Published November 1, 2023
| Version v1
Publication
Open
Does depth divide? Variable genetic connectivity patterns among shallow and mesophotic <i>Montastraea cavernosa</i> coral populations across the Gulf of Mexico and western Caribbean
Creators
- 1. Harbor Branch Oceanographic Institute
- 2. Florida Atlantic University
- 3. University of Miami
- 4. NOAA Atlantic Oceanographic and Meteorological Laboratories
- 5. Universidad Nacional Autónoma de México
- 6. Texas A&M University – Corpus Christi
- 7. Consejo Nacional de Humanidades, Ciencias y Tecnologías
- 8. University of Havana
- 9. Centro Nacional de Investigaciones Científicas
Description
Despite general declines in coral reef ecosystems in the tropical western Atlantic, some reefs, including mesophotic reefs (30-150 m), are hypothesized to function as coral refugia due to their relative isolation from anthropogenic stressors. Understanding the connectivity dynamics among these putative refugia and more degraded reefs is critical to develop effective management strategies that promote coral metapopulation persistence and recovery. This study presents a geographically broad assessment of shallow (<30 m) and mesophotic (>30 m) connectivity dynamics of the depth-generalist coral species Montastraea cavernosa. Over 750 coral genets were collected across the Northwest and Southern Gulf of Mexico, Florida, Cuba, and Belize, and ~5000 SNP loci were generated to quantify high-resolution genetic structure and connectivity among these populations. Generally, shallow and mesophotic populations demonstrated higher connectivity to distant populations within the same depth zone than to adjacent populations across depth zones. However, exceptions to this pattern include the Northwest Gulf of Mexico and the Florida Keys which exhibited relatively high vertical genetic connectivity. Furthermore, estimates of recent gene flow emphasize that mesophotic M. cavernosa populations are not significant sources for their local shallow counterparts, except for the Northwest Gulf of Mexico populations. Location-based differences in vertical connectivity are likely a result of diverse oceanographic and environmental conditions that may drive variation in gene flow and depth-dependent selection. These results highlight the need to evaluate connectivity dynamics and refugia potential of mesophotic coral species on a population-by-population basis and to identify stepping-stone populations that warrant incorporation in future international management approaches.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
على الرغم من الانخفاضات العامة في النظم الإيكولوجية للشعاب المرجانية في غرب المحيط الأطلسي الاستوائي، فمن المفترض أن تعمل بعض الشعاب المرجانية، بما في ذلك الشعاب المرجانية المتوسطة (30-150 م)، كملجأ مرجاني بسبب عزلتها النسبية عن الضغوطات البشرية. يعد فهم ديناميكيات الاتصال بين هذه الملاجئ المفترضة والشعاب المرجانية الأكثر تدهورًا أمرًا بالغ الأهمية لتطوير استراتيجيات إدارة فعالة تعزز استمرار وانتعاش سكان الشعاب المرجانية. تقدم هذه الدراسة تقييمًا واسعًا جغرافيًا لديناميكيات الاتصال الضحلة (<30 مترًا) والمتوسطة (>30 مترًا) لأنواع الشعاب المرجانية العامة العمق Montastraea cavernosa. تم جمع أكثر من 750 جينًا مرجانيًا عبر شمال غرب وجنوب خليج المكسيك وفلوريدا وكوبا وبليز، وتم إنشاء حوالي5000 موقع SNP لتحديد البنية الوراثية عالية الدقة والاتصال بين هؤلاء السكان. بشكل عام، أظهرت التجمعات السكانية الضحلة والمتوسطة ارتباطا أعلى بالتجمعات السكانية البعيدة داخل نفس منطقة العمق مقارنة بالتجمعات السكانية المجاورة عبر مناطق العمق. ومع ذلك، تشمل الاستثناءات لهذا النمط شمال غرب خليج المكسيك وفلوريدا كيز التي أظهرت اتصالًا وراثيًا رأسيًا مرتفعًا نسبيًا. علاوة على ذلك، تؤكد تقديرات تدفق الجينات الأخير أن تجمعات Mesophotic M. cavernosa ليست مصادر مهمة لنظيراتها الضحلة المحلية، باستثناء سكان شمال غرب خليج المكسيك. من المحتمل أن تكون الاختلافات القائمة على الموقع في الاتصال الرأسي نتيجة للظروف الأوقيانوغرافية والبيئية المتنوعة التي قد تؤدي إلى اختلاف في تدفق الجينات والاختيار المعتمد على العمق. تسلط هذه النتائج الضوء على الحاجة إلى تقييم ديناميكيات الاتصال وإمكانات الملاجئ لأنواع الشعاب المرجانية المتوسطة على أساس كل مجموعة سكانية على حدة وتحديد مجموعات نقاط الانطلاق التي تستدعي الإدماج في مناهج الإدارة الدولية المستقبلية.Translated Description (French)
Malgré le déclin général des écosystèmes de récifs coralliens dans l'Atlantique occidental tropical, certains récifs, y compris les récifs mésophotiques (30-150 m), sont supposés fonctionner comme des refuges de corail en raison de leur isolement relatif des facteurs de stress anthropiques. Comprendre la dynamique de connectivité entre ces refuges présumés et les récifs plus dégradés est essentiel pour développer des stratégies de gestion efficaces qui favorisent la persistance et le rétablissement de la métapopulation corallienne. Cette étude présente une évaluation géographiquement large de la dynamique de connectivité peu profonde (<30 m) et mésophotique (>30 m) de l'espèce de corail généraliste de profondeur Montastraea cavernosa. Plus de 750 génets de corail ont été collectés dans le nord-ouest et le sud du golfe du Mexique, en Floride, à Cuba et au Belize, et ~5000 locus SNP ont été générés pour quantifier la structure génétique à haute résolution et la connectivité entre ces populations. En général, les populations peu profondes et mésophotiques ont démontré une connectivité plus élevée avec les populations éloignées dans la même zone de profondeur qu'avec les populations adjacentes dans les zones de profondeur. Cependant, les exceptions à ce modèle comprennent le nord-ouest du golfe du Mexique et les Keys de Floride qui présentaient une connectivité génétique verticale relativement élevée. De plus, les estimations du flux génétique récent soulignent que les populations mésophotiques de M. cavernosa ne sont pas des sources significatives pour leurs homologues locales peu profondes, à l'exception des populations du nord-ouest du golfe du Mexique. Les différences de connectivité verticale basées sur la localisation sont probablement le résultat de diverses conditions océanographiques et environnementales qui peuvent entraîner une variation du flux de gènes et une sélection dépendante de la profondeur. Ces résultats soulignent la nécessité d'évaluer la dynamique de connectivité et le potentiel de refuges des espèces coralliennes mésophotiques sur une base population par population et d'identifier les populations de tremplins qui méritent d'être incorporées dans les futures approches de gestion internationales.Translated Description (Spanish)
A pesar de la disminución general de los ecosistemas de arrecifes de coral en el Atlántico occidental tropical, se supone que algunos arrecifes, incluidos los arrecifes mesofóticos (30-150 m), funcionan como refugios de coral debido a su relativo aislamiento de los factores estresantes antropogénicos. Comprender la dinámica de conectividad entre estos supuestos refugios y los arrecifes más degradados es fundamental para desarrollar estrategias de manejo efectivas que promuevan la persistencia y recuperación de la metapoblación de coral. Este estudio presenta una evaluación geográficamente amplia de la dinámica de conectividad poco profunda (<30 m) y mesofótica (>30 m) de la especie de coral generalista de profundidad Montastraea cavernosa. Se recolectaron más de 750 genetas de coral en el noroeste y el sur del Golfo de México, Florida, Cuba y Belice, y se generaron ~5000 loci de SNP para cuantificar la estructura genética de alta resolución y la conectividad entre estas poblaciones. En general, las poblaciones poco profundas y mesofóticas demostraron una mayor conectividad con poblaciones distantes dentro de la misma zona de profundidad que con poblaciones adyacentes a través de zonas de profundidad. Sin embargo, las excepciones a este patrón incluyen el noroeste del Golfo de México y los Cayos de Florida, que exhibieron una conectividad genética vertical relativamente alta. Además, las estimaciones del flujo génico reciente enfatizan que las poblaciones mesofóticas de M. cavernosa no son fuentes significativas para sus contrapartes locales poco profundas, a excepción de las poblaciones del noroeste del Golfo de México. Las diferencias basadas en la ubicación en la conectividad vertical son probablemente el resultado de diversas condiciones oceanográficas y ambientales que pueden impulsar la variación en el flujo de genes y la selección dependiente de la profundidad. Estos resultados resaltan la necesidad de evaluar la dinámica de conectividad y el potencial de refugio de las especies de coral mesofótico población por población e identificar poblaciones escalonadas que justifiquen la incorporación en futuros enfoques de gestión internacional.Files
ece3.10622.pdf
Files
(16.0 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:76370161fb93390647f78e811351cedf
|
16.0 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- هل ينقسم العمق ؟ أنماط الاتصال الوراثية المتغيرة بين مجموعات مرجانية <i>كهفية ضحلة</i> ومتوسطة في مونتاستريا عبر خليج المكسيك وغرب البحر الكاريبي
- Translated title (French)
- La profondeur se divise-t-elle ? Modèles de connectivité génétique variables parmi les populations de coraux peu profonds et mésophotiques de <i>Montastraea cavernosa</i> dans le golfe du Mexique et les Caraïbes occidentales
- Translated title (Spanish)
- ¿Se divide la profundidad? Patrones de conectividad genética variables entre poblaciones de coral <i>Montastraea cavernosa</i> poco profundas y mesofóticas en el Golfo de México y el Caribe occidental
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4388488882
- DOI
- 10.1002/ece3.10622
References
- https://openalex.org/W1009973890
- https://openalex.org/W1835981228
- https://openalex.org/W1980588734
- https://openalex.org/W1990477875
- https://openalex.org/W2015185985
- https://openalex.org/W2016603972
- https://openalex.org/W2024763652
- https://openalex.org/W2033306004
- https://openalex.org/W2044491518
- https://openalex.org/W2047295906
- https://openalex.org/W2053432197
- https://openalex.org/W2054974764
- https://openalex.org/W2055007666
- https://openalex.org/W2056686548
- https://openalex.org/W2074351284
- https://openalex.org/W2092769193
- https://openalex.org/W2105327193
- https://openalex.org/W2107507007
- https://openalex.org/W2113188354
- https://openalex.org/W2114512517
- https://openalex.org/W2118691531
- https://openalex.org/W2129034036
- https://openalex.org/W2132137827
- https://openalex.org/W2138099841
- https://openalex.org/W2145491782
- https://openalex.org/W2150724621
- https://openalex.org/W2150850312
- https://openalex.org/W2156581009
- https://openalex.org/W2165469692
- https://openalex.org/W2170551349
- https://openalex.org/W2171730627
- https://openalex.org/W2178140341
- https://openalex.org/W2256193935
- https://openalex.org/W2276706957
- https://openalex.org/W2309017480
- https://openalex.org/W2332126026
- https://openalex.org/W2518328369
- https://openalex.org/W2519533729
- https://openalex.org/W2563800406
- https://openalex.org/W2568801417
- https://openalex.org/W2579911480
- https://openalex.org/W2588640296
- https://openalex.org/W2663426983
- https://openalex.org/W2745970211
- https://openalex.org/W2755257103
- https://openalex.org/W2761344910
- https://openalex.org/W2768943968
- https://openalex.org/W2769483327
- https://openalex.org/W2779441842
- https://openalex.org/W2791009060
- https://openalex.org/W2801613697
- https://openalex.org/W2807862534
- https://openalex.org/W2872818622
- https://openalex.org/W2884904564
- https://openalex.org/W2889278616
- https://openalex.org/W2894785249
- https://openalex.org/W2908398528
- https://openalex.org/W2944366902
- https://openalex.org/W2945323010
- https://openalex.org/W2946309892
- https://openalex.org/W2946380197
- https://openalex.org/W2972518851
- https://openalex.org/W2995602361
- https://openalex.org/W3015619668
- https://openalex.org/W3022194885
- https://openalex.org/W3026677029
- https://openalex.org/W3030523065
- https://openalex.org/W3038811069
- https://openalex.org/W3088858387
- https://openalex.org/W3095481745
- https://openalex.org/W3155253169
- https://openalex.org/W3184650026
- https://openalex.org/W3197150383
- https://openalex.org/W3201491750
- https://openalex.org/W4220913655
- https://openalex.org/W4232940962
- https://openalex.org/W4244046791
- https://openalex.org/W4280534031