Madracis auretenra (Scleractinia: Pocilloporidae): Testing our knowledge of systematics, biology and connectivity in the western North Atlantic

Abstract

The systematic biology of the Caribbean scleractinian coral Madracis auretenra Locke, Weil and Coates 2007 is presented. This includes a new species description and brief taxonomic history, an explanation for the name Madracis mirabilis (Duchassaing and Michelotti 1860), a biological and bibliographic revision of M. auretenra, and information on this coral’s genetic diversity and phylogeography in the greater Caribbean region. Madracis auretenra is described for a common, shallow-water, zooxanthellate coral, previously mis-identified as M. mirabilis. Madracis mirabilis is a subjective junior synonym for the deep-water species Madracis myriaster and according to the International Rules of Zoological Nomenclature, the name M. mirabilis cannot be used for another coral species. The problematic taxonomic history of this coral is presented as a perspective to explain what the binomen M. mirabilis refers to, in order to make this information easy to understand and accept by the community of coral researchers. To ensure earlier work on the species is recognized, a biological and bibliographic review of M. auretenra incorporates literature from more than 170 publications on the species, when it was incorrectly identified as M. asperula, M. mirabilis, or M. mirabilis sensu Wells 1973 during the years 1959-2008. Conspecificity with M. auretenra has been verified by authors of 97 M. mirabilis publications; unverified studies are noted. The review includes an extensive description of M. auretenra with new information on colony branch diameter and information on the distribution, ecology, physiology, molecular and experimental research of this common Caribbean species. To inform conservation management of Bermuda’s geographically isolated high latitude reef system, assessments of genetic diversity and connectivity were made for the hermaphroditic, brooding coral M. auretenra. Patterns of genetic structure and evolutionary history for the coral in Bermuda, the Florida Keys and Puerto Rico are elucidated using the nuclear intron SRP54. Twenty distinct nDNA haplotypes were determined from a trimmed alignment of 219 bp. Nucleotide and haplotypic diversity in Bermuda exceeded that of Florida and Puerto Rico, suggesting the island could be a coral refugium. Significant population structure was suggested to exist between Bermuda, Florida and Puerto Rico (Fst = 0.153, p < 0.001; Fct = 0.141, p < 0.05). However, a shared historical connection between regions is evident in phylogenetic reconstructions. Distinct SRP54 haplotypes for Bermuda and Puerto Rico support the recent division of these populations. Geographically shared phylogenetic clades for some Bermuda and Florida haplotypes indicate that geographic isolation my be broken periodically by gene flow to Bermuda from Florida via dispersal of coral planulae or settled, rafted individuals caught in Gulf Stream cyclonic eddies. This rare dispersal is predicted to occur too infrequently to sustain Bermuda coral populations indicating that conservation efforts of Bermudian coral species should be focused locally.

Se presenta la biología sistemática del coral escleratinido Madracis auretenra Locke, Weil y Coates 2007 del Caribe. Se incluye además la descripción de una nueva especie, una breve historia taxonómica, la explicación para el nuevo nombre y la invalidez de Madracis mirabilis (Duchassaing and Michelotti 1860), una revisión biológica y bibliográfica de M. auretenra e información sobre la diversidad genética y filogeografía en la región del Caribe. Madracis auretenra es un coral zooxantelado común de aguas llanas y profundidades intermedias, incorrectamente identificado previamente como Madracis mirabilis. Madracis mirabilis es un sinónimo subjetivo menor para la especie de aguas profundas Madracis myriaster y que de acuerdo con las Reglas internacionales de nomenclatura zoológica, este nombre no puede ser usado para otra especie de coral. La problemática historia taxonómica de este coral es presentada desde la perspectiva de explicar que sugiere el nombre binomial M. mirabilis, con la intensión de que esta información sea fácil de entender y aceptar por la comunidad de investigadores. Para asegurar que trabajos previos de la especie sean reconocidos, una revisión biológica y bibliográfica de M. auretenra incorpora literatura de más de 170 publicaciones de la especie de cuando era incorrectamente identificada como M. asperula, M. mirabilis, o M. mirabilis sensu Wells (1973) entre los años 1959-2008. La conspecificidad con M. auretenra ha sido verificada por 97 autores de publicaciones sobre M. mirabilis; estudios sin verificación taxonómica son señalados. La revisión incluye una descripción extensa de M. auretenra con información nueva del diámetro de las ramas coloniales e información sobre la distribución, ecología, fisiología, estudios moleculares y experimentales de esta especie común para el Caribe. Para mejorar el manejo y conservación de los arrecifes de latitudes altas y geográficamente semi-aislados de Bermuda, se hizo una evaluación de la diversidad genética y la conectividad para el coral hermafrodita y planulador M. auretenra. Patrones de estructura genética e historia evolutiva son clarificados para el coral en Bermuda, los Cayos de la Florida y Puerto Rico usando el intrón nuclear SRP54. Veinte haplotipos distintos de nDNA fueron caracterizados usando alineamientos recortados de 219 pb. La diversidad de nucleótidos y haplotipos en Bermuda excede la observada en la Florida y Puerto Rico, sugiriendo a la isla como un refugio coralino. Se sugiere también que existe una estructura poblacional significativa entre Bermuda, Florida y Puerto Rico (Fst = 0.153, p < 0.001; Fct = 0.141, p < 0.05). Sin embargo una conexión histórica es evidente en la reconstrucción filogenética. Haplotipos SRP54 distintivos para Bermuda y Puerto Rico afirman la división reciente de estas poblaciones. Clados filogenéticos geográficamente compartidos por algunos haplotipos de Bermuda y Florida, indican que el aislamiento geográfico puede ser interrumpido periódicamente por el flujo de genes a Bermuda de la Florida a través de la dispersión de plánulas coralinas, establecidas o atrapadas en giros a mesoescala ciclónicas de la corriente del golfo. Esta dispersión infrecuente se prevee que ocurra muy infrecuentemente para mantener las poblaciones coralinas de Bermuda, indicando que los esfuerzos de conservación de los corales de Bermuda deben enfocarse localmente.