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Assessing metabolic changes in the Caribbean coral π˜–π˜³π˜£π˜ͺ𝘀𝘦𝘭𝘭𝘒 𝘧𝘒𝘷𝘦𝘰𝘭𝘒𝘡𝘒 during gametogenesis using the CISME (Community In Situ Metabolism) device

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Abstract
Scleractinian corals are heterotroph animals that also have symbiotic algae living in their tissues which makes it so that they can also be considered autotrophs. These symbionts can provide a large percentage of the organic molecules used by the corals for ATP generation through respiration. Rates of respiration integrate the energy requirements of all the metabolic pathways in an organism, therefore, making it a direct measure of many cellular functions. This project used the CISME to assess metabolic changes along the reproductive cycle of Orbicella faveolata, one of the most important reef building corals in the Caribbean. The CISME can make non-invasive measurements of respiration and photosynthesis of corals in situ (under ambient conditions). Water samples from the incubation period then allow the measurement of total alkalinity values and the calculation of calcification rates. After a pilot study, six large colonies were tagged and sampled (in quadruple) once a month throughout the gametogenic cycle (April to September) to evaluate metabolic changes. Obtained results indicate that both respiration and photosynthesis rates diminish throughout the stages of the reproductive cycle, possibly indicating an energy shift or translocation within the organism cells or due to a host-symbiont interaction. The energy translocation hypothesis is supported by lower calcification rates obtained by the end of the reproductive cycle, marking a probable transition from asexual to sexual reproduction. This study is the first to measure metabolic rates in situ in ambient conditions during the gametogenic process of a scleractinian coral.
Los corales escleractΓ­nidos son animales heterΓ³trofos que tambiΓ©n poseen algas simbiΓ³ticas viviendo en su tejido, lo que adicionalmente los hace ser considerados cΓ³mo autΓ³trofos. Estos simbiontes proveen un gran porcentaje de las molΓ©culas orgΓ‘nicas utilizadas por los corales para la formaciΓ³n de ATP a travΓ©s de la respiraciΓ³n. Las tasas de respiraciΓ³n integran los requerimientos energΓ©ticos de todos los caminos metabΓ³licos en un organismo, por ende, haciΓ©ndolas una medida directa de varias funciones celulares. Este proyecto utilizΓ³ el CISME para observar los cambios metabΓ³licos a lo largo del ciclo reproductivo de Orbicella faveolata, uno de los corales constructores de arrecifes mΓ‘s importantes en el Caribe. El CISME puede hacer medidas no invasivas de respiraciΓ³n y fotosΓ­ntesis de corales in situ (bajo condiciones ambientales). Muestras de agua del perΓ­odo de incubaciΓ³n permiten la posterior medida y cΓ‘lculo de alcalinidad total y tasas de calcificaciΓ³n respectivamente. Luego de un estudio piloto, seis colonias grandes fueron marcadas y muestreadas (con cuatro rΓ©plicas) una vez al mes a lo largo del perΓ­odo reproductivo (abril a septiembre) para evaluar cambios metabΓ³licos. Los resultados obtenidos indican que tanto la tasa de respiraciΓ³n cΓ³mo la de fotosΓ­ntesis disminuyen a lo largo del ciclo reproductivo, posiblemente indicando un cambio o una translocaciΓ³n de energΓ­a dentro de las cΓ©lulas del organismo o debido a una interacciΓ³n entre simbiontes. La hipΓ³tesis de esta translocaciΓ³n de energΓ­a es apoyada por la observaciΓ³n de tasas de calcificaciΓ³n bajas obtenidas al final del ciclo reproductivo, marcando una posible transiciΓ³n de reproducciΓ³n asexual a reproducciΓ³n sexual. Este estudio es el primero en medir tasas metabΓ³licas in situ en condiciones ambientales durante la gametogΓ©nesis de un coral escleractΓ­nido.
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Date
2023-12-12
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Keywords
Coral physiology, Sexual reproduction, Respiration, Photosynthesis, Calcification
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