High genotypic diversity of the reef-building coral Porites lobata(Scleractinia: Poritidae) in Isla del Coco National Park, Costa Rica

The isolated Isla del Coco experiences periodic, extreme disturbances which devastate coral reefs surrounding the island. Scleractinian corals build the physical structure of the reef therefore ecosystem recovery relies on coral species recovery. Coral recruits can be of sexual or asexual origin, and the relative success of the two recruit types influences the speed and spread of recovery processes. Here we focus on the massive coral, Porites lobata, because itis the main reef-builder around Isla del Coco to describe the relative contribution of asexual and sexual recruits to population maintenance. P. lobata samples were collected using a spatially explicit random sampling design in three plots at Isla del Coco: Punta Ulloa (n=17), Bahía Weston (n=20) and Punta María (n=20) and samples were genotyped with 11 microsatellite markers. Additional sampling was conducted at three “coastal” sites near the Costa Rican mainland (Isla del Caño Biological Reserve): Caño1 (n=8), Caño2 (n=10), Caño5 (n=11) to compare the contributions of asexual and sexual recruits at Isla del Coco sites to coastal sites. Isla del Coco sites were characterized by small colony size (>60% of colonies <0.5m2) and high sexual reproduction. Sites were either mostly or entirely sexual,consisting of only unique genotypes (NG/N= 0.90-1.00;GO/GE=0.83-1.00; D=0.99-1.00). Although there were no significant differences in genetic diversity (number of alleles per locus, number of private alleles) or colony size between Isla del Coco and the coastal sites, the coastal sites exhibited a greater range of genotypic diversity from moderately asexual (NG/N=0.5; GO/GE=0.36; D=0.8) to purely sexual (NG/N=1.0;GO/GE=1.0; D=1.0). The mode of asexual reproduction in P. lobata is likely fragmentation of adult colonies rather than asexual larval production because ramets of P. lobata occurred close together and asexually produced larvae have not been reported in gonochoric broadcast spawners like P. lobata. Frequent sexual reproduction at Isla del Coco National Park might represent a resource for rapid recovery following extreme El Niño-Southern Oscillation (ENSO) disturbance events. In contrast, larger, asexually-produced fragments rather than smaller, sexually-produced larvae appear to have the advantage at some coastal sites. The high frequency of sexual reproduction at Isla del Coco indicates that not only are sexual partners avail-able but also current conditions are favorable for the delivery of larvae and the rate of predation on small larval recruits must be moderate. Los ambientes marinos del Parque Nacional Isla del Coco experimentan perturbaciones extremas periódi-camente como por ejemplo El Niño-Oscilación del Sur (ENOS) que han devastado las comunidades coralinas. La cobertura coralino se redujo drásticamente durante El Niño de 1982-83. Los corales escleractinios construyen la estructura física de los arrecifes así que la recuperación de estos ecosistemas depende de que los corales se recuperen. Los corales pueden reproducirse sexual y asexualmente, y el éxito relativo de cada forma de reproducción va a guiar el proceso de recuperación con implicaciones potenciales a la diversidad de las comunidades asociadas. En la mayoría de los arrecifes alrededor de la Isla del Coco, el coral masi-vo, Porites lobata, es la especie constructora predominante. Si la diversidad genotípica (clonal) de esta especie es alta, la diversidad de individuos va a ser más alta resultando en mayor resilencia frente a condiciones ambientales extremas. Alternativamente, una diversidad genotípica baja es indicativo de una estrategia reproductiva asexual posiblemente resultando en el mantenimiento de genotipos bien adaptados aunque la población decline. Aquí, usamos 11 marcadores microsatélite para investigar la contribución relativa de la reproducción sexual o asexual en la recupe-ración de los arrecifes en el Parque Nacional Isla del Coco. En la Isla del Coco se recolectaron muestras en: Punta Ulloa (n=17), Bahía Weston (n=20) y Punta María (n=20), y para comparar, se recolectaron muestras en localidades cerca de o en la costa continental de Costa Rica; Reserva Biológica Isla del Caño: Caño1 (n=8), Caño2 (n=10) y Caño5 (n=11), y Tres Hermanas, Parque Nacional Marino Ballena (n=4), utilizando un diseño de muestreo espa-cialmente explícito. Las colonias de la Isla del Coco son generalmente pequeñas (>60% de las colonias <0.5m2) y se observó poca reproducción asexual. En la mayoría de los sitios la reproducción era mayormente sexual (NG/N= 0.90-0.94;GO/GE =0.63-0.74; D=0.99) o totalmente sexual (NG/N= 1.0;GO/GE =1.0; D=1.0), por lo que consiste de colonias con genotipos únicos. En contraste, los sitios costeros tenían un ámbito de predominantemente asexual y genotípicamente pobre (NG/N =0.5; GO/GE =0.11; D=0.5) a totalmente sexual (NG/N= 1.0;GO/GE =1.0; D=1.0). No hubo diferencia en diversidad genética (número de alelos por locus, número de alelos privados) o distribución de tamaño por región. La alta diversidad genotípica del Parque Nacional Isla del Coco indica reproducción sexual frecuen-te y el potencial para la recuperación rápida de los arrecifes después de perturbaciones severas. En los sitios costeros, la fragmentación asexual de colonias grandes (>2.5m2) y por lo tanto, potencialmente colonias bien adaptadas, puede aumentar las resistencia y resilencia de los sistemas. National Science Fundation/[OCE-0550294]/NSF/Estados Unidos