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Vol. 51, Nº 2, 2016
Revista de Biología Marina y Oceanografía
Revista de Biología Marina y Oceanografía
Vol. 51, Nº2: 373-383, agosto 2016
DOI 10.4067/S0718-19572016000200014
ARTÍCULO
Influencia de las variables fisicoquímicas en la estructura
de tallas y distribución de Meoma ventricosa grandis
(Echinodermata: Brissidae) dentro del canal
Boca Chica, Acapulco, México
Influence of physicochemical variables in the size structure and distribution of Meoma ventricosa
grandis (Echinodermata: Brissidae) within the Boca Chica Channel, Acapulco, Mexico
Miguel A. Torres-Martínez
1*
, Francisco A. Solís-Marín
2
,
Alfredo Laguarda-Figueras
2
y Francisco Sour-Tovar
3
1
Instituto de Geología, Departamento de Paleontología, Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad Universitaria, 04510
México, CDMX, México. *miguelatm@geologia.unam.mx
2
Instituto de Ciencias del Mar y Limnología, Laboratorio de Sistemática y Ecología de Equinodermos, Universidad Nacional Autónoma
de México, Apdo. post. 70-305, México, CDMX, 04510, México
3
Museo de Paleontología, Departamento de Biología Evolutiva, Facultad de Ciencias, Universidad Nacional Autónoma de México,
Ciudad Universitaria, 04510 México, CDMX, México
Abstract.- In this study we examine different physicochemical variables (sediment texture, temperature, salinity, dissolved oxygen,
turbidity, nitrite, nitrate, ammonium, phosphate, organic matter of marine snow, organic matter of sediment and organic matter
of digestive tract) and their influence on the size structure and distribution of M eoma vent ricosa grandis. The study was conducted
in 3 workstations (E1: La Playa, E2: El Jardín, E3: Palmitas) located across the Boca Chica Channel, Acapulco, Mexico, during 2006
to 2007. The results of the measurements of the body size showed a higher percentage of adults in workstation 1 and 2 (13 and 5%,
respectively); however, in workstation 3 the percentage was of 51%. The variance pointed a significance in the size of the individuals
from the workstation Palmitas, showing the largest specimens throughout the study. The sediment texture in workstations La
Playa and El Jardín was characterized by asymmetric clasts of coarse sand and gravel of different sizes, with a sediment layer with
a depth of layer of 20-30 cm. Unlike workstation of Palmitas wich was distinguished by almost symmetrical gravel clasts, similar
in size and with depth of 50 cm; in all workstations juveniles were buried between 10 and 20 cm and adults between 15 and 40 cm
of depth. The gonadal index was asynchronous, presenting the highest reproductive peaks in Palmitas. Regression Trees analysis
established that the organic matter deposited in the sediment acts as the primary physicochemical variable in the distribution of
the echinoid within the channel, locating until 6,571 individuals in direct relation to it. The largest number of specimens (11,330)
was obtained in the presence of organic matter, nitrates and phosphates. This is the first time that genus M eoma is related to a
specific substrate according to the body size.
Key words: M eoma ventricosa grandis, physicochemical variables, size structure, distribution, Acapulco
Resumen.- En este trabajo se examinaron diferentes variables fisicoquímicas (textura del sedimento, temperatura, salinidad,
oxígeno disuelto, turbidez, nitrito, nitrato, amonio, fosfato, materia orgánica de nieve marina, materia orgánica del sedimento y
materia orgánica del tracto digestivo) y su influencia en la estructura de tallas y la distribución de M eoma vent ricosa grandis. El
estudio fue realizado en 3 estaciones de trabajo (E1: La Playa, E2: El Jardín, E3: Palmitas) localizadas a través del canal Boca
Chica, Acapulco, México, durante 2006 y 2007. Los resultados de las mediciones del tamaño corporal mostraron un menor
porcentaje de individuos adultos en las estaciones 1 y 2 (13 y 5%, respectivamente), por el contrario en la estación 3 el porcentaje
fue de 51%. El análisis de varianza señaló una diferencia significativa en el tamaño de los individuos de la estación Palmitas con
respecto a las otras dos, presentando los ejemplares más grandes a través de todo el estudio. La textura del sedimento en la
estación 1, La Playa y en la estación 2, El Jardín se caracterizó por clastos asimétricos de arena gruesa y grava, de diversos
tamaños, con una profundidad de la capa de sedimentos de 20 a 30 cm, en contraste con la estación 3, Palmitas, la cual presentó
clastos casi simétricos de arena gruesa, de tamaño similar, con profundidad de 50 cm; en todas las estaciones los individuos
juveniles estaban enterrados entre los 10 y 20 cm de profundidad y los adultos entre 15 y 40 cm. El índice gonádico fue de tipo
asincrónico durante el estudio, presentando los picos reproductivos más altos en Palmitas. El análisis de árboles de regresión
estableció que la materia orgánica consumida por los individuos actúa como la principal variable fisicoquímica que favorece la
distribución de este equinoideo dentro del canal, localizando hasta 6,571 individuos en relación a este recurso. La mayor
proporción de ejemplares (11,330) se alcanzó en presencia de la materia orgánica, los nitratos y los fosfatos. Se registra por
primera vez para el género M eoma la existencia de una selección específica del tipo de sustrato dependiente principalmente de
su talla corporal.
Palabras clave: M eoma ventricosa grandis, variables fisicoquímicas, estructura de tallas, distribución, Acapulco
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Torres-Martínez et al.
Influencia de variables fisicoquímicas en M . ventr icosa grandis
INTRODUCCIÓN
La relación que existe entre un organismo bentónico y un
ambiente en particular se ha documentado para diferentes tipos
de invertebrados (Méndez-Ubach et al. 1986, Snelgrove &
Butman 1994, Pinedo et al. 2000, Iken et al. 2001, Gray
2002, Challener et al. 2009, Boos et al. 2010, Aslan-Cihangir
& Pancucci-Papadopoulou 2012). Esta afinidad generalmente
se asocia únicamente a la cantidad de materia orgánica presente
en el medio o con la textura del sedimento, pero es evidente
que existen otras variables ambientales que determinan los
patrones de distribución espacial de un animal dentro de su
hábitat (Freeman & Rogers 2003) y muchos rasgos de las
especies bentónicas, como tasas de supervivencia o
reproducción, niveles tróficos, morfologías o desarrollo de
adaptaciones particulares (Pulliam 2000, Ramírez-Llodra et al.
2002, Guzmán & Guevara 2002). En este contexto se estudia
a Meoma ventricosa grandis, equinoideo irregular que se
distribuye ampliamente en aguas tropicales americanas del
Océano Pacífico, desde Baja California Sur, México hasta
Ecuador (Solís-Marín et al. 1997, 2013). Sobre esta
subespecie, aún cuando es considerada como uno de los
principales constituyentes de diferentes comunidades del litoral
del Pacífico mexicano (Solís-Marín et al. 1997), existen pocas
referencias que se limitan a análisis taxonómicos (Mortensen
1951, Solís-Marín et al. 1997, Torres-Martínez et al. 2008),
listados paleontológicos (Buitrón-Sánchez et al. 1999) o
trabajos preliminares sobre su biología (Torres-Martínez 2008,
Torres-Martínez & Solís-Marín 2010). Considerando la falta
de información sobre este equinoideo, en el presente trabajo
se analiza la distribución espacial de M. ventricosa grandis en
el canal Boca Chica, Acapulco, se evalúa su relación con
diferentes variables físicas y químicas del ambiente y se registra
por primera vez el ciclo reproductivo anual de la subespecie y
su afinidad con las estructuras de tallas corporales encontradas
en cada parche poblacional.
MATERIALES Y MÉTODOS
ÁREA DE ESTUDIO
El canal Boca Chica se localiza al sur de la península de Las
Playas en el municipio de Acapulco de Juárez y al norte de la
isla Roqueta, Guerrero, México (16º49,81’ y 16º49,45’N;
99º54,00’ y 99°55,00’O). Tanto el canal Boca Chica como el
canal de la Yerbabuena comunican a la bahía de Acapulco con
el océano y presentan marea mixta semidiurna de 0,65 m de
amplitud media (http://www.mareografico.unam.mx/). Dentro
del canal se ubicaron las 3 estaciones de trabajo: estación 1
(La Playa) a 16º49,81’N; 99º54,06’O, estación 2 (El Jardín)
a 16º49,44’N; 99º54,97’O, y estación 3 (Palmitas) situada a
16º49,44’N; 99º54,73’O (Fig. 1). En la Tabla 1 se muestra la
profundidad en la columna de agua del suelo marino, la
profundidad de cada capa de sedimento y las características
sedimentarias generales de cada estación. Meoma ventricosa
grandis se encontró asociado a otros invertebrados bentónicos
como poliquetos, bivalvos, gasterópodos y otros equinodermos.
Figura 1. Ubicación geográfica de las estaciones de muestreo, (E1: La
Playa, E2: El Jardín y E3: Palmitas) en el canal Boca Chica, Acapulco de
Juárez, Guerrero, M éxico
/ Location of the sampling stations (E1: La
Playa, E2: El Jardín and E3: Palmitas) at Boca Chica Channel, Acapulco,
Guerrero, Mexico
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Revista de Biología Marina y Oceanografía
TRABAJO DE CAMPO
El esfuerzo de muestreo se llevó a cabo en 11 temporadas de
campo, una cada mes entre marzo 2006 y marzo 2007, cada
una abarcando 3 días de trabajo efectivo. Los organismos, las
muestras de agua, de sedimento y de nieve marina se
recolectaron mediante buceo SCUBA.
Para realizar la recolecta de Meoma ventricosa grandis se
localizaron sus parches poblacionales mediante la observación
de oquedades de sedimento removido. Una vez ubicados,
fueron desenterrados manualmente, con un Vernier se tomaron
las medidas morfológicas de mayor longitud (TL), ancho (W)
y alto de la testa (H) para obtener el tamaño total aproximado
de cada uno de los individuos. La profundidad del sedimento a
la que se encontraba enterrado cada espécimen fue medida
empleando una regla de 30 cm de largo. Dado que se buscaba
perturbar lo menos posible el área de recolecta de los
ejemplares extraídos en cada estación, 5 fueron medidos in
situ para ser regresados al medio y el resto se recolectó en una
cubeta con agua de mar para ser medidos y diseccionados
posteriormente en el laboratorio. Durante cada salida de campo,
se obtuvo el peso corporal in vivo de cada individuo y
posteriormente cada ejemplar fue diseccionado para extraer
su tracto digestivo y gónadas. En el laboratorio, las gónadas
fueron pesadas, etiquetadas y fijadas en formol al 7%,
conservándose en alcohol al 70%. Con los datos del peso del
individuo y de sus gónadas se calculó el índice gonádico (IG)
mediante la fórmula IG= (masa de la gónada / masa corporal)
x 100. Este índice identifica los periodos reproductivos de un
organismo, dado que la maduración germinal y el desove
coinciden con el peso máximo gonadal (Williamson & Steinberg
2002). Además, los ejemplares adultos fueron diferenciados
de los juveniles por presentar una longitud corporal igual o mayor
a 80 mm. La madurez reproductiva (etapas III y IV) fue
corroborada mediante la técnica histológica de hematoxilina-
eosina.
La obtención de los datos de temperatura, salinidad, turbidez
y oxígeno disuelto presentes en el contacto sedimento-agua se
realizó utilizando un HYDROLAB Data Sonde 3-HL002008.
Para el análisis granulométrico se recolectaron 200 g de
sedimento en cada una de las zonas de estudio.
El aporte de materia orgánica (MO) que se deposita
mensualmente en las 3 regiones se determinó mediante el uso
de trampas de nieve marina (5 por estación). Para identificar la
cantidad de nutrientes se tomaron muestras de agua de 5 ml
para el análisis de nitrato, nitrito y fosfato y 30 ml para el amonio.
Para llevar a cabo el análisis de MO se tomaron muestras de 1
kg de sedimento para ser procesadas junto con la nieve marina
y los tractos digestivos.
Todo el material fue etiquetado y conservado bajo
refrigeración hasta ser analizado posteriormente. Los datos de
las diferentes variables (temperatura, salinidad, oxígeno disuelto,
turbidez, nitrito, nitrato, amonio, fosfato, MO de trampas, MO
del sedimento y MO del tracto digestivo) fueron registrados
mensualmente durante el año de estudio.
TRABAJO DE LABORATORIO
El trabajo de laboratorio abarcó el estudio de la histología de
las gónadas de los organismos, el análisis textural y la
cuantificación de nutrientes y MO de las muestras
correspondientes.
Para comprobar la madurez reproductiva de los ejemplares
se realizó la técnica histológica de hematoxilina-eosina, método
que consiste en la deshidratación de las gónadas utilizando
diferentes grados de alcohol, lavadas posteriormente con xilol
y colocadas en parafina para realizar secciones seriales de 6
µm. Posteriormente se retira la parafina, se tiñe con hematoxilina-
eosina y los cortes histológicos son montados en Bálsamo de
Canadá (INECC 2009).
El análisis granulométrico de cada estación se realizó
utilizando un agitador Ro-Tap Testing Sieve Shaker, pasando
por una serie de tamices U.S. Standard de -3 a 4 (Folk
1980). El material de cada tamiz fue pesado para obtener los
percentiles y establecer las características granulométricas del
sedimento. El tamaño gráfico promedio o tamaño de grano (M
Z
)
y la desviación estándar gráfica inclusiva o clasificación (
I
) se
representarán con el número y el grado de asimetría gráfica
inclusiva (Sk
I
) se distinguirá como el rango de asimetría de los
clastos. El material sedimentario de las 3 estaciones se relacionó
con rangos texturales específicos de la clasificación de Folk:
M
Z
= Arena muy gruesa: -1 a 0 (2 a 1 mm) y Gránulo: -2
a -1 (4 a 2 mm);
I
= Moderadamente clasificado: 0,71 a
1,00 y Bien clasificado: 0,35 a 0,50 ; Sk
I
= Muy
Tabla 1. Características físicas de las 3 estaciones muestreadas (E1: La
Playa, E2: El Jardín y E3: Palmitas). TS - textura del sedimento; PF -
profundidad; PCS - profundidad de la capa de sedimento
/ Physical
features from 3 sampled stations (E1: La Playa, E2: El Jardín and E3:
Palmitas). TS - texture of sediment; PF - depth; PCS - depth of the
sediment layer
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Torres-Martínez et al.
Influencia de variables fisicoquímicas en M . ventr icosa grandis
asimétrico hacia gruesos: -0,30 a -1,00 y Asimétrico hacia finos:
+0,30 a +0,10.
Las variables químicas se analizaron en el Laboratorio de
Fisicoquímica del Instituto de Ciencias del Mar y Limnología
de la U.N.A.M., México. Los resultados de los nutrientes se
obtuvieron de las muestras de agua por medio de
espectrofotometría, técnica que permite determinar la
concentración de un compuesto en solución mediante
radiaciones electromagnéticas emitidas en un espectrofotómetro
(Díaz et al. 2000). Los datos de MO del sedimento, de la
nieve marina y de los tractos digestivos se obtuvieron con el
método de titulación manual, que se reconoce como el
procedimiento estándar para la obtención de MO en suelos y
sedimentos, donde un porcentaje de la muestra de sedimento
se oxida con dicromato de potasio (H
2
SO
4
), posteriormente el
exceso de dicromato se titula con una solución de sulfato ferroso
hasta que se produce un cambio de coloración de azul a verde,
funcionando la difenilamina sulfonato de sodio como indicador
(Garay et al. 2003). El porcentaje de MO en trampas de nieve
marina, sedimento y tractos digestivos se determinó de acuerdo
a la clasificación de porcentajes de MO de Moreno (1978).
ANÁLISIS DE DATOS
El estudio del tamaño de los individuos de M. ventricosa
grandis requirió reconocer la talla aproximada de cada
organismo en cm
3
a partir de las medidas corporales descritas
previamente; mientras que para el índice gonádico se emplearon
los resultados del índice obtenidos mensualmente.
Para establecer las diferencias del tamaño de los individuos y
del índice gonádico entre las 3 estaciones, se realizó en cada
caso un análisis de varianza (ANOVA), con su respectiva prueba
de Fisher *P < 0,05 **P < 0,025 ***P < 0,001. Los análisis
de varianza de ambas variables se obtuvieron mediante el
programa estadístico StatView - SAS Institute Inc., versión 5.
ANÁLISIS DE VARIABLES
Los datos de cantidad de individuos de M. ventricosa grandis
registrados por estación junto con los resultados de las diferentes
variables, fueron comparados mediante el análisis de árboles
de regresión (RT, Regression Trees). Este procedimiento se
utiliza como un modelo de aproximación que permite establecer
cuáles de las diferentes variables independientes (predictoras)
influyen principalmente sobre una variable dependiente (de
respuesta), repercutiendo directamente en su comportamiento
(Barber et al. 2001, Díaz & Correa 2013). El análisis definió
qué variables son las más significativas para que M. ventricosa
grandis se pueda encontrar dentro del canal.
Los datos de las 3 estaciones se agruparon en una matriz
con 12 variables independientes: textura del sedimento junto
con 4 variables físicas: temperatura, salinidad, oxígeno disuelto
y turbidez, y 7 variables químicas: nitrito, nitrato, amonio, fosfato,
MO del sedimento, MO de trampas de nieve marina y MO del
tracto digestivo, siendo la cantidad de individuos de M.
ventricosa grandis presentes en cada estación la variable
dependiente. El análisis RT se llevó a cabo por medio del
programa estadístico S-Plus (Insightful Corp., Redmond, WA,
USA) versión 2000 Professional.
RESULTADOS
TAMAÑO CORPORAL Y NÚMERO DE ORGANISMOS
Se contaron 311 individuos entre las 3 estaciones, diferenciando
entre adultos y juveniles. Esta información permitió definir la
distribución por talla de los ejemplares de M. ventricosa
grandis dentro del canal Boca Chica. En la Tabla 2 se observa
que la estación 1 (La Playa) presentó 13% de especímenes
adultos, mientras que la estación 2 (El Jardín) tuvo 5%. Por el
contrario, en la estación 3 (Palmitas) se detectó un porcentaje
de 51% de individuos adultos. Para corroborar esta disimilitud
entre los valores de tamaño de los erizos entre estaciones se
realizó el análisis de varianza correspondiente. Se comprobó
una diferencia en la estructura de tallas entre los organismos
encontrados en cada estación (Tabla 3), resaltando el valor
significativo de la estación 3 (Palmitas) en comparación con las
otras dos, las cuales presentaron los ejemplares de menor
tamaño.
CARACTERÍSTICAS DEL SUSTRATO
El análisis granulométrico de las muestras de sedimento de las
3 estaciones estableció las condiciones texturales bajo las que
se desarrollan cada uno de los parches poblacionales de M.
ventricosa grandis dentro del canal. De acuerdo a Folk (1980)
el sedimento presentará diferentes límites texturales con los
cuáles será posible caracterizar la granulometría de un sustrato
en particular.
En la Tabla 4 se aprecian los resultados numéricos de textura
del sedimento derivados de los diferentes percentiles
granulométricos. De acuerdo a la clasificación de Folk (1980)
en la estación 1 (La Playa) predominaron las gravas gruesas,
moderadamente clasificadas y muy asimétricas. La estación 2
(El Jardín) se caracterizó por clastos de arena muy gruesa con
tendencia hacia gravas, moderadamente clasificadas y muy
asimétricas. Finalmente, la estación 3 (Palmitas) se distinguió
por clastos de arena muy gruesa, que al contrario de las otras 2
estaciones estuvo bien clasificada, con asimetría hacia finos pero
con tendencia a ser simétricos.
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Tabla 2. Número de individuos encontrados en cada estación estudiada (E1: La Playa, E2: El Jardín y E3:
Palmitas) entre marzo 2006 a marzo 2007 / Number of individuals found in each workstation sampled (E1:
La Playa, E2: El Jardín and E3: Palmitas) between March 2006 to March 2007
Tabla 3. Promedio anual (2006-2007) del tamaño corporal de
M eom a vent ricosa grandis entre las estaciones,
E1: La Playa, E2: El Jardín y E3: Palmitas. *
P < 0,05 * * P < 0,025 * * * P < 0,001 / Yearly average (2006-2007) of
body size of M eoma vent ricosa grandis between the workstations, E1: La Playa, E2: El Jardín and E3: Palmitas.
*P < 0.05 **P < 0.025 ***P < 0.001
Tabla 4. M edidas de uniformidad del sedimento obtenidas de las 3 estaciones (E1: La Playa, E2: El Jardín y E3:
Palmitas) del canal Boca Chica, Acapulco de m arzo 2006 a marzo 2007. M
Z
(
) - tamaño gráfico promedio
(tamaño de grano);
I
(
) - desviación estándar gráfica inclusiva (clasificación); Sk
I
- grado de asimetría gráfica
inclusiva (asimetría) / Uniformity mesurements of sediment obtained from 3 stations (E1: La Playa, E2: El
Jardín and E3: Palmitas) from Boca Chica cannel, Acapulco of March 2006 to March 2007. M
Z
(
) - graphic
mean (grain size);
I
(
) - inclusive graphic standard deviation (classification); Sk
I
- inclusive graphic skewness
(asymmetry)