Riqueza y abundancia de peces arrecifales en el Caribe de Guatemala utilizando Estaciones Remotas de Video Subacuático con Carnada

Riqueza y abundancia de peces arrecifales en el Caribe de Guatemala utilizando Estaciones Remotas de Video Subacuático con Carnada

*Francisco Polanco-Vásquez^{1, 2}, Alerick Pacay², José R. Ortíz-Aldana¹, Ana Hacohen-Domené2, Cristopher Avalos-Castillo²

¹ Instituto de Investigaciones Hidrobiológicas, Centro de Estudios del Mar y Acuicultura (Cema), Universidad de San Carlos de Guatemala (Usac); ² Fundación Mundo Azul (FUNMZ), Guatemala

*Autor al que se dirige la correspondencia: polancoenca@gmail.com

Recibido: 15 de marzo 2017 / 1era. Revisión: 20 de marzo 2018 / 2da. Revisión: 31 de mayo 2018 / Aceptado: 24 de septiembre 2018

Resumen

El mar Caribe de Guatemala forma parte del Sistema Arrecifal Mesoamericano (SAM), el cual alberga una alta diversidad de especies marinas. Dichas poblaciones son importantes para el bienestar de las comunidades humanas que habitan en la zona marino-costera de los países que conforman el SAM, y que dependen de manera directa o indirecta de estos recursos. El objetivo de este estudio fue determinar la riqueza y abundancia tanto de las especies de peces herbívoros presentes en el área, como de aquellas que son atraídas por carnada de sábalo y atún, utilizando la metodología de Estaciones Remotas de Video Subacuático con Carnada BRUVS en sitios con presencia de arrecifes. El muestreo se realizó en siete sitios ubicados fuera de la Bahía de Amatique, Izabal, en abril, junio y septiembre de 2016. Se grabaron 26.06 h, en 21 sets de BRUVS. Se contabilizaron 778 organismos, correspondientes a dos clases, 20 familias, 31 géneros y 59 especies. Las especies más abundantes en el estudio fueron Scarus spp. (19.67 %), Clepticus parrae (9.64 %), Aluterus scriptus (6.04 %), Scarus iserti (5.14 %) y Caranx ruber (5.01 %). Los sitios Quetzalito 1 y 2 presentaron una riqueza de especies significativamente mayor (p < 0.006) al resto de sitios de muestreo. Quetzalito 1, 2 y King Fish presentaron una abundancia significativamente mayor (p < .038) al resto de sitios. El dendrograma derivado de la abundancia por especie para los sitios de muestreo, mostró cinco agrupaciones (similaridad de Bray-Curtis del 43 %). Finalmente se observó una baja presencia de peces de importancia comercial en los siete puntos evaluados.

Palabras claves

Bahía de Amatique, Scaridae, Scarus, BRUVS.

Introducción

El Sistema Arrecifal Mesoamericano (SAM), es una estructura viviente que se extiende por más de 1,000 km a lo largo de la zona marino-costera de sus cuatro países miembros (México, Belice, Guatemala y Honduras). Esta región es considerada de alta importancia, tanto biológica como socioeconómica, ya que sostiene gran parte de la economía local de las comunidades costeras asentadas en el SAM (Kramer et al., 2015). El SAM es el segundo arrecife de coral más grande del mundo y presenta una gran variedad de ecosistemas costeros como manglares, praderas marinas, llanuras de fango y arrecifes coralinos (Adams et al., 2006; Mumby et al., 2004; Vásquez, Vega, Montero, & Sosa, 2011).

Históricamente, las investigaciones científicas para comunidades ictiológicas, realizaban monitoreos invasivos y destructivos con el fin de reducir el error estadístico de muestreo (Ackerman & Bellwood, 2000). Posteriormente, este tipo de metodologías fueron re- emplazadas por buceos, donde los buzos registraban datos de abundancia y estimaban las tallas de peces dentro de los límites de transectos determinados. Sin embargo, se detectaron varias inconsistencias en cuanto a la abundancia y tamaño de los organismos debido a la variación de criterios de los investigadores (Harvey, Fletcher, Shortis, & Kendrick, 2004).

Actualmente, no se cuenta con una metodología estandarizada no invasiva que permita evaluar la eficacia con relación a los objetivos de conservación y puedaser aplicada y replicada en el monitoreo continuo dentro de las áreas marinas protegidas(De Vos, Götz, Winker, & Attwood, 2014). En este sentido la metodóloga de Estaciones Remotas de Video Subacuático con Carnada (BRUVS, por sus siglas en inglés) es muy útil ya que es eficiente para el análisis de comunidad de peces, requiriendo menor esfuerzo de muestreo en comparación de otras metodologías y muestras más sensibilidad para mostrar diferencias estadísticas en las abundancias de las diferentes comunidades (Bernard & Gotz, 2012; Harvey et al., 2012). Además, utilizar esta metodología puede resultar en la reducción de tiempo en campo, número de personal capacitado y puede llegar a ser más eficiente que la utilización de buzos (Watson, Harvey, Anderson, & Kendrick, 2005).

Los BRUVS constan de una estructura de PVC, la cual porta una videocámara subacuática y una red metálica de carnada colocada en el campo de visión de la cámara. Esta metodología es utilizada en hábitats marinos sensibles y de batimetría compleja. Asimismo, ésta se ha convertido en una técnica de muestreo de peces arrecifales no invasiva, principalmente donde el acceso a través de equipo autónomo de buceo es complicado y donde los muestreos podrían comprometer los objetivos de conservación del área o la confiabilidad de los datos (Cappo, Speare, & De´ath, 2004; De Vos et al., 2014). Esta metodología puede ser utilizada para la determinación de la riqueza de especies, con relación a la estructura del ensamble de la ictiofauna en hábitats coralinos (Cappo et al., 2004; Cappo, Stowar, Syms, Johansson, & Cooper, 2011; Meekan & Meeken, 2006).

Algunos autores han utilizado esta metodología y sus variables sin carnada para la determinación de poblaciones, tanto de peces óseos, como de depredadores tope en el SAM (Andradi-Brown et al., 2016b; Bond et al., 2012). Esto ha permitido determinar la presencia-ausencia de estos organismos en los ecosistemas de arrecife, tomando en cuenta las tallas y abundancia de diferentes especies.

El colapso de los arrecifes de coral en el Caribe ha sido atribuido en parte a la sobrepesca que ha ocurrido históricamente en la región (Newman, Paredes, Sala, & Jackson, 2006). En ese sentido, el presente estudio tiene como objetivo principal evaluar la abundancia y riqueza de las especies de peces arrecifales, tanto como peces herbívoros y de importancia comercial, en siete sitios coralinos en el mar Caribe de Guatemala utilizando la metodología BRUVS.

Materiales y métodos

Área de estudio y sitios de muestreo

El estudio se llevó a cabo en siete sitios con presencia de arrecifes coralinos en el mar Caribe de Guatemala, ubicados a un rango de profundidad entre 5-11 m, fuera de la Bahía de Amatique: Quetzalito 1 (QUE1), Quetzalito 2 (QUE2), Motagüilla 1 (MOT1), Motagüilla 2 (MOT2), que son ecosistemas arrecifales formados por valles y crestas, y Cabo Tres Puntas1 (CTP1), Cabo Tres Puntas 2 (CTP2), y King Fish (KIN), que son parches arrecifales de menor tamaño. Los sitios muestreados tienen libre acceso a la pesca. Todos los sitios fueron seleccionados basándose en los ecosistemas de arrecifes coralinos presentes en el área (Figura 1).

En total, se realizaron tres muestreos aplicando la metodología de BRUVS en los meses de abril, junio y septiembre de 2016. Todas las réplicas fueron realizadas por la mañana, cada sitio en el mismo horario y sin aleatorización de los mismos.

Descripción de los BRUVS

Se utilizaron cámaras portátiles GoPro Hero^® 3 y  4, las cuales fueron enganchadas a una tabla de madera  sobrepuesta sobre una estructura triangular en forma de  trípode, fabricada con tubos de Poli-Cloruro de Vinilo  (PVC). Para evitar el movimiento de la estructura, se colocaron barras de acero, como lastre, en la parte inferior  de la misma. La carnada utilizada durante el monitoreo  fue sábalo y atún, la cual se colocó en la parte posterior  de un tubo de 1.5 m de largo, en una bolsa fabricada  de malla metálica de 2.5 cm de abertura. Los BRUVS  tuvieron sujetado un lazo de 20 m de largo y una boya  blanca y se sumergieron aproximadamente una hora cada  uno (Figura 2). Finalmente, en cada sitio de muestreo se  tomaron las coordenadas geográficas.  

El análisis fue realizado a través de la observación de los videos, con el programa Windows Media  Player©. Se inició el análisis del video a partir del minuto cinco (5:00 min), momento cuando la lancha  había partido del sitio. Una vez cumplida la hora de filmación, se procedió a acercarse al sitio para recoger  la estructura (Brooks, Sloman, Sims, & Danylchuk, 2011). Las especies observadas en los videos fueron  identificadas hasta el menor taxón, mediante guías de  identificación de la fauna arrecifal (Carpenter, 2002;  Humann & DeLoach, 2014). Finalmente, se hizo un  conteo de los especímenes de cada especie observada,  con la finalidad de calcular la riqueza y abundancia de  especies en cada punto de muestreo.

Análisis estadístico

Para cada sitio de muestreo, se identificó y contabilizó cada una de las especies que aparecían dentro del cuadro de video. Con esta información se realizó  el análisis de varianza de Kruskal-Wallis (1952) para   establecer si existían diferencias significativas de la  abundancia y riqueza de las especies entre los sitios.  Además, se utilizó la prueba de Friedman-Dunn (1937)  para establecer que media fue mayor o menor.  

Para calcular la diversidad estimada se utilizaron  los estimadores de diversidad no paramétricos de Chao 1 y el Abundance-based coverage estimator (ACE por  sus siglas en inglés), de igual manera se realizó una  curva de acumulación de especies mediante el programa  EstimateS Versión 9.1.0 (Colwell, 2013).  

Para evaluar la heterogeneidad de las especies en  los sitios de muestreo se analizaron los índices de diversidad (H’) de Shannon-Weaver y equidad de Pielou  (J´) mediante el programa PAST (Statistical Version  1.93 para Windows XP). Así mismo se realizó una conversión del índice de Shannon-Weaver (H) a número  efectivo de especies mediante la siguiente ecuación:

¹D = exp (H’)

Se aplicó el análisis de conglomerados, utilizando el índice de Bray-Curtis para calcular y visualizar  las similitudes entre los sitios, tomando en cuenta las  abundancias de los organismos. El agrupamiento de los  sitios de muestreo basado en la abundancia de peces se  exploró mediante un análisis de escalamiento no métrico multidimensional (NMDS).  

Resultados

Se grabaron 26.06 h en 21 sets de BRUVS, distribuidos en siete sitios de muestreo. Se contabilizaron  778 organismos correspondientes a dos clases, 20 familias, 31 géneros y 59 especies de peces (Tabla 1). Las  especies más abundantes en el estudio fueron Scarus spp. (19.67 %), Clepticus parrae Bloch & Schneider,  1801 (9.64 %), Aluterus scriptus Osbeck, 1765 (6.04 %),  Scarus iserti Bloch, 1789 (5.14 %) y Caranx ruber Bloch,  1793 (5.01 %). El resto de las especies presentó una  abundancia porcentual individual menor al 5 %.

La riqueza esperada de la curva de acumulación  de especies muestra que con siete sitios de muestreo,  la curva aún no alcanza la asíntota; por lo que se puede  esperar un aumento con respecto al número de especies,  si se aumentara la cantidad de sitios de muestreo. El  estimador de diversidad no paramétrico ACE estimó  66 especies, mientras que Chao 1 estiró 63 especies  (Figura 3).  

Se evidenciaron diferencias significativas en  cuanto a la riqueza de especies (p = .006) y la abun dancia (p = .038) entre los sitios de muestreo, pero  no se evidenció diferencias con respecto a las mismas  variables entre los meses de muestreo (p = > .999).

Los sitios con mayor riqueza fueron QUE1 y QUE  2 con 35 y 28 especies de peces respectivamente. Mientras que CTP1 y MOT1 fueron los sitios con menor  número de especies (14). Con respecto a la abundancia,  QUE1 y QUE2 fueron los sitios con mayor número  de organismos con 259 y 119 peces respectivamente.  Mientras que CTP2 (54 organismos) y MOT1 (44 organismos) presentaron la menor abundancia (Tabla 2).  

Tabla 1 Listado taxonómico y abundancia (No. de organismos/hora de grabación) de peces arrecifales en el Caribe de Guatemala

Tabla 2 Índices de diversidad para los sitios de muestreo

Nota: Quetzalito 1 (QUE1), Quetzalito 2 (QUE2), Cabo Tres Puntas 1 (CTP1), Cabo Tres Puntas 2 (CTP2), Motaguilla 1 (MOT1), Motaguilla 2 (MOT2) y King Fish (KIN), ee (número efectivo de especies).

Figura 3. Curva de acumulación de especies observadas y estimadas durante el período de muestreo.

Con relación al índice de Shannon-Weaver, los  sitios con mayor diversidad fueron CTP2 (2.789), KIN  (2.765) y QUE2 (2.628). En cuanto al índice de Igualdad, los valores más elevados se presentaron en los  sitios CTP2 (0.775), MOT1 (0.736) y KIN (0.635).  

El dendrograma derivado de la abundancia por  especie para los sitios de muestreo, mostró cinco agrupaciones (similaridad de Bray-Curtis del 43 %) (Figura  4). Los sitios QUE1 y QUE2 comprenden un conglomerado, caracterizándose por ser los sitios con la mayor  riqueza y abundancia, principalmente de Scarus spp.,  así como también los sitios más alejados de la costa. El  segundo conglomerado está comprendido por MOT1 y  CTP1, los cuales presentaron valores de riqueza (14 especies) y abundancias similares. Por otro lado, MOT2,  KIN y CTP2 no mostraron agrupación con otros sitios,  presentando características diferentes con respecto a la  abundancia y la riqueza (Figura 5).  

Los sitios con mayor número efectivo de especies  fueron CTP2 (16.2), KIN (15.8), QUE1 (13.4) y QUE2  (13.8). Y los que presentaron menor número efectivo  de especies fueron MOT2 (11.6), MOT1 (10.3) y CTP  1 (8.06).

Discusión

Los resultados obtenidos con este estudio son los  primeros que se realizan con la metodología de BRUVS  en el mar Caribe de Guatemala. Las primeras investigaciones realizados sobres peces arrecifales en esta zona,  se han llevado a cabo por el método de transectos, donde los resultados muestran una biomasa de 43 g/100 m2  de peces comerciales y 433 g/100 m2 de peces herbívoros, mostrando un estado crítico (McField et al., 2018).  

Las cinco familias con mayor abundancia encontradas durante esta investigación fueron: Scaridae, Labridae, Chaetodontidae, Carangidae y Lutjanidae, de las  cuales las últimas dos son consideradas de importancia  comercial. En cuanto a las especies más abundantes  durante esta investigación se reportaron a Scarus spp.,  C. parrae, A. scriptus, S. iserti y C. ruber. El patrón de  la composición de familias y especies más abundantes encontrado en este estudio es similar al encontrado  en otros arrecifes en el Caribe (Andradi-Brown, Gres,  Wright, Exton, & Rogers,, 2016a; Alemu, 2014; Núñez,  González, Zarate, Hernández, & Arias, 2003).

Durante este estudio las especies con algún grado  de importancia comercial con más abundancia fueron  C. ruber, O. chrysurus y L. synagris. Mientras que la  abundancia reportada es menor a la encontrada en un   estudio que se realizó con la misma metodología y mismo hábitat (Andradi-Brown et al., 2016b). En cuanto  a la riqueza, esta investigación obtuvo un promedio de  22 especies por sitio de muestreo, mientras que Andra di-Brown y colaboradores (2016b) reporta una riqueza  de 26 especies por sitio de muestreo. Esta diferencia se  puede atribuir a que los sitios evaluados en el Caribe  de Guatemala están sometidos a sobre pesca, mientras  que los reportados por el estudio mencionado no experimentan presión por pesca.  

La curva de acumulación de especies, no alcanzó  la asíntota de la curva, esto coincide con lo reportado en  la literatura, donde especifican que uno de los principales problemas de utilizar BRUVS es que se requiere un  alto esfuerzo de muestreo para alcanzar la asíntota en  la curva de acumulación de especies, en comparación  con otras metodologías (Malcolm, Gladstone, Lind field, Wraith, & Lynch, 2007). Esto es una limitante  importante del método de BRUVS, que debe tomarse  en cuenta para estudios futuros.  

Los resultados de este estudio permitieron registrar diferencias significativas en la riqueza y abundancia, donde los sitios QUE1 y QUE2 y KIN presentaron  la mayor riqueza y abundancia. Esta información puede  utilizarse para plantear acciones de manejo pesquero en  la zona en QUE1 y QUE2, ya que KIN actualmente es  una zona que tiene una veda de artes de pesca, aunque  existen limitaciones para las autoridades en cuanto al  control y vigilancia de las zonas, lo que se traduce en  una alta tasa de pesca ilegal, aunque estos resultados  muestran de que las acciones de gestión de pesca aplica das en KIN han tenido algún impacto en la comunidad  de peces.

El número efectivo de especies nos muestra que  los dos sitios con más especies son CTP2 y KIN, esto  es resultado de que en estos sitios la dominancia de  especies es menor comparado con otros sitios, por  ejemplo, QUE1 y QUE2, aunque presentan una mayor  cantidad de especies, los índices de dominancia son de  los más altos. Jost (2006) menciona que este “índice es  el número de especies que tiene una comunidad virtual  en la que todas las especies fueran igualmente comunes, conservando la abundancia relativa promedio de la  comunidad estudiada”. Una de las ventajas de utilizar  este índice es que podemos evaluar la magnitud del  cambio entre comunidades (García-Morales, Moreno,  & Bello-Gutiérrez, 2011).

Los sitios QUE1 y QUE2 formaron un conglomerado que se encuentra más alejado de la costa, tienen  menor incidencia de pesca, y la formación arrecifal es de valles y crestas, por lo que estas similitudes podrían  propiciar que se agrupen en una misma forma, las especies más abundantes en estos sitios fueron el género  Scarus y Clepticus parrae. Mientras que MOT1 y CTP1  son sitios están más cercanos a la costa y tienen mayor  presión pesquera, en cuanto al ecosistema, el primero es  de valles y crestas y el segundo son parches arrecifales,  las especies más abundantes fueron el género Scarus,  C. ruber y C. capistratus.

Figura 4. Similaridad de Bray-Curtis de la abundancia de peces arrecifales. Quetzalito 1 (QUE1), Quetzalito 2 (QUE2), Cabo Tres Puntas 1 (CTP1), Cabo Tres Puntas 2 (CTP2), Motaguilla 1 (MOT1), Motaguilla 2 (MOT2) y King Fish (KIN)

Figura 5. Gráfico de escalamiento no métrico multidimensional (NMDS) de la abundancia de peces arrecifales. Quet- zalito 1 (QUE1), Quetzalito 2 (QUE2), Cabo Tres Puntas 1 (CTP1), Cabo Tres Puntas 2 (CTP2), Motaguilla 1 (MOT1), Motaguilla 2 (MOT2) y King Fish (KIN).

Finalmente, los resultados obtenidos durante esta  investigación nos muestran que la mayoría de sitios  evaluados están expuestos a sobre pesca, ya que la  abundancia de especies de importancia comercial es  baja, predominando las especies herbívoras. En el caso  de los puntos QU1 y QU2 tienen menor incidencia de  pesca debido a la lejanía de la costa, dificultando el  acceso a pescadores, en cuanto a KIN, este punto cuenta  con protección legal en cuanto al uso de artes de pesca,  lo que podría ayudar a reducir los efectos de la pesca.

Agradecimientos

Esta investigación fue cofinanciada por Digi-Usac-2016, Proyecto: 4.8.26.7.41. Un especial agradecimiento a los pescadores de la comunidad de El Quetzalito  y al Consejo Nacional de Áreas Protegidas (Conap) por su  apoyo durante el periodo de estudio.

Referencias

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