• No results found

light sensitivity or response to Millepora complanata metabolites

in color among Ramicrusta sp. remains uncertain. 

Ramicrusta  sp.  may  be  affected  by  its  accessibility  to  light.  The  alga  is  purple  on  the  underside of overgrown rubble pieces, while the alga 

!"# $%&'()# $'# *+)# ,!(+*# )-.$")/# "!/)# $0# $1)%(%$2'#

%344,)5#6+)#7$'*%&7*!$'#$%#)-.&'"!$'#$0#7+,$%$.,&"*"#

has  been  correlated  with  response  to  light  stress  89!)0)%#:;<=>?#2+!7+#@&A#&77$3'*#0$%#*+)#&,(&#7$,$%#

change  as  the  chloroplast  change  (Nugues  et  al. 

BCCD>5# Ramicrusta  sp.  color  may  be  dependent  on  the amount of available light for the alga to use.

It is important to study Ramicrusta sp. since it is  causing coral death in Lac Bay. A better understanding  of the alga’s ecology could lead to control of the alga  in  the  future. This  research  will  determine  if  there  is  a  difference  in  color  of  Ramicrusta  sp.  among 

*+%))#7$%&,#".)7!)"#&'/#)-&@!')"#0&7*$%"#*+&*#@&A#4)#

causing the changes. The main objectives are:

:>#6$# /)*)%@!')# *+)#.)%7)'*#$0# 7$,$'!)"#$0#M. 

complanata, M. annularis and P. astreoides that are  greater than 80% purple, a gradient between purple  and  orange,  or  greater  than  80%  orange  to  assess  the relationship of Ramicrusta sp. color and species  4)!'(#$1)%(%$2'#!'#*+)#E),/5

B>#F)*)%@!')#!0#7$,$%#7+&'()#!'#Ramicrusta sp. 

7&'# 4)# !'/37)/# !'# *+)# E),/# 4A# 7+&'(!'(# )-.$"3%)#

level of sunlight. 

=>#F)*)%@!')#!0#7$,$%#7+&'()#$0#Ramicrusta sp. 

can  be  induced  in  the  lab  using  the  water­soluble  metabolites of M. complanata metabolites.

Materials and methods

Lac  Bay  is  located  on  the  southwestern  side  of  Bonaire in the Caribbean Sea. The reef crest is along  the  border  of  the  bay  and  the  open  sea,  creating  a  reef  barrier  between  the  incoming  waves  and  the  shore.  Along  the  reef  crest,  there  are  patches  of  coral growth that stretch inland towards the shores. 

In  these  patches  were  where  the  Ramicrusta  sp. 

overgrowth  was  most  noticeable  and  where  the  study was conducted. 

To  determine  if  Ramicrusta  sp.  color  was  /).)'/)'*# $'# 7$%&,# ".)7!)"?# :=# *%&'")7*"# 2)%)#

conducted and analyzed to determine if the color of  Ramicrusta#".5#!"#/!00)%)'*#$'#=#".)7!)"#$0#7$%&,#*+&*#

are being overgrown: M. complanata, M. annularis  and  P.  astreoides  (H1>.  GPS  points  were  selected  3"!'(#G$$(,)#H&%*+#0$%#*+)#E),/#"3%1)A#$0#*+)#7$,$%"#

of  Ramicrusta  sp.  on  the  different  coral  species  8I!(5:>5#6%&'")7*"#+&/#*$#4)#&*#,)&"*#BC#@#,$'(#&'/#

ran southeast towards reef crest from the GPS point. 

If the corals had Ramicrusta sp. overgrowth present,  the color of the Ramicrusta ".5#2$3,/#4)#7,&""!E)/#

$%&'()# 8JKCL# $%&'()>?# (%&/!)'*# 84)*2))'# KCL#

$%&'()# &'/# KCL# .3%.,)># &'/# .3%.,)# 8JKCL>5# M'#

&'&,A"!"#$0#1&%!&'7)#8MNOPM?#QRC5CS>#2&"#3")/#*$#

7$@.&%)#*+)#.%$.$%*!$'"#$0#7$,$%#&@$'(#*+)#=#7$%&,#

species.

To  determine  if  Ramicrusta  sp.  color  was  affected  by  light,  12  pieces  of  rubble  overgrown  with  Ramicrusta  sp.  were  chosen  from  a  rubble  patch.  All  rubble  pieces  had  to  have  an  orange 

*$."!/)# &'/# .3%.,)# 3'/)%"!/)5# T!-# %&'/$@# %344,)#

.!)7)"# 2)%)# "),)7*)/# &'/# /)"!('&*)/# *$# 4)# U!..)/#

.3%.,)#"!/)#3.#8I!(5#B>5#6+)#%)@&!'!'(#%344,)#2)%)#

placed orange side up. The rubble pieces were zip  tied to scuba weights to prevent movement of rubble  8I!(5#B>5#V344,)#.!)7)"#2)%)#.,&7)/#$'#&#"&'/#.&*7+#

')&%#*+)#%))0#&'/#%)@&!')/#!'#*+)#E),/#0$%#B#2))W"5#

Each  week  the  rubble  was  visited  to  inspect  for  7$,$%#7+&'()5#X*#2&"#+A.$*+)"!Y)/#*+&*#!0#*+)#U!..)/#

rubble does not change, then the color change is not 

&00)7*)/#4A#7+&'(!'(#"3',!(+*#)-.$"3%)5

6$# E'/# $3*# !0# Ramicrusta  sp.  was  affected  by  M.  complanata  metabolites  (H=># .,&"*!7# 4&("# 2)%)#

placed  over  the  M.  complanata  for  2  hours  as  to  collect  the  metabolites  in  the  water  surrounding  the M. complanata colony. Twelve pieces of rubble  with  Ramicrusta  sp.  overgrowth  were  collected  and  separated  into  three  groups.  One  group  was 

!@@)%")/#!'#(,&""#4$2,"#E,,)/#2!*+#2&*)%#7$,,)7*)/#

from  M.  complanata  with  no  dilution.  The  other  group  was  immersed  in  a  50%  dilution  of  the  collected water. The remaining group was immersed  in regular seawater collected at the same site. Bowls  2)%)#E,,)/#2!*+#&#@!'!@3@#$0#DCC#@Z#$0#")&2&*)%?#

covered and maintained in the lab for 10 d. 

All data was collected over 5 wk period from  early  October  through  early  November  2010.  To  analyze  Ramicrusta  sp.  color  on  coral  species,  ANOVA  was  used  to  compare  the  differences  in 

*+)#@)&'"5#X0#*+)#MNOPM#2&"#"!('!E7&'*?#63W)A["#

\ZTF# *)"*# 2&"# 3")/# *$# /)*)%@!')# *+)# ".)7!E7#

differences of the means between each coral species. 

! Fig. 1#X@&()#$0#"*3/A#"!*)#&'/#:=#*%&'")7*"#$'#Z&7# 

]&A?#]$'&!%)#8G$$(,)#H&%*+#BC:C>

<D

To analyze Ramicrusta sp. color change to sunlight 

!"#$%&'!()(*+$,*)-.!/(*,*!%*(+)%(&%!/(*$(/!*!'0-1!(

*2!(3)'-)14!($5(*2!(0!)1%(6!*+!!1(7-##!/()1/(1$1, 7-##!/('&66.!(#-!4!%8(92!()1).:%-%($5(*2!(0!)1%($5(

Ramicrusta sp. color change in the presence of M. 

complanata  metabolites  used  an  ANOVA.  If  the 

;<=>;(*!%*(+)%(%-?1-@4)1*A(9&B!:C%(DEFG(*!%*(+)%(

#!'5$'0!/( *$( /!*!'0-1!( *2!( %#!4-@4( /-55!'!14!%( -1(

the means between metabolites concentrations. 

Results

Field observations

;(*$*).($5(HIJ(4$').(4$.$1-!%(+!'!($6%!'3!/8(=5(*2!(

total  colonies  observed  546  were  M.  complanata,  KI( M.  annularisA( )1/( ILK( P.  astreoides.  Purple  Ramicrusta sp. overgrowth was observed most on M. 

complanata(4$.$1-!%(MHN8OPQA(+2!'!)%(?')/-!1*()1/(

$')1?!($3!'?'$+*2()**'-6&*!/(5$'($1.:(K8RP(MS-?8(IQ8(

There were a few cases of orange alga overgrowth  on M. complanata, but it was commonly observed  on  dead  or  bleaching  M.  complanata  colonies  and  alga growth had completely overgrown the colony. 

=5( *2!( KI( M.  annularis  colonies  observed  86.0%  had  orange  Ramicrusta  sp.  overgrowth,  )1/( $1.:( T8IP( +!'!( $6%!'3!/( *$( 2)3!( #&'#.!( ).?)(

$3!'?'$+*2( MS-?8( IQ8( Ramicrusta  sp.  overgrowth  normally occurred in the crevasses located at the top  of the colony. Purple Ramicrusta sp. growth on M. 

annularis was commonly observed in the shade of  the  colony  at  the  base  or  in  the  crevasses.  No  M. 

annularis colonies were observed to be completely  overgrown. 

Total  observed  P.  astreoides  colonies  were  similar  to  M.  annularis  in  that  orange  Ramicrusta  sp.  overgrowth  was  observed  more  frequently.  P. 

astreoides  with  orange  colored  alga  overgrowth  attributed for 86.5% of the total colonies observed  MS-?8(IQ8(=1.:(N8LP($5(*$*).($6%!'3!/(P. astreoides  was found to have purple colored overgrowth. Purple  and gradient alga overgrowth on P. astreoides was  observed in areas with less availability to light.  

  The  majority  of  purple  Ramicrusta  sp. 

overgrowth  occurred  on  M.  complanata,  while  orange  overgrowth  occurred  on  M.  annularis  and  P. asteroides8(;1(;<=>;(*!%*(MU(V(L8LWQ(4$1@'0!/(

*2!'!( +)%( )( %-?1-@4)1*( '!.)*-$1%2-#( 6!*+!!1( 4$').(

species and color of Ramicrusta sp. overgrowth (p < 

L8LLNQ8((S&'*2!'0$'!A(9&B!:C%(DEFG(*!%*(-1/-4)*!/(

that the proportion of purple colonies was higher for  M. complanata than M. annularis and P. astreoides  M#(V(L8LLOQ8

Field experiment

;( @!./( !"#!'-0!1*( +)%( 4$1/&4*!/( -1( E)4( X):( $1(

12  rubble  pieces  with  Ramicrusta  sp.  overgrowth  to  determine  its  '!)4*-$1( *$( .-?2*( !"#$%&'!8( =5( *2!(

6  Ramicrusta  sp.( #-!4!%( *2)*( +!'!( 7-##!/( #&'#.!(

side  up,  5  showed  purple  to  orange  color  change. 

92!($*2!'(R('&66.!(#-!4!%(*2)*(+!'!(1$1,7-##!/()1/(

remained  orange  side  up  showed  no  color  change  or  other  signs  of  disturbance  to  light.  The  results  indicate that there is an effect of sunlight on color of  Ramicrusta(%#(M#(V(L8LLIHWQ8(

Laboratory experiment

;(.)6$')*$':(!"#!'-0!1*(+)%(4$1/&4*!/(*$(/!*!'0-1!(

if M. complanata metabolites cause color change in  15  pieces  of  rubble  with  Ramicrusta  sp.  In  100% 

concentration of the M. complanata water, 2 of the  I('&66.!(#-!4!%(%2$+!/(%-?1%($5(4$.$'(42)1?!8(F0)..(

portions of the rubble changed from orange to a light  purple color, but not to a deep purple. In the 50% 

and 0% concentrations, there were no signs of color  change in any of the rubble pieces. 

Fig. 2(D2$*$?')#2($5(@!./(!"#!'-0!1*(%!*(&#8(S.-##!/(

rubble pieces are on the right side of the weight and  1$1,7-##!/()'!($1(*2!(.!5*(%-/!

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2

Millepora Montastrea Porites

Proportion of color difference in species

Coral Species

Fig. 3 Proportions of color portrayal of Ramicrusta  sp.  distributed  among  Millepora  complanata,  Montastrea annularis, and Porites astreiodes. Purple  bars  represent  purple  Ramicrusta  sp.  overgrowth,  red  bars  represent  gradient  color  overgrowth,  and  orange  bars  represent  orange  color  overgrowth. 

Error  bars  represent  standard  deviation  for  each 

?'$&#(M#(Y(L8LLNQ

JW

Discussion

An  overwhelming  majority  of  Ramicrusta  sp. 

overgrowing  M.  complanata  was  purple,  whereas  it  was  orange  when  overgrowing  M.  annularis  and  P.  asteroides.  There  appears  to  be  some  type  of  allelopathic  interaction  between  M.  complanata  and  Ramicrusta  sp.  Since  there  was  a  common  observation  between  most  colonies,  it  may  be  assumed  that  M.  complanata! "#$! %&'()&*%&+!

Ramicrusta  sp.  color.  Ramicrusta  sp.  grows  on  live  and  dead  coral  heads,  but  the  morphology  is  variable  between  coral  species  (Pueschel  and  ,#&-).$!/00123!45%$!$56"$!75#7!Ramicrusta sp. has  different interactions when interacting with different  coral species. As of yet, there are no similar studies  in other locations to assess if the reaction is uniform 

#86&+! 9.)! *6.#:$! %&! 675).! #.)#$3! ;(.75).! $(.<)=$!

of  Ramicrusta  sp.! 6<).+.6"75! *6:6.! 6&! 9.)! *6.#:$!

in other locations would indicate whether this is a  localized phenomenon or more generalized.

>)$(:7$! ?.68! 75)! 9):-! )@A).%8)&7! $(AA6.7)-!

the  hypothesis  that  Ramicrusta  sp.  is  affected  by 

%7$! :%+57! )@A6$(.)3! B7! %$! A6$$%C:)! 6&)! .(CC:)! A%)*)!

did  not  show  color  change  due  to  the  movement  of sand that may have shaded it from the sunlight. 

D6&)! 6?! 75)! &6&E'%AA)-! .(CC:)! A%)*)$! *5#&+)-!

color,  which  shows  the  color  change  was  likely  due  to  sunlight.  It  is  unknown  how  Ramicrusta  sp. changes color, but it is known that some algae  species  have  the  ability  to  adjust  the  capacity  for  harvesting  sunlight  through  chloroplast  movement  FG(::).!)7!#:3!/00H23!I:$6!-(.%&+!#**:%8#7%6&!76!:%+57!

intensity  changes,  many  algae  regulate  the  size  of  light­harvesting pigments through changes in gene  )@A.)$$%6&! FG(::).! )7! #:3! /00H23! Ramicrusta  sp. 

*6(:-!*6&7.6:!A%+8)&7!)@A.)$$%6&!-)A)&-%&+!6&!75)!

#86(&7!6?!#**)$$%C:)!:%+57!#<#%:#C:)3!J=!)@A#&-%&+!

their  chloroplasts  in  decrease  light  environments,  the alga could absorb more light. When the alga is  )@A6$)-! 76! #! $(&:%7! )&<%.6&8)&7K! 75)! *5:6.6A:#$7$!

contract so as not to absorb too much light and cause  7%$$()!-#8#+)3! B&!75)!:#C6.#76.=!)@A).%8)&7K!75)!

100%  M.  complanata  )@A6$)-! "#7).! .)$(:7)-! %&!

some color change. M. complanata metabolites are  concentration­dependent  when  reacting  with  other  :%<)! 7%$$()! F>6L#$! )7! #:3! /00/2! #&-! ?(&*7%6&! 86.)!

)?9*%)&7:=! "5)&! 75)=! #.)! 86.)! *6&*)&7.#7)-3! 45%$!

could  also  mean  the  50%  dilution  had  too  much  water  present  and  the  M.  complanata  metabolites  were too diluted to cause a reaction with the alga. 

Several  Ramicrusta  sp.  rubble  pieces  had  to  be  thrown  out  since  there  were  equipment  problems  with  the  aerators  and  some  of  the  water  became  5=A6@%*3! I:756(+5! 75).)! "#$! &6! )??)*7! 6&! *6:6.!

in  dilutions  it  appears  that  color  change  may  be 

#77.%C(7)-!76!9.)!*6.#:!8)7#C6:%7)$3!I!:#.+).!<#.%)7=!

of dilutions may have led to a better understanding of  how metabolites effect color change in Ramicrusta 

sp.  There  is  a  large  difference  in  the  proportion  of  M.  complanata  with  purple  Ramicrusta  sp.  

overgrowth when compared to M. annularis and P. 

astreoides3!!B&!#--%7%6&K!A.):%8%&#.=!)@A).%8)&7$!%&!

75)!9):-!#&-!:#C!$56"!75#7!75)!*6:6.!6?!Ramicrusta  responds to sunlight and water soluble metabolites  of M. complanata indicating that perhaps the purple  color  is  a  stress  response  of  Ramicrusta  sp.  under  75)!%&'()&*)!6?!%&$(?9*%)&7!$(&:%+57!6.!#::):6A#75%*!

competition for space with M. complanata.  This is  an important aspect of the ecological and chemical  ecology of Ramicrusta sp. 

Acknowledgements 

I  would  like  to  thank  Dr.  Rita  Peachey  for  her  advising throughout the process, the CIEE staff for  their logistical help and organization, STINAPA for  letting me conduct my study in Lac Bay, my fellow  CIEE  classmates,  and  a  special  thank  you  to  my  research partner AnnaRose Adams. 

References

Ibarra­Alvarado  C,  Garcia  JA,  Aguilar  MB,  Rojas  A,  Falcón  A,  Heimer  de  la  Cotera  EP  F/00M2! J%6*5)8%*#:! #&-! A5#.8#*6:6+%*#:!

*5#.#*7).%N#7%6&!6?!76@%&$!6C7#%&)-!?.68!75)!9.)!

coral  Millepora  complanata.  Comp  Biochem  O5=$%6:K!PQ!46@%*6:!O5#.8#*6:!HRSQTHHETHU V%)?).! WI! FH1MX2! P5:6.6A5=::! a! '(6.)$*)&*)!

in  marine  centric  diatoms:  responses  of  chloroplasts  to  light  and  nutrient  stress.  Mar  J%6:!/XQX1ERS

G#%-#!GK!,#88#.*6!OYK!P6::!ZP!FH11T2![??)*7$!6?!

soft  corals  on  scleractinian  coral  recruitment. 

I:  Directional  allelopathy  and  inhibition  of  settlement. Mar Ecol Prog Ser 121:191­202 G(::).!OK!\%!]OK!D%=6+%!V!F/00H2!D6&EA5676*5)8%*#:!

^()&*5%&+3!I! .)$A6&$)! 76! )@*)$$! :%+57! )&).+=3!

Plant Physiol 125:1558­1566

D(+()$! GGK! W):<6=)! \K! J#_! >OG! F/00R2! P6.#:!

defense against macroalgae: differential effects  6?!8)$)&7).%#:!9:#8)&7!6&!+.))&!#:+#!Halimeda  opuntia3!G#.![*6:!O.6+!,).!/MUQH0XEHHR O()$*5):!PGK!,#(&-).$!`Y!F/0012!Ramicrusta sp. 

textilis sp. nov. (PeyssonneliaceaeK!.56-6A5=7#2!

#&! #&#768%*#::=! *68A:)@! P#.%CC)#&! #:+#! 75#7!

overgrows corals. Phycologia 48:480­491 Rojas A, Torres M, Rojas JI, Feregrino A, Heimer­

-)! :#! P67).#! [O! F/00/2! P#:*%(8E! -)A)&-)&7!

$86675!8($*:)!)@*%7#76.=!)??)*7!):%*%7)-!C=!75)!

venom of the hydrocoral Millepora complanata. 

46@%*6&!R0QMMMEMUT

MS

Does Lac Bay still lack an important benthic herbivore? Diadema