Patrones de dispersión y conectividad entre poblaciones de peces de arrecifes mediterráneosel caso de la doblada, Oblada melanura [Linnaeus, 1758] en el Mediterráneo occidental

Abstract

PATRONES DE DISPERSIÓN Y CONECTIVIDAD ENTRE POBLACIONES DE PECES DE ARRECIFES MEDITERRÁNEOS: EL CASO DE LA DOBLADA, Oblada melanura [LINNAEUS, 1758] EN EL MEDITERRÁNEO OCCIDENTAL Los ecosistemas marinos costeros están sujetos a una multitud de impactos humanos, entre los cuales la sobrepesca está considerada como una de las amenazas más graves, y que conducen a una disminución de las poblaciones de peces en todo el mundo. Las áreas marinas protegidas (AMPs) pueden permitir la recuperación de las poblaciones de especies intensamente explotadas. Desde esta perspectiva, las poblaciones de peces protegidas suelen mostrar una mayor densidad de individuos de gran tamaño con respecto a poblaciones no protegidas. Un alta densidad de peces adultos de gran tamaño (individuos reproductores) dentro de las AMPs puede llevar a un alta producción de propágulos (huevos y larvas) que pueden ser retenidos localmente y/o exportados hacia fuera de los límites del AMP. Las poblaciones locales de peces están vinculadas entre sí demográficamente, y por lo tanto genéticamente, a través de la dispersión de individuos en forma de huevos, larvas, juveniles, subadultos o adultos. Este proceso se denomina "conectividad". La recogida de información sobre los patrones de dispersión y conectividad resulta fundamental para evaluar la escala espacial a la cual la exportación de propágulos de un AMP puede sostener poblaciones no protegidas exteriores u otras AMPs dentro de una red. En este contexto, con el fin de establecer redes de AMPs más eficientes es necesario mejorar el conocimiento sobre las características biológicas y ecológicas de las especies de peces, así como sus patrones de dispersión y conectividad. En este trabajo se utilizó un enfoque multidisciplinar a varias escalas espaciales para investigar los patrones de dispersión de las larvas y la conectividad de una especie de pez, la doblada - Oblada melanura (Linneo, 1758) en el Mediterráneo occidental. Los resultados se utilizaron para proporcionar conocimientos con el fin de mejorar las estrategias actuales de protección y gestión de las poblaciones de peces y de diseño futuro de las AMPs en la región considerada. A escala regional (500-1.000 km) se investigó el nivel de conectividad genética entre localidades protegidas y no protegidas, considerando 3 AMPs eficientes del Mediterráneo occidental (Parque Nacional de Port-Cros, Reserva Natural Integral de Cap Creus y Reserva Marina de Interés Pesquero de Cabo de Palos - Islas Hormigas. A escala local (100-150 km) se evaluaron los patrones de dispersión de propágulos y la conectividad demográfica entre las zonas marinas protegidas y áreas no protegidas a lo largo de la costa sudeste de España (Región de Murcia), utilizando el análisis micro-estructural y química de los otolitos y simulaciones de dispersión de propágulos. Los resultados genéticos indicaron que las localidades protegidas investigadas están bien conectadas con las localidades cercanas sin protección. Por otra parte, una señal de estructuración genética se registró a escala regional, lo que sugiere la presencia de barreras oceanográficas que pueden afectar a los flujos genéticos, incluso entre lugares cercanos, y que son potencialmente capaces de generar rupturas genéticas a escalas evolutivas de tiempo. Los resultados a escala local indicaron que la disposición espacial y la posición de las AMPs existentes a lo largo de la costa sur-oriental de la península Ibérica (Cabo de Palos - Islas Hormigas y Tabarca) no parece generar el intercambio óptimo de propágulos que se espera en las redes eficientes, probablemente debido a los factores ambientales que actúan en el área de estudio, especialmente la dinámica de las masas de agua. Desde esta perspectiva, el establecimiento de nuevas AMPs en el sector sur del litoral murciano es recomendable para mejorar el estado de conservación actual de la zona. Ciertamente, el análisis de una sola especie, aunque representativa de otras especies con características biológicas y ecológicas similares, resulta insuficiente para dibujar una imagen adecuada de los patrones de dispersión y de conectividad. Por lo tanto, sería importante aplicar el mismo procedimiento de investigación incluyendo especies con diferentes rasgos biológicos y ecológicos y cubriendo un mayor plazo temporal. DISPERSAL PATTERNS AND CONNECTIVITY AMONG MEDITERRANEAN REEF FISH POPULATIONS: THE CASE OF THE SADDLED SEA BREAM, Oblada melanura [LINNAEUS, 1758] IN THE WESTERN MEDITERRANEAN SEA Coastal marine ecosystems are subject to a multitude of human impacts with fishing considered one of the most serious threats, leading to a worldwide overexploitation of fish populations. For these reasons different conservation strategies and management measures are needed to preserve and restore the health of marine ecosystems. Marine protected areas (MPAs) can allow the recovery of populations of heavily exploited species. Protected fish populations, from this perspective, may display higher density and larger individual size than in fished conditions. A high density of large adult fishes (i.e. spawners) inside MPAs can lead to a high propagules (i.e. eggs and larvae) production that can be locally retained and/or exported toward outer fished areas or other MPAs within a network. Local fish populations are demographically linked to each other via dispersal of individuals at whatever life stage (i.e. eggs, larvae, juveniles, subadults or adults), also associated to an exchange of genes among populations. The whole mechanism is termed 'connectivity'. The gathering of information on dispersal and connectivity is fundamental to assess the spatial scale over which fish populations interact and the scale over which they should be managed. In this context, in order to establish more efficient spatially explicit marine protection strategies, there is the need to improve our knowledge on dispersal and connectivity patterns and species biological and ecological traits that drive them, especially focusing on the propagule phase, considered the main responsible of species dispersal capacity. In this work we used a multidisciplinary and multi-scale approach to investigate patterns of propagule dispersal and connectivity in a Mediterranean coastal fish, the saddled sea bream Oblada melanura, in the western Mediterranean Sea. The outcomes were used for providing insights for the improvement of current fish management and protection strategies and the future design of MPAs in the region considered. At the regional scale (500-1000 km) we investigated the level of genetic connectivity between protected and unprotected locations, considering 3 efficient MPAs of the western Mediterranean Sea (Port-Cros national park, Cap Creus MPA and Cabo de Palos e Islas Hormigas MPA). At the local scale (100-150 km) we assessed patterns of propagule dispersal and demographic connectivity between MPAs and unprotected areas along the south-east coast of Spain (Murcia Region and southern Alicante province), using otolith micro-structural and chemical analysis and propagule dispersal simulations. Genetic results indicated that the MPAs investigated in the western Mediterranean Sea are well connected with their neighbouring unprotected sites. On the other hand, a signal of genetic structuring was recorded at the regional scale, suggesting that the presence of oceanographic barriers can affect genetic flows even between close locations and potentially able to generate genetic breaks over evolutionary time scales. For this reason it is important to monitor the evolution of genetic dynamics between populations, including other species with different biological and ecological characteristics. At the local spatial scale results from otolith analysis and dispersal simulations indicated that the spatial arrangement and the position of the existing MPAs along the south-eastern coast of Spain (Cabo de Palos e Islas hormigas MPA and Tabarca MPA) could not generate the optimal interchange of propagules, expected in efficient networks, probably due to environmental determinants acting in the study area, especially the dynamic of water masses. In addition Cabo de Palos MPA and Tabarca MPA, despite their potential propagule production, could not guarantee a sufficient supply of individuals toward the southern unfished areas of the region. From this perspective, the establishment of new MPAs in the southern sector of the region is advisable for improving the current conservation status of the area. Certainly, the analysis of a single species, although representative of other species with similar biological and ecological characteristics, cannot be enough for drawing an adequate picture of dispersal and connectivity patterns. Thus, it would be important to apply the same investigation procedure including species with different biological and ecological traits and over a longer temporal domain. However, as already pointed out in other works, this study demonstrates that effectiveness of combining complementary tools for investigating patterns of propagule dispersal and connectivity.