Resumen de Tropical corals under climate change: unravelling ecological insight from varying methodological strategies

Laura Rodríguez García

• español

  Los arrecifes de coral tropicales son uno de los ecosistemas más diversos del planeta. Sin embargo, sus principales componentes estructurales, es decir, los corales (escleractinios e hidrocorales), se encuentran amenazados por el cambio climático y las perturbaciones locales. El cambio climático está alterando la distribución de los corales en todo el mundo; las predicciones sobre la idoneidad del hábitat de los corales, basadas en los escenarios climáticos del IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change), pueden ayudar a detectar tempranamente las posibles contracciones y expansiones futuras en sus áreas de distribución. Esta tesis pretende predecir estos cambios. Para lograr este objetivo, se exploraron los principales factores ambientales que rigen la distribución de los corales. Se utilizaron, también, técnicas de modelización como son los "Modelos de Distribución de Especies" (SDM) para predecir la idoneidad del hábitat actual y futuro de los corales. Sin embargo, los escenarios climáticos futuros suelen representar condiciones que no existen en la actualidad, requiriendo extrapolaciones inciertas. Los corales suelen vivir cerca de sus umbrales superiores de tolerancia térmica y sus curvas de respuesta suelen están truncadas; por lo tanto, la detección de un potencial declive en su hábitat futuro supone un reto. En esta tesis, se propone un nuevo método híbrido que integra la respuesta fisiológica de un hidrocoral frente a un rango completo de temperaturas (tanto actuales como futuras) incluyendo valores letales inferiores (frio) y superiores (calor), como una variable más dentro de en un modelo correlativo (SDM). El modelo híbrido elimina la incertidumbre de las extrapolaciones y permite realizar predicciones robustas, detectando reducciones futuras en la idoneidad del hábitat de los corales, no detectadas por los métodos clásicos. Además, esta tesis explora los posibles cambios futuros en la riqueza, diversidad filogenética y variabilidad filogenética de las especies de las comunidades de coral del Atlántico. Esta información es clave para seleccionar las áreas y especies más importantes con fines de conservación. Por último, esta tesis resuelve las relaciones genéticas de un hidrocoral y sus simbiontes a ambos lados del Atlántico. Los resultados demostraron un desajuste genético entre el coral (hospedador) y sus simbiontes, lo que explica una estrategia de adaptación al cambio climático mediante la adquisición de nuevos simbiontes a través del medio, o mediante la reorganización de su densidad interna de simbiontes en función de las condiciones ambientales. En conclusión, esta tesis contribuye a un conocimiento integrador, basado en diferentes enfoques metodológicos, para explorar las respuestas ecológicas más relevantes de los corales tropicales bajo distintos escenarios de cambio climático.

• English

  Tropical coral reefs are one of the most diverse ecosystems on Earth. However, their main structural components, i.e. corals (scleractinian and hydrocorals), are highly threaten by climate change and local perturbations. Climate change is altering corals distributions worldwide, and predictions of corals habitat suitability, based on the IPCC climatic scenarios, can help to early detect range contractions and expansions. This thesis aims to predict these potential distributional changes. To accomplish this goal, the main environmental factors driving corals distribution are explored. Then, modelling techniques as ‘Species Distribution Models’ are used to predict current and future corals habitat suitability. However, future climatic scenarios usually represent conditions that do not exist in the current world, and extrapolations are needed. Corals currently live close to their upper thermal tolerance thresholds, and their response curves are truncated; thus, the detection of their future habitat decline is a challenge.

  In this thesis, a new Hybrid method, integrating the complete physiological response of a hydrocoral into a correlative model, is proposed. The hybrid model eliminates the uncertainty of extrapolations and allows robust predictions, detecting future corals habitat suitability declines, undetected by classical methods. Additionally, this thesis explores potential future changes in the richness, phylogenetic diversity and phylogenetic species variability of Atlantic coral communities; this information is key to select the most important areas and species for conservation purposes. Lastly, this thesis resolves the genetic relationships of a hydrocoral and its symbionts on both sides of the Atlantic. Results demonstrated a genetic mismatch between the coral host and their symbionts, which clears up an adaptation strategy to climate change by acquiring new symbionts from the environment, or by shuffling their internal symbionts density depending on environmental conditions. In conclusion, this thesis contributes to an integrative knowledge, based on different methodological approaches, to explore the most relevant ecological responses of tropical corals under climate change scenarios