta Cynthia. Cynthia tiene varios planes en agenda. Aspira a completar una maestría en ilustración científica y una certificación en diseño gráfico. Sea Grant le ha abierto las puertas para mantenerse constantemente aprendiendo. “Lo más que me gusta de Sea Grant es que uno tiene la oportunidad de aprender. No cualquier lugar te da el espacio y tiempo para que uno, como profesional, aprenda a trabajar de la manera que se está necesitando. Adicional a eso, con cada proyecto que se trabaja uno sigue educándose. Se aprende sobre los proyectos de otras personas, temas de los que quizás no había escuchado antes y te hacen querer saber un poco más”, puntualiza Cynthia sobre su experiencia en el Programa.

Busca nuestras publicaciones más recientes en

. ¡Es gratis!

Accede a https://issuu.com/seagrantpr y encontrarás libros, revistas y hojas de datos producidos por el Programa Sea Grant de la Universidad de Puerto Rico.

Sea Grant Puerto Rico @SeaGrantPR

programaseagrantpr GeoAmbiente... donde escuchamos la voz de la naturaleza. Sistema TV, Canal 40

Administración (787) 832-3585 * Asesoría Marina (787) 832-8045 * Educación (787) 850-9385 * Comunicaciones (787) 834-4726 Página electrónica http://www.seagrantpr.org

Revista Marejada Vol. 14 #2 2016

Articles inside

La falta del erizo negro y el manejo de las pesquerías

Erizos negros: ¡Defensores del arrecife de coral

Conozcamos al erizo negro (Diadema antillarum

Cynthia: Acuarelas en el mar