Boletín de Investigaciones Marinas y Costeras - INVEMAR

El cambio climático y los impactos socioeconómicos sobre la zona costera e insular colombiana

RESUMEN El cambio climático tiene incidencias a nivel global, con efectos sobre los sistemas naturales y humanos, y en particular las zonas costeras han sido reconocidas como áreas sensibles a las amenazas de ascenso en el nivel del mar (ANM) y erosión costera. Este ejercicio se realizó con el fin de identificar los impactos del cambio climático a nivel socioeconómico en la zona costera de Colombia, compuesta por 12 departamentos que abarcan 60 municipios enmarcados en diez Unidades Ambientales Costeras (UAC). Metodológicamente, se definieron 23 indicadores utilizando el enfoque de riesgo, que conjuga la exposición (14 indicadores), sensibilidad (6 indicadores) y capacidad adaptativa (3 indicadores), enmarcados en las dimensiones de seguridad alimentaria, hábitat humano e infraestructura. Para esto, se construyeron bases de datos con información oficial sobre los elementos socioeconómicos expuestos y se empleó el registro de las áreas afectadas por ANM y erosión costera elaborados por Invemar en el marco de la Tercera Comunicación Nacional de Cambio Climático. Con estos datos se construyeron las matrices de indicadores y se calcularon los niveles de afectación en cada indicador utilizando la distribución por quintiles. Los resultados muestran que hacia el año 2100 cerca de 5% de la población y 4,3% de las viviendas se afectarían por ANM, especialmente en los municipios de Guapi, Mosquera (Cauca) y La Tola (Nariño) en la región pacífica y Remolino, Sitio Nuevo y Pueblo Viejo (Magdalena) en el Caribe; además, las áreas turísticas podrían perder 13% a causa de la erosión costera y 5,9% de la infraestructura portuaria y 12% de las vías podrían inundarse por ANM. Estos resultados son un insumo para apoyar la planificación territorial, así como para la formulación de los planes municipales y sectoriales de gestión del cambio climático a nivel costero en Colombia.

ABSTRACT Climate change has a global-level impact, with effects on natural and human systems, and in particular coastal zones have been recognized as area sensitive to threats of sea level rise (SLR) and coastal erosion. This exercise was carried out in order to identify the impacts of climate change at a socioeconomic level in Colombia's coastal zone, which is composed of 12 departments with 60 municipalities framed within ten Coastal Environmental Units (UAC). Methodologically, 23 indicators were defined using the risk approach, that combines the exposure (14 indicators), sensitivity (6 indicators) and adaptive capacity (3 indicators), framed within food security, human habitat, and infrastructure dimensions. To do this, official information databases were built regarding the socioeconomic elements exposed, combined with the use of the SLR and coastal erosion-affected areas report, elaborated by Invemar within the Third National Communication on Climate Change framework. With this report data, indicator matrices were built and the levels of affectation in each indicator were calculated using distribution by quintiles. The results show that towards the year 2100, about 5% of the population and 4.3% of houses will be affected by SLR, especially in the Guapi and Mosquera (Cauca) and La Tola (Nariño) municipalities in the Pacific region and Remolino, Sitio Nuevo and Pueblo Viejo (Magdalena) municipalities in the Caribbean. In addition, tourist areas could lose 13% due to coastal erosion, and 5.9% of the port infrastructure and 12% of the roads could be flooded by SLR. These results constitute an input to support territorial planning, as well as the formulation of municipal and sectoral plans for climate change management on Colombia's coasts.

Primer registro del género Carminodoris Bergh, 1889 (Gastropoda: Opisthobranchia: Nudibranchia: Doridoidea: Discodorididae) en el Caribe colombiano

RESUMEN En el océano Atlántico existen solo dos registros de especies de nudibranquios pertenecientes al género Carminodoris Bergh, 1889 (Discodorididae). En el presente trabajo se describe e ilustra el primer registro del género para el Caribe colombiano, a partir de un ejemplar recolectado en la isla San Martín de Pajarales, islas del Rosario, Cartagena, Colombia. Los atributos morfológicos y anatómicos del ejemplar estudiado se compararon con aquellos de las dos especies registradas para el Atlántico (Carminodoris hansrosaorum y C. madibenthos), y aquellas citadas para el Pacífico (C. nodulosa, C. grandiflora, C. bramale, C. flammea, C. bifurcata, C. armata y C. estrelyado). El ejemplar estudiado difiere de las otras especies descritas por su tamaño (74 mm), patrones morfológicos distintivos (pie, rinóforos, tubérculos, penacho branquial, manto, mandíbula) y fórmula radular. Este es el primer registro del género para el Caribe suroccidental y podría tratarse de una nueva especie, lo cual tendría que corroborarse con mayores estudios anatómicos y moleculares.

ABSTRACT In the Atlantic Ocean there are only two records of Nudibranchs belonging to the genus Carminodoris Bergh, 1889 (Discodorididae). This work describes and illustrates the first record of a Nudibranchs belonging to this genus in the Colombian Caribbean, in a sample collected on Isla San Martín de Pajarales, islas del Rosario, Cartagena, Colombia. The morphological and anatomical attributes of the studied specimen were compared with those reported for the Atlantic (Carminodoris hansrosaorum and C. madibenthos), and for the Pacific (C. nodulosa, C. grandiflora, C. bramale, C. flammea, C. bifurcata, C. armata and C. estrelyado). The studied sample differs from the other species by its size (74 mm), and distinctive morphological patterns (foot, tubercles, branchial plume, mantle, jaw and radular formula). This is the first report of this genus in the southwestern Caribbean and it might be a new species, yet to be confirmed, with additional anatomical and molecular studies.

Causas y consecuencias de las lluvias extraordinarias de 2017 en la costa ecuatoriana: el caso de la provincia Manabí

RESUMEN Los eventos de lluvias extraordinarias son objeto de investigación en distintas regiones del mundo, donde su ocurrencia ha provocado impactos socio-ambientales negativos, expresados en cuantiosas pérdidas humanas y materiales. El objetivo de este trabajo es analizar las causas y consecuencias de las lluvias extraordinarias registradas en Manabí en febrero y marzo de 2017, haciendo énfasis en las afectaciones de orden social, económico y ambiental. Se asume como supuesto, que estos eventos guardan estrecha relación con las anomalías de la temperatura superficial del mar en el océano Pacífico ecuatorial. Se realizó una investigación de campo mediante el análisis de datos de temperatura superficial del mar (TSM) en imágenes de satélite, empleando el algoritmo matemático Split Night Multi Channel Sea Surface Temperature, el cual permite identificar anomalías térmicas. Con los registros de precipitación de estaciones meteorológicas de la región costera ecuatoriana, se realizó un análisis estadístico descriptivo, para conocer el comportamiento anual (régimen) e histórico de las lluvias. Las afectaciones socio-económicas se estudiaron a partir de entrevistas no estructuradas a informantes clave, a través de un muestreo no probabilístico, así como información primaria de organismos gubernamentales. Los resultados indican que las lluvias extraordinarias observadas durante el período febrero-marzo de 2017 fueron consecuencia de la conjugación de factores como anomalías térmicas positivas en el Pacífico ecuatorial, convergencia intertropical e inestabilidad atmosférica en la Amazonía. Esto generó impactos negativos en localidades urbanas y rurales como Manta, Portoviejo, Lodana, Calceta y Chone.

ABSTRACT Extraordinary rainfall events are the object of research in different parts of the world, where their occurrence has caused negative socioenvironmental impacts, expressed in substantial human and material losses. The objective of this work is to analyze the causes and consequences of the extraordinary rains registered in Manabí in February and March 2017, emphasizing its social, economic and environmental effects. It is assumed that these events are closely related to the anomalies of sea surface temperature in the equatorial Pacific Ocean. Field research was conducted by analyzing sea surface temperature (SST) data in satellite imagery using the Split Night Multi Channel Sea Surface Temperature algorithm to identify thermal anomalies. With the precipitation records of meteorological stations of the Ecuadorian coastal region, a descriptive statistical analysis was conducted to determine the annual behavior (regime) and historical rainfall. Socioeconomic impacts were studied from unstructured interviews with key informants, through non-probability sampling, as well as primary information from government agencies. The results indicate that the extraordinary rains observed during the February-March 2017 period were a consequence of the combination of factors such as positive thermal anomalies in the equatorial Pacific, intertropical convergence and atmospheric instability in the Amazon. This generated negative impacts in urban and rural localities such as Manta, Portoviejo, Lodana, Calceta and Chone.

Evaluación in vitro de la formación de biopelículas de bacterias marinas del Caribe colombiano

RESUMEN La formación de biopelículas es un proceso importante para las comunidades bacterianas marinas debido a que este mecanismo favorece la adaptación a variaciones en las condiciones ambientales. El objetivo de este estudio fue evaluar la formación de biopelículas de las bacterias aisladas de sedimentos marinos en condiciones in vitro. Para esto se realizaron ensayos de cuantificación de biopelículas usando dos métodos, cristal violeta y reducción del colorante XTT; además se evaluó la viabilidad de las bacterias mediante la tinción Live/Dead. Posteriormente las cepas evaluadas fueron identificadas usando el marcador 16S ARN. Los resultados mostraron que los aislados pertenecen al género Bacillus todos en diferentes rangos fueron capaces de formar películas y se seleccionaron las cepas B. safensis 64181 y Bacillus sp 64186 las cuales indicaron mayor producción de esta. Los ensayos a diferentes temperaturas demostraron que para las cepas seleccionadas la mejor temperatura fue de 28°C. Además se realizó un cultivo mixto con estos aislados obteniendo como resultado diferencias en la densidad de la biopelícula y menos cambios en la actividad metabólica de la misma en los experimentos de variación de temperatura. A partir de los resultados podemos inferir que los consorcios bacterianos pueden favorecer la resistencia a variaciones ambientales en las biopelículas formadas por bacterias del género Bacillus.

ABSTRACT Biofilm formation is an important process for marine bacterial communities because this mechanism favors adaptation to variations in environmental conditions. The objective of this study was to evaluate the biofilm formation of bacteria isolated from marine sediments under in vitro conditions. For this, biofilm quantification assays were performed using two methods, violet crystal and reduction of the XTT dye; In addition, the viability of the bacteria was evaluated by Live / Dead staining. Subsequently, the strains evaluated were identified using the 16S RNA marker. The results showed that the isolates belong to the genus Bacillus, all in different ranges were able to form films and strains B. safensis 64181 and Bacillus sp 64186 were selected which indicated greater production of this. Tests at different temperatures showed that for the strains selected the best temperature was 28 ° C. In addition, a mixed culture was carried out with these isolates, resulting in differences in the density of the biofilm and less changes in its metabolic activity in temperature variation experiments. From the results we can infer that bacterial consortiums can favor resistance to environmental variations in biofilms formed by bacteria of the genus Bacillus.

Caracterización de las asociaciones de cocolitóforos en las cuencas offshore del Pacífico colombiano

RESUMEN El presente estudio fue llevado a cabo en los cocolitóforos extraídos de 39 piston core perforados en el offshore de las cuencas Chocó y Tumaco, en el Pacífico colombiano. Los análisis cualitativos y cuantitativos mostraron cambios en las abundancias relativas y en el grado de preservación de los 20 taxones identificados. Los sedimentos examinados en ambas cuencas revelaron tener una asociación de cocolitos >2% constituida por Gephyrocapsa oceanica, Gephyrocapsa muellerae, Gephyrocapsa <3 μm, Emiliania huxleyi, Calcidiscus leptoporus y Helicosphaera carteri. Con una abundancia más baja (<2%), se observaron Ceratolithus spp, Coccolithus pelagicus, Florisphaera profunda, Helicosphaera princei, Helicosphaera sellii, Helicosphaera wallichii y Pontosphaera spp., junto con formas retrabajadas de Reticulofenestra spp., Sphenolithus spp. y Discoaster spp. La identificación de E. huxleyi dentro de la asociación indica que la edad de estos sedimentos no debe ser más antigua que la biozona NN21 del Pleistoceno Medio (Ioniano), aunque formas retrabajadas de edad Mioceno-Plioceno también fueron vistas en los sedimentos. Las estimaciones del número de cocolitos por gramo (cc/g) indicaron que la abundancia promedio de la Cuenca Chocó fue 5,7x106 cc/g, la cual es menor que la Cuenca Tumaco con 1,2x107 cc/g. El análisis estadístico de redundancia (RDA) sugiere que la distancia a la línea de costa es la variable determinante que controla estas diferencias de abundancias relativas y distribución de los cocolitos en ambas cuencas.

ABSTRACT This study was conducted on coccolithophores recovered from 39 piston-core samples taken offshore Chocó and Tumaco basins, on the Colombian Pacific. Qualitative and quantitative analyses of the coccoliths showed changes in the relative abundances and the state of preservation in the two basins. The examined sediments were characterized by the coccoliths Gephyrocapsa oceanica, Gephyrocapsa muellerae, Gephyrocapsa <3 μm, Emiliania huxleyi, Calcidiscus leptoporus and Helicosphaera carteri, which presented abundances higher than 2 %. We also identified a minority assemblage (<2%) constituted by Ceratolithus spp, Coccolithus pelagicus, Florisphaera profunda, Helicosphaera princei, Helicosphaera sellii, Helicosphaera wallichii and Pontosphaera spp. together with reworked specimens of Reticulofenestra spp, Sphenolithus spp. and Discoaster spp. The recovery of E. huxleyi as part of the assemblage indicates that the studied sediments are younger than the biozone NN21, covering an age range of Middle Pleistocene (Ionian). The number of coccoliths per gram (cc/g) was calculated, demonstrating an average of 5.7x106 cc/g and 1.2x107 cc/g for Chocó and Tumaco basins, respectively. In order to interpret the causes of this variance, we performed a multivariate redundancy analysis (RDA), showing that the distance to the coastline is the controlling factor of the fluctuations of the relative abundances and distribution of the coccoliths in both basins.

Composición y abundancia taxonómica del zooplancton desde el Pacífico Sur hasta la Península Antártica 2016-2017

RESUMEN Con el propósito de contribuir al conocimiento del zooplancton asociado a las masas de agua presentes a lo largo de un gradiente latitudinal desde Perú hasta la Península Antártica, se obtuvieron 14 muestras con una red cónica de ojo de malla de 250ptm y 60 cm de diámetro de boca, desde 0 a 200 m de profundidad, en el marco de la III Expedición Científica de Colombia a la Antartica "Almirante Padilla" (Verano Austral 2016-2017). Los resultados permitieron determinar un total de 75 familia/morfotipos (f/m), pertenecientes a 32 órdenes. Los órdenes Calanoida (20%) y Perciformes (12%) predominaron en este estudio, mientras que los huevos y larvas de peces, junto con bivalvos, cipris, salpas, entre otros organismos gelatinosos, aportaron 54% de importancia de la abundancia total. Con relación a la densidad de organismos, las familias de la subclase Copepoda, Calanidae, Paracalanidae, Clausocalanidae, Oncaeidae y Eucalanidae fueron las más representativas del muestreo. La familia Calanidae presentó la mayor densidad en todo el gradiente latitudinal, con valores entre 1594 ind•100 m-3 y 6057 ind•100 m-3. Las densidades más altas de zooplánctones fueron para el Pacífico Sur, donde se encontraron diferencias respecto a las densidades en las estaciones de la Antártica (Prueba Mood 1,4 valor-p de 0,24 con un α 0,05 y 95% de confianza). Al realizar análisis multivariados se muestra similitud alta entre estaciones con relación a las abundancias del zooplancton en este estudio y se encontró una correlación de Pearson de 0,95, con esto se puede concluir que si existe una conectividad ecológica entre la comunidad del mesozooplancton a lo largo del Pacífico sur, lo cual se atribuye a el sistema de corrientes que juega un papel importante en la distribución de esta comunidad, así como eventos de afloramientos de aguas profundas que permiten encontrar familias cosmopolitas.

ABSTRACT With the purpose of contributing to the knowledge of the zooplankton associated with the water masses present along a latitudinal gradient from Peru to the Antarctic Peninsula, 14 samples were obtained, with a conical net of 250 um mesh size and 60 cm of mouth diameter, towed from 0 to 200 m water depth, within the III Scientific Expedition of Colombia to Antarctica "Almirante Padilla" (Austral Summer 2016-2017). The results allowed to determine a total of 75 family/morphotypes (f/m), belonging to 32 orders. The orders Calanoida (20%) and Perciformes (12%) predominated in this study. Fish eggs and larvae, in addition to bivalves, and cypris, salps and other gelatinous organisms contributed with 54% of importance. In relation to density, the families of the subclass Copepoda, Calanidae, Paracalanidae, Clausocalanidae, Oncaeidae and Eucalanidae were the most representative. Calanidae family showed the highest density across the latitudinal gradient, with values between 1594 ind • 100 m-3 and 6057 ind • 100 m-3. The highest densities of zooplankton were for the South Pacific, where differences were found with respect to the densities in the Antarctic stations (Mood: 1.4 p-value: 0.24 α 0.05 and 95% confidence). However, the cluster analysis showed an association between stations in relation to abundance of zooplankton in this study and found a Pearson correlation of 0.95 with this it can be concluded that if there is an ecological connectivity between the mesozooplankton community along the South Pacific, which is attributed to the system of currents that plays an important role in the distribution of this community, as well as events of deep water upwellings that allow to find cosmopolitan families.

Interacciones de corales masivos con céspedes algales y otros organismos en arrecifes del Parque Nacional Natural Tayrona

RESUMEN En los arrecifes de coral, la competencia entre organismos bentónicos sésiles por acceso a espacio y otros recursos es determinante en la estructuración de las comunidades. La mortalidad coralina reciente ha favorecido el desarrollo de céspedes algales que pasan a competir con los corales, a menudo desplazándolos, aunque lentamente. Para determinar qué tan frecuentes son las interacciones coral-césped y coral-otras categorías bentónicas, y cómo su distribución y resultado (coral gana o coral pierde) son modulados por factores ambientales, se evaluaron fototransectos de banda en 12 estaciones del Parque Nacional Natural Tayrona en Santa Marta, Caribe colombiano. Se encontró que los céspedes algales son el competidor más frecuente de corales masivos así como que la frecuencia de interacciones coral-césped depende de la susceptibilidad particular de una especie de coral a perder tejido y de las perturbaciones que en conjunto afectaron el arrecife donde habita. Además, el resultado de estas interacciones dependió del tipo de organización colonial, siendo las colonias de tipo meandroide y cerioide los competidores más exitosos contra los céspedes, debido al mecanismo de evasión por crecimiento en altura, mientras que las colonias de tipo plocoide fueron más propensas a perder. En general, los factores biológicos (especie de coral y tipo de organización colonial) fueron determinantes en la frecuencia y resultado aparente de las interacciones coral-césped, en tanto que los factores ambientales (gradiente de perturbación, profundidad y grado de exposición al oleaje) parecen no desempeñar un papel preponderante. Por lo tanto, los cambios históricos y futuros en cobertura de cada especie coralina y el tipo de organización colonial en el área de Santa Marta deben reflejar una combinación entre su susceptibilidad a agentes deletéreos y su capacidad de contrarrestar o evadir la competencia, especialmente con céspedes algales.

ABSTRACT In coral reefs, competition between sessile benthic organisms for access to space and other resources is a determining factor in community structuring. Recent coral mortality has favored the development of algal turfs, which are now competing with corals, often displacing them, although slowly. To determine the frequency of interactions between coral-turf and coral-other benthic categories, and how their distribution and results (coral wins or coral loses) are modulated by environmental factors, band photo transects were evaluated for 12 stations in the Parque Nacional Natural Tayrona, Santa Marta, Colombian Caribbean. It was found that algal turfs are the most frequent competitors of massive corals, and that the frequency of coral-turf interactions depends on the particular susceptibility of a coral species to the loss of tissue, and past disturbances that have affected the reef in which it lives. Furthermore, the results of these interactions depend on the ways the colonies are organized, meandroid and cerioid colonies being the most successful in competition against turfs, as their vertical growth constitutes an effective avoidance mechanism. By contrast, plocoid colonies are more prone to lose. In general, biological factors (the coral species in question and type of colonial organization) were determinants in the frequency and apparent result of coral-turf interactions, while environmental factors (disturbance gradient, depth, and degree of wave exposure) appear not to play a predominant role. As a consequence, historical and future changes in coral species cover, and the nature of colony organization in the Santa Marta area, should reflect a combination of their susceptibility to deleterious agents and their capacity to counteract or evade competition, especially with algal turfs.