Patella ferruginea

Proyecto Cero > Fases

1Estudio detallado de los aspectos fundamentales de la biología reproductora de Patella ferruginea.

Ejemplar juvenil de Patella ferruginea de aprox. 25 mm de talla, en las islas Chafarinas. Se observa la morfología característica de su concha, con un contorno estrellado y un patrón concéntrico de bandas claras y oscuras. Foto: J. Guallart.

Esta tarea es crucial para el desarrollo de todo el proyecto, ya que es la parte central del mismo. El éxito del proyecto y la posible aplicación de los datos obtenidos para el futuro seguimiento, recuperación y gestión de las poblaciones de Patella ferruginea dependen de esta tarea.
Completar el conocimiento sobre la biología reproductora de una especie en peligro es esencial para intentar un plan de recuperación. Por desgracia, este objetivo no siempre es posible, ya que las especies amenazadas suelen contar con poblaciones con un bajo número de efectivos y estos estudios requieren el sacrificio de un cierto número de individuos.
La gran ventaja que tenemos en este proyecto es que en el caso de P. ferruginea aún queda un excelente laboratorio natural en las islas Chafarinas, donde la población de Patella ferruginea todavía se encuentra en buen estado y, por tanto, es adecuada para llevar a cabo los experimentos que aquí se proponen, sin poner en riesgo la supervivencia de la población. La existencia de este último reducto de Patella ferruginea a lo largo de su distribución actual, nos proporciona una oportunidad única para llevar a cabo la parte central y principal de los estudios de reproducción necesarios para abordar un plan de recuperación.
Así, el objetivo principal de esta tarea será analizar todos los parámetros básicos de la biología reproductora de la especie, con el fin de protegerla, y desarrollar técnicas de cultivo. Si se tiene éxito, las técnicas de cultivo podrían ayudar a restablecer las poblaciones agotadas y mitigar los posibles efectos de un desastre ecológico.
Para alcanzar este objetivo, tendremos que observar y experimentar en la población natural de Chafarinas. También tendrán que capturarse algunos ejemplares para su traslado al laboratorio para desarrollar las pruebas y la cría controlada. Algunas de estas muestras también se utilizarán para análisis histológicos.
Durante dos de los tres años del proyecto, planeamos organizar dos o tres campañas al año. Estas campañas serán llevadas a cabo por un equipo de dos o tres personas y tendrá una duración de entre una y dos semanas. En cualquier caso, no se tomarán más de 60-100 muestras en total por año.

Las tareas se abordarán como se indica a continuación:

1.1.1 Captura y procesamiento básico de especímenes.

Colectores flotantes ensayados para la captación natural de juveniles de Patella ferruginea en las islas Chafarinas. Foto: P. Martín.

Objetivos: Caracterizar los estadios de maduración gonadal. Monitoreo del ciclo reproductor.
Descripción: Vamos a capturar y procesar un número limitado de ejemplares de la población natural de las islas Chafarinas. Se estima que será necesario capturar 60-100 ejemplares por año durante los dos primeros años del proyecto. Los ejemplares capturados serán procesados inicialmente en fresco, en las islas, antes de su fijación. El proceso consistirá en disección, observación macroscópica de las gónadas, analizando el estado reproductor, tomando registro fotográfico y biometría (medición, pesaje, etc.) A través de las observaciones de las muestras gonadales en vivo será posible observar espermatozoides, ovocitos y calcular su volumen fresco. También se compararán los datos de estado reproductores obtenidos in vivo utilizando el método de Wright y Lindberg (1979), tomar una muestra in vivo de las gónadas de los especímenes mediante punción con una jeringa.
Cronograma: durante el período reproductor, de agosto a diciembre, con una mayor intensidad de muestreo entre septiembre y noviembre.
Información adicional: Las muestras obtenidas se utilizarán también para estudiar otros aspectos como la morfología, la taxonomía, los alimentos y el contenido del estómago y los análisis moleculares.

Objetivos: Establecer la proporción de sexos de la población y la variabilidad en diferentes áreas. Identificación de los factores que determinan el cambio de sexo (hermafroditismo si se confirma) y la variación de la proporción de sexos en función del tamaño. Monitoreo del ciclo reproductor.
Descripción: Tenemos la intención de determinar el sexo y la etapa de maduración de las gónadas de los especímenes de toda la población por el método de Wright y Lindberg (1979). Esto debería permitir identificar el sexo y el estado reproductor de las muestras de diferentes zonas del archipiélago a lo largo de todo el período de maduración y desove de la especie (aproximadamente de septiembre a diciembre).
Cronograma: período reproductor, de agosto a diciembre, con una mayor intensidad de muestreo entre septiembre y noviembre.

Ejemplar adulto marcado para su seguimiento, en las islas Chafarinas. Foto: J. Guallart.

1.1.3 Marcaje de especímenes.

Objetivo: Determinar el modo de reproducción de la especie (hermafroditismo secuencial vs hermafroditismo alterno), el tiempo de maduración, el periodo de desove, los factores ambientales que afectan la variabilidad por áreas. Evaluación no letal mediante el método de determinación del sexo de Wright y Lindberg (1979).
Descripción:Vamos a marcar los especímenes con fines de seguimiento o monitoreo, mediante una técnica utilizada con éxito en los últimos años, que consiste en colocar etiquetas numeradas de colores sobre la concha de los individuos para identificarlos. Grupos de especímenes serán marcados en las diferentes áreas del archipiélago con diferentes características ambientales, en un total de 100-500 individuos. Mediante el control de estos ejemplares se obtendrá información sobre: presencia/ausencia, pérdida de la marca, tamaño, ubicación de la marca de fijación al sustrato en comparación con los registros anteriores, etc. Aplicando el método de Wright y Lindberg (1979), también se debe obtener una identificación del sexo de por lo menos una proporción representativa de individuos marcados.
Cronograma: El marcado inicial de las muestras tendrá que hacerse en las primeras campañas del proyecto. Después de eso, no hay ninguna planificación de tiempo específico y el objetivo será mantener un número representativo de individuos marcados para compensar la mortalidad y la pérdida de la marca. El seguimiento de los ejemplares marcados se llevará a cabo por lo menos tres veces al año (finales del invierno, verano y otoño) durante los tres años completos del proyecto.
Información adicional: tasa de crecimiento. Mortalidad natural. Fidelidad a la marca de fijación. Factores que influyen en el cambio de dicha marca. Tiempos de cambio preferencial de la marca. Toda esta información sobre la marca de fijación al sustrato podría ser de especial relevancia para la repoblación de juveniles procedentes de la acuicultura.

1.1.4 Pruebas para la colecta de semilla natural.

Juveniles de dos especies de lapa, Patella ferruginea (destacados con un círculo rojo) y P. rustica, fijados en los colectores flotantes instalados en las islas Chafarinas. Foto: I. Acevedo.

Objetivos: Evaluar la posibilidad de obtener semilla de Patella ferruginea de forma continua y suficiente para futuras reintroducciones. Determinación de las técnicas, materiales artificiales y áreas que producen los mejores resultados.
Descripción: Vamos a seleccionar, preparar e instalar los colectores para tratar de conseguir reclutas de Patella ferruginea, que se fijen de forma natural en el hábitat. Proponemos dos tipos básicos de colectores: sustratos establecidos en la costa, y estructuras en la columna de agua y cubiertas de los sistemas de boyas. En ambos casos, serán probados varios tipos de materiales y morfologías. Los colectores se instalarán en varias partes del archipiélago poco antes del inicio de la temporada de cría. El seguimiento de los colectores se realizará durante los meses siguientes (controlando la evolución de la cobertura epibionte y por la presencia de los juveniles de Patella ferruginea).
Cronograma: Colocación de los colectores: septiembre-octubre. Medir el éxito en el reclutamiento: marzo-abril.

1.1.5 Transporte de muestras.

Objetivos: Desarrollar técnicas para optimizar la supervivencia de los individuos durante el transporte.
Descripción: Preparación de muestras y transporte a los institutos de acuicultura.
Cronograma: Dependerá de las necesidades, pero sobre todo en dos períodos: a finales de invierno - principios de primavera, cuando se supone que se da una mayor capacidad de adaptación de los ejemplares, y al final del verano, cuando el sexo de los ejemplares a transportar se puede determinar mediante el método de Wright y Lindberg (1979).

Objetivos: Caracterizar los estadíos de madurez gonadal para cada sexo. Monitoreo del ciclo reproductor.
Descripción: El estudio histológico de las gónadas de los especímenes recolectados se llevará a cabo aplicando técnicas clásicas de histología.
Las estimaciones de la fecundidad.
Objetivos: Estimar el potencial fecundidad por espécimen y la variabilidad de la fertilidad dependiendo de varios factores (tamaño, peso de las muestras, etc.).
Descripción: Vamos a hacer el recuento de ovocitos maduros en submuestras de las gónadas de las hembras maduras.

Grupo de larvas pedivelígeres, nadadoras, unas 48 horas tras la fecundación. Nótese la presencia de una protoconcha bien desarrollada y la capacidad de las larvas de retraerse dentro de ella. Foto: J. Guallart.

1.2.2 Procesamiento de muestras de plancton.

Objetivos: Identificar y estudiar la distribución de los estadíos planctónicos de las larvas de Patella ferruginea. Evaluación del grado de la capacidad de dispersión natural de la especie. Cuantificar el tiempo de desove y de dispersión de las larvas, y la duración del desarrollo larvario en la naturaleza.
Descripción: Identificación y cuantificación de larvas de Patella ferruginea en muestras de plancton obtenidas en todo el archipiélago (ver 1.4).

Aspectos críticos: Trabajar con poblaciones naturales siempre tiene el riesgo de eventos impredecibles que pueden impedir la obtención de datos. Las malas condiciones meteorológicas, por ejemplo, podrían evitar la recolección de datos o incluso podrían cambiar la temporada de reproducción de la especie estudiada. Hemos tenido esto en cuenta y, por esta razón, hemos planificado el proyecto durante tres años, cuando en teoría dos años podrían ser suficientes. Con este plan de trabajo, podemos garantizar que vamos a obtener los datos necesarios y la información para extraer conclusiones sólidas.

Para llevar a cabo la repoblación de nuevos ejemplares en una población empobrecida, y hacerlo sin ningún tipo de consecuencias negativas, es absolutamente necesario abordar el estudio genético de las poblaciones existentes. Es de gran importancia obtener previamente datos sobre la diferenciación poblacional y los parámetros genéticos de las poblaciones tanto donantes como receptoras. La repoblación es siempre una tarea delicada y hay que hacerla con garantías para evitar la disrupción de los pools génicos adaptados localmente. Recientemente, fueron aislados marcadores altamente variables para Patella ferruginea. Esta es una herramienta adecuada para proporcionar los datos necesarios para establecer los parámetros genéticos de la población, que permitan cuantificar el flujo génico natural entre las poblaciones existentes, así como su diferenciación.

Así, los objetivos específicos de esta tarea serán los siguientes:

Objetivo: Cuantificar los parámetros genéticos, tales como el polimorfismo, heterozigosis, endogamia y señales de cuellos de botella.
Descripción: Alrededor de 20 muestras por población serán amplificadas y genotipadas para 11 microsatélites polimórficos. Las muestras procedentes de las islas Chafarinas serán las mismas que se sacrificaron para estudios histológicos. Para el resto de las poblaciones se tomarán muestras con métodos no destructivos (se tomará tejido linfático o un trozo pequeño de manto). Diferentes paquetes de software se utilizan para analizar los datos obtenidos (como GenPop, Genetix, Genalex o Arlequin).

Objetivo: Tener una idea clara del intercambio de larvas entre poblaciones y su grado de diferenciación, con el fin de establecer poblaciones donantes adecuadas, y las potenciales receptoras de juveniles adecuados para no romper los pools génicos adaptados a cada localidad.
Descripción: Utilizaremos los genotipos obtenidos en el análisis para establecer el grado de diferenciación de las poblaciones existentes de Patella ferruginea. Se utilizarán paquetes de software tales como Arlequin, Beast o Structure.
Nuestro equipo ya ha aislado y caracterizado los microsatélites que se utilizarán en esta tarea. El único problema con el que podríamos enfrentarnos sería no poder obtener muestras de todas las poblaciones actuales de interés de Patella ferruginea.