2 Cyanobacteria Helpful Indicator of Reef Ecosystem Stress

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November 22, 2022

2 Cyanobacteria – Helpful Indicator for Reef Ecosystem Stress

Date: 11/22/22

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Galapagos Conservancy is a non-profit organization that protects and restores the Galapagos Islands. This challenge requires ongoing monitoring of the state of the ecosystems.

Recent research by Dr. Jon Witman, Brown University, and co-funded by Galapagos Conservancy has shown that cyanobacteria rapidly expand in the rocky subtidal regions of central Galapagos. Cyanobacteria is a photosynthetic, aquatic bacteria that forms mats on the surfaces of submerged habitats.

Experts believe that cyanobacteria could be an indicator of reef ecosystem stress. This is due to the fact that they are able to adapt to changes such as temperature, nutrient depletion and coral death. This plasticity allows cyanobacteria to thrive in warming marine ecosystems.

This study showed that cyanobacterial mats have rapidly expanded at a subtidal location in central Galapagos Islands. They now cover one-third the rocky reef.

To determine what factors led to the observed changes, both field and lab experiments were used. The abundance of cyanobacteria was reduced by sea cucumbers (Holothurians), which they feed on. This effect is likely to be present in both hard-substrate as well as soft-substrate habitats. The Galapagos Islands have seen a severe increase in sea cucumber populations since 2004. This suggests that benthic and cyanobacteria may have been partly influenced by the recent growth of sea cucumber populations in the Galapagos Islands.

Two species of sea stars were able to avoid Cyanobacteria, which was unpalatable for several herbivorous fish species.

A lab experiment confirmed that cyanobacteria mat expansion was facilitated by El Nino water temperatures between 2014 and 2017.

Warming water temperatures and healthy populations of marine herbivores have facilitated the growth of cyanobacterial mats along subtidal coral reefs in Galapagos Islands. However, this has had a significant impact on the structure of bottom-dwelling communities and the persistence of Galapagos coral reefs.

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Aumento de cianobacterias bentonicas en la zona central del Archipielago de Galapagos

Galapagos Conservancy se dedica exclusivamente a la proteccion y restauracion de las Islas Galapagos, y este reto exige una investigacion continua sobre el estado de los ecosistemas del Archipielago.

Un estudio reciente cofinanciado por Galapagos Conservancy y realizado por el Dr. Jon Witman de la Universidad de Brown ha revelado que las cianobacterias se estan expandiendo rapidamente en las zonas submareales rocosas de las zonas centrales del mar en Galapagos. Las cianobacterias son bacterias acuaticas, fotosinteticas, que forman esteras en la superficie de los habitats sumergidos.

Los expertos creen que las cianobacterias pueden ser un indicador util del estres del ecosistema del arrecife debido a su capacidad de adaptacion a los cambios de temperatura, el agotamiento de los nutrientes, la muerte de los corales o el aumento de la radiacion solar. Esta plasticidad ayuda a las cianobacterias a prosperar en los ecosistemas marinos en proceso de calentamiento.

Este estudio documento la rapida expansion de los tapetes de cianobacterias en un sitio submareal de las Islas Galapagos centrales, que ahora cubren un tercio del arrecife rocoso presente.

El estudio utilizo experimentos de laboratorio y de campo para evaluar que factores causaron los cambios observados. Los pepinos de mar () redujeron la abundancia de cianobacterias a traves de su alimentacion, un efecto que las holoturias probablemente tienen tanto en habitats de sustrato blanco como de sustrato duro. En las Islas Galapagos, las poblaciones de pepino de mar han sido gravemente sobre explotados desde 2004. Esto plantea la posibilidad de que la sobrepesca de pepinos de mar haya fomentado, al menos en parte, el reciente aumento de cianobacterias bentonicas en las areas centrales del Archipielago.

Las cianobacterias son poco apetecibles para varias especies de peces herbivoros y eran evitadas por dos especies de estrellas de mar, lo que las liberaba en gran medida de la presion de los consumidores.

Los resultados de un experimento de laboratorio tambien corroboran la evidencia del campo de que las temperaturas caracteristicas de El Nino facilitaron la expansion de los mantos de cianobacterias durante los eventos de El Nino entre 2014-2017.

La presencia continua de mantos de cianobacterias en los arrecifes submareales de las Islas Galapagos, facilitada por el calentamiento de las temperaturas del agua pero mantenida a raya por poblaciones sanas de pepino de mar y otros herbivoros marinos, tiene repercusiones de gran alcance para la estructura general de la comunidad bentica que habita en el fondo submarino y la persistencia de los arrecifes de coral en Galapagos.

Galapagos Conservancy felicita al Dr. Witman y a todo el equipo de cientificos que participaron en esta investigacion. Estamos convencidos de que el conocimiento cientifico es imprescindible para identificar los problemas ambientales y los riesgos asociados, y tomar medidas de manejo que contribuyan a conservar los ecosistemas.

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