Spatial distribution of Benthic Foraminifera in La Parguera, Puerto Rico: applying geostatistics and morphometrics for potential bio monitoring

Abstract

Since 1960, benthic foraminifera have been used as bio-indicators of temporal and spatial anthropogenic impacts (i.e. heavy metal pollution, sewage disposal, etc.) in coastal ecosystems. However, knowledge about their diversity, spatial distribution and morphological responses across coastal landscapes in the Caribbean lags behind. Yet, spatial structure of the richness and abundance of benthic foraminifera could provide information about potential disturbances and the conservation status of the ecosystems. Moreover, it could serve as background information for further trophic web studies in marine ecosystems. In addition, morphological variations of the benthic foraminifera could serve as a potential index for indicating different gradients of turmoil (i.e. anthropogenic activities). In an effort to increase our knowledge of the diversity, spatial distribution and morphological variations of benthic foraminifera, 60 sediment samples of 60mL from different islets in La Parguera, Puerto Rico were manually collected. Once in the laboratory, samples were stained in Rose Bengal to quantify dead and live foraminiferal assemblages. Afterwards, the spatial distribution was analyzed using geostatistical techniques and morphological changes were analyzed using geometric morphometric techniques. In general, the spatial distribution of benthic foraminifera in La Parguera showed a clear difference between the islets. Plus, the spatial distribution of the community parameters (i.e. abundance and species richness) was different between dead and live foraminiferal assemblages. In addition, the benthic foraminifera Bolivina lowmani showed a morphological response to the percentage of mud in the sediment. Based on these results, we conclude, that spatial distribution data and morphological variations of a species group (i.e., foraminifera) provides real reference data and base knowledge for monitoring the relative ecosystem changes throughout time. The level of resolution provided by benthic foraminifera can better support conservation efforts.

Desde el 1960, los foraminíferos bénticos han sido utilizados como bio-indicadores de diferentes tipos de impactos antropogénicos en los ecosistemas costeros. Sin embargo, se sabe poco acerca de su diversidad, distribución espacial y cambios morfológicos, a través de los ecosistemas costeros del Caribe. Por otro lado, la estructura espacial de la diversidad y la abundancia de los foraminíferos bénticos podría proporcionar información sobre posibles impactos antropogénicos, el estado de conservación del ecosistema, además de servir como trasfondo informativo para futuras investigaciones sobre las redes tróficas en ecosistemas marinos. En adición, las variaciones morfológicas de los foraminíferos bénticos a través de un ecosistema podrían servir como índice para señalar diferentes gradientes de disturbios (es decir, actividades antropogénicas). Por lo tanto, en un esfuerzo por aumentar nuestro conocimiento sobre la diversidad, la distribución espacial y las variaciones morfológicas de los foraminíferos bénticos en el Caribe, se recolectaron 60 muestras de sedimento de diferentes áreas en La Parguera, Puerto Rico. Una vez en el laboratorio, las muestras fueron teñidas con Rosa de Bengala para cuantificar los foraminíferos muertos y vivos. En general, la distribución espacial de los parámetros de comunidad de los foraminíferos bénticos en La Parguera, Puerto Rico mostró una clara diferencia entre los cayos y entre los conjuntos muertos y vivos. En adición, el foramínifero béntico, Bolivina lowmani, mostró variaciones morfológicas a partir de diferentes porcentajes de lodo en el sedimento. Por lo tanto, datos sobre el análisis espacial y variaciones morfológicas de un grupo de especies (es decir, foraminíferos) proporciona datos de referencia para monitorear cambios en el ecosistema a través del tiempo. Este nivel de resolución puede apoyar mejor los esfuerzos de conservación.