UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA

TEMA: “CARACTERIZACIÓN QUÍMICA Y EVALUACIÓN DEL IMPACTO AMBIENTAL DE LA ESPECIE CARIJOA RIISEI SOBRE LAS COMUNIDADES CORALINAS DE LA RESERVA MARINA EL PELADO”

AUTOR: JOFFRE ELVIS ANGULO PULGAR TUTORA: DRA. MARITZA CÁRDENAS CALLE GUAYAQUIL – ECUADOR 2019 - 2020

UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA

TRABAJO DE TITULACIÓN PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE: INGENIERO QUÍMICO

TEMA: “CARACTERIZACIÓN QUÍMICA Y EVALUACIÓN DEL IMPACTO AMBIENTAL DE LA ESPECIE CARIJOA RIISEI SOBRE LAS COMUNIDADES CORALINAS DE LA RESERVA MARINA EL PELADO”

AUTOR: JOFFRE ELVIS ANGULO PULGAR TUTORA: DRA. MARITZA CÁRDENAS CALLE GUAYAQUIL – ECUADOR 2019 - 2020 ii

REPOSITARIO NACIONAL EN CIENCIA Y TECNOLOGÍA FICHA DE REGISTRO de tesis TITULO Y SUBTITULO: Caracterización química y evaluación del impacto ambiental de la especie Carijoa riisei sobre las comunidades coralinas de la Reserva Marina El Pelado AUTOR: TUTORA: Joffre Elvis Angulo Pulgar Dra. Maritza Cárdenas Calle REVISORES: Dra. Sandra Mirella Ronquillo Castro INSTITUCIÓN: UNIVERSIDAD FACULTAD: DE GUAYAQUIL FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA CARRERA: INGENIERÍA QUÍMICA FECHA DE PUBLICACIÓN: N. DE PÁGS: 82 ÁREAS TEMÁTICAS: Impacto Ambiental PALABRAS CLAVE: Carijoa riisei, especie invasora, arrecifes coralinos Ecuador. RESUMEN: El presente estudio fue diseñado para caracterizar la composición química de la especie invasora Carijoa riisei y evaluar el impacto ambiental sobre las comunidades coralinas en la Reserva Marina El Pelado en la provincia de Santa Elena. Así como sugerir un plan de difusión de sus efectos negativos sobre comunidades coralinas, medidas de control y mitigación para su posterior implementación por parte de las instituciones ambientales competentes y ciudadanía en general para evitar su expansión a otras áreas marino-costeras del Ecuador e Islas Galápagos y su impacto a nivel ecológico, económico y social en la comuna de Ayangue. Al final del estudio se logró determinar el porcentaje de proteínas, carbohidratos, lípidos o grasas, humedad y cenizas que permite evaluar y determinar el impacto ambiental de la especie invasora en las comunidades coralinas de la Reserva Marina El Pelado. Se recopiló toda la información levantada durante el trabajo de titulación para elaborar un plan de difusión sobre el manejo y control de especies invasoras con la finalidad de informar sobre el peligro que representan para los hábitats naturales de nuestro país.

N. DE REGISTRO (en base de N. DE CLASIFICACIÓN: datos): DIRECCIÓN URL (tesis en la web): ADJUNTO URL (tesis en la web): ADJUNTO PDF: SI NO

CONTACTO CON AUTOR: Teléfono:0985071693 Email:[email protected] CONTACTO EN LA Nombre: Universidad de Guayaquil INSTITUCIÓN: Teléfono: 04) 228-7072, 228-7258, 222-8695, 228-4505 E-mail: [email protected] Guayaquil, 25 agosto del 2019

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CERTIFICACIÓN DEL TUTOR REVISOR

Habiendo sido nombrada SANDRA MIRELLA RONQUILLO CASTRO, tutora del trabajo de titulación “CARACTERIZACIÓN QUÍMICA Y EVALUACIÓN DEL IMPACTO AMBIENTAL DE LA ESPECIE CARIJOA RIISEI SOBRE LAS COMUNIDADES CORALINAS DE LA RESERVA MARINA EL PELADO” certifico que el presente trabajo de titulación, elaborado por ANGULO PULGAR JOFFRE ELVIS con C.I. No. 0931323570, con mi respectiva supervisión como requerimiento parcial para la obtención del título de INGENIERO QUÍMICO, en la FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA, ha sido REVISADO Y APROBADO en todas sus partes, encontrándose apto para su sustentación.

______ING. SANDRA MIRELLA RONQUILLO CASTRO C.I. No. 0910572866

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UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL

FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA

CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA

LICENCIA GRATUITA INTRANSFERIBLE Y NO EXCLUSIVA PARA EL USO NO COMERCIAL DE LA OBRA CON FINES NO ACADÉMICOS

Yo, ANGULO PULGAR JOFFRE ELVIS con C.I. No.0931323570, certifico que los contenidos desarrollados en este trabajo de titulación, cuyo título es “CARACTERIZACIÓN QUÍMICA Y EVALUACIÓN DEL IMPACTO AMBIENTAL DE LA ESPECIE CARIJOA RIISEI SOBRE LAS COMUNIDADES CORALINAS DE LA RESERVA MARINA EL PELADO” son de mi absoluta propiedad y responsabilidad Y SEGÚN EL Art. 114 del CÓDIGO ORGÁNICO DE LA ECONOMÍA SOCIAL DE LOS CONOCIMIENTOS, CREATIVIDAD E INNOVACIÓN*, autorizo el uso de una licencia gratuita intransferible y no exclusiva para el uso no comercial de la presente obra con fines no académicos, en favor de la Universidad de Guayaquil, para que haga uso del mismo, como fuera pertinente.

______ANGULO PULGAR JOFFRE ELVIS C.I. No. 0931323570

*CÓDIGO ORGÁNICO DE LA ECONOMÍA SOCIAL DE LOS CONOCIMIENTOS, CREATIVIDAD E INNOVACIÓN (Registro Oficial n. 899 - Dic./2016) Artículo 114.- De los titulares de derechos de obras creadas en las instituciones de educación superior y centros educativos.- En el caso de las obras creadas en centros educativos, universidades, escuelas politécnicas, institutos superiores técnicos, tecnológicos, pedagógicos, de artes y los conservatorios superiores, e institutos públicos de investigación como resultado de su actividad académica o de investigación tales como trabajos de titulación, proyectos de investigación o innovación, artículos académicos, u otros análogos, sin perjuicio de que pueda existir relación de dependencia, la titularidad de los derechos patrimoniales corresponderá a los autores. Sin embargo, el establecimiento tendrá una licencia gratuita, intransferible y no exclusiva para el uso no comercial de la obra con fines académicos.

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DEDICATORIA

Dedico este trabajo a Dios, por tener la paciencia de cuidarme a pesar de mis errores y permitirme llegar hasta este punto y conseguir uno de mis objetivos.

A mi mamá Lorena y mi hermana Susana por todo su apoyo, consejos, ejemplo y fuerza para seguir adelante a pesar de cualquier dificultad que pueda encontrar en el camino, gracias por todo su apoyo, las quiero mucho.

A mi tía Alicia, mi mami Mati, mi prima Estefanía y mi abuelito David que son las mejores personas que Dios pudo darme, gracias por apoyarme durante toda mi vida y durante todo este proceso.

Por último quiero dedicar este trabajo de titulación a dos personas muy importantes en mi vida y que lastimosamente no pueden estar aquí compartiendo conmigo este momento y la obtención de uno de mis objetivos a mi abuelita Gladys Sampedro y a mi abuelito Guillermo Angulo, aunque ya no estén físicamente conmigo sé que allá donde se encuentran están muy orgullosos y felices, nunca olvidaré los momentos vividos, muchas gracias por todo el apoyo y el cariño brindado durante toda mi vida esto también es para ustedes.

Joffre Angulo Pulgar

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AGRADECIMIENTOS

Agradezco a Dios antes que, a nadie, porque de no ser por Él no hubiera logrado nada y por haberme dado como madre a la mujer más fuerte que he conocido y que ha sabido aguantar cada percance y tropiezo en su vida y a pesar de todo supo levantarse y sacarme adelante, gracias mami Lorena Pulgar te quiero mucho y no me va a alcanzar la vida para pagarte cada sacrificio que hiciste por mí.

A mi abuelito David Pulgar y a mi prima Estefanía Pulgar porque, aunque nunca les pedí ayuda explícitamente, ya que no me gustaba molestarlos con mis problemas, siempre supieron brindarme su apoyo incondicional, muchas gracias de todo corazón por todo los quiero mucho.

A mi tía Alicia Angulo y mi hermana Susana Angulo por saber aguantarme a pesar de lo molesto que soy y por apoyarme en los problemas que pude tener y ayudarme a llegar hasta aquí.

A la Dra. Maritza Cárdenas por su apoyo, guía y enseñanzas durante todo el proceso de investigación y elaboración del trabajo de titulación.

A mis amigos y hermanos del alma Bryan Burgos, Johanna Briones y Nicole De Luca por estar cuando más los necesitaba y porque siempre supieron que decir para animarme a seguir adelante, los aprecio y los quiero mucho.

Joffre Angulo Pulgar

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RESUMEN

En las recientes décadas ha crecido el número de invasiones biológicas en ecosistemas marino costeros en todo el mundo, invadiendo sustratos naturales y de origen antropogénico. Sin embargo, en la costa ecuatoriana ha sido poco estudiado el efecto ecológico de las invasiones marinas sobre la fauna nativa y se desconoce los mecanismos de inhibición del crecimiento de las especies invasoras. El presente estudio fue diseñado para caracterizar la composición química de la especie invasora Carijoa riisei y evaluar el impacto ambiental sobre las comunidades coralinas en la Reserva Marina El Pelado en la provincia de Santa Elena. Así como sugerir un plan de difusión de sus efectos negativos sobre comunidades coralinas, medidas de control y mitigación para su posterior implementación por parte de las instituciones ambientales competentes y ciudadanía en general para evitar su expansión a otras áreas marino-costeras del Ecuador e Islas Galápagos y su impacto a nivel ecológico, económico y social en la comuna de Ayangue. Se determinó que las especies analizadas en el bajo El Cuarenta poseen un 5,47% de proteínas; 1,52% carbohidratos; 0,48% de grasas o lípidos, 66,65% de humedad y 25,88% de cenizas, en el bajo El Acuario se obtuvo 5,28% de proteínas; 0,62% de Carbohidratos; 026% de grasas o lípidos; 69,76% de Humedad y 24,08% de Cenizas. Se determinó crecimiento de colonias de Carijoa riisei sobre esponjas, balanus y otros invertebrados sésiles pero no se reportó crecimiento sobre corales negros y pocilloporos. Se elaboró un plan de difusión sobre el manejo y control de especies invasoras para su aplicación en la Reserva Marina El Pelado.

Palabras clave: Carijoa riisei, especie invasora, comunidades coralinas, Ecuador

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ABSTRACT

In recent decades the number of biological invasions in coastal marine ecosystems worldwide has grown, invading natural and anthropogenic substrates. However, on the Ecuadorian coast the ecological effect of marine invasions on native fauna has been little studied and the mechanisms for inhibiting the growth of invasive species are unknown. The present study was designed to characterize the chemical composition of the invasive species Carijoa riisei and assess the environmental impact on coral communities in the El Pelado Marine Reserve in the province of Santa Elena. As well as suggesting a dissemination plan of its negative effects on coral communities, control and mitigation measures for its subsequent implementation by the competent environmental institutions and citizens in general to avoid its expansion to other marine-coastal areas of Ecuador and the Galapagos Islands and its impact at an ecological, economic and social level in the Ayangue commune. It was determined that the species analyzed in bajo El Cuarenta have 5.47% protein; 1.52% carbohydrates; 0.48% fat or lipid, 66.65% humidity and 25.88% ash, in bajo El Acuario was obtained 5.28% protein; 0.62% Carbohydrates; 026% fat or lipid; 69.76% humidity and 24.08% ashes. Growth of colonies of Carijoa riisei on sponges, balanus and other sessile invertebrates was determined but no growth was reported on black corals and pocilloporos. A diffusion plan was developed on the management and control of invasive species for application in the Reserva Marina El Pelado. Keywords: Carijoa riisei, invasive species, coral communites, Ecuador

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ÍNDICE GENERAL INTRODUCCIÓN ...... 1 CAPÍTULO I ...... 3 1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ...... 3 2. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA ...... 5 2.1 Sistematización del problema ...... 5 3. JUSTIFICACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN ...... 5 3.1 Justificación teórica ...... 5 3.2 Justificación metodológica...... 5 3.3 Justificación práctica ...... 6 4. OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN ...... 6 4.1 Objetivo general ...... 6 4.2 Objetivos específicos ...... 6 5. DELIMITACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN ...... 7 5.1 Área de estudio ...... 7 5.1.1 El Cuarenta ...... 8 5.1.2 El Acuario ...... 8 6. HIPÓTESIS ...... 9 7. VARIABLES ...... 9 8. OPERACIONALIZACIÓN DE VARIABLES ...... 10 CAPITULO II ...... 11 2.1 ANTECEDENTES ...... 11 2.2 MARCO TEÓRICO ...... 14 2.2.1. Especies Invasoras ...... 14 2.2.1.1. Introducción ...... 14 2.2.1.2. Establecimiento ...... 15 2.2.1.3. Dispersión ...... 15 2.3. Agua de lastre ...... 16 2.4. Impacto ecológico y biológico ...... 17 2.5. Carijoa riisei ...... 19 2.5.1. Morfología ...... 20 2.5.2. Reproducción ...... 21 2.6 MARCO CONTEXTUAL ...... 23 2.7 MARCO CONCEPTUAL ...... 23 CAPÍTULO III ...... 25 METODOLOGÍA Y ASPECTOS METODOLÓGICOS ...... 25 xii

3.1. ENFOQUE ...... 25 3.2 MODALIDAD BÁSICA DE INVESTIGACIÓN ...... 25 3.3 NIVEL O TIPO DE INVESTIGACIÓN ...... 26 3.4 POBLACIÓN Y MUESTRA ...... 26 3.5 METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN ...... 26 3.5.1 En campo ...... 26 3.5.2 En Laboratorio ...... 27 3.5.2.1 Descripción del proceso de caracterización química...... 28 3.6 INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN ...... 32 3.7 PROGRAMAS ESTADÍSTICOS ...... 32 CAPÍTULO IV ...... 33 ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS ...... 33 4.1 CARACTERÍSTICAS Y PROPIEDADES QUÍMICA DE LA ESPECIE INVASORA 33 4.1.1 Eicosanoides halogenados (punaglandinas) ...... 37 4.1.2 Amidas citotóxicas y esteroides hidroxilados ...... 38 4.1.3 Esteroides glicosilados (riiseins A y B) ...... 38 4.1.4 Pregna-1,4,20-trien-3-one ...... 39 4.1.5 18-acetoxypregna-1,4,20-trien-3-one ...... 39 4.2 EFECTO DE LA PRESENCIA DE CARIJOA RIISEI SOBRE COMUNIDADES BENTÓNICAS...... 41 4.2.1 El Cuarenta ...... 41 4.2.2. El Acuario ...... 43 4.3 EVALUACIÓN DEL IMPACTO AMBIENTAL DE LA ESPECIE CARIJOA RIISEI EN LAS RESERVA MARINA EL PELADO ...... 44 4.4 PLAN DE DIFUSIÓN DEL EFECTO DE CARIJOA RIISEI Y MEDIDAS DE MITIGACIÓN Y CONTROL EN LA DISPERSIÓN DE LAS COLONIAS...... 47 4.4.1 Introducción ...... 47 4.4.2 Marco Legal ...... 47 4.4.3 Problema ...... 48 4.4.4 Objetivo ...... 48 4.4.5 La estrategia de acción...... 49 4.4.5.1 Descripción fotográfica de la especie invasora ...... 50 4.4.5.2 Origen y Lugar donde crece y se desarrolla ...... 50 4.4.5.3 Efectos o Impactos negativos que produce en el medio donde habitan ...... 53 4.4.5.4 Acciones a Implementar ...... 54 CAPÍTULO V ...... 56 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ...... 56 xiii

5.1 CONCLUSIONES ...... 56 5.2 RECOMENDACIONES ...... 57 5.3 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ...... 58 ANEXOS ...... 64 ANEXO A Resultados composición química Carijoa riisei bajo El Cuarenta ANEXO B Resultados composición química Carijoa riisei bajo El Cuarenta ANEXO C Resultados composición química Carijoa riisei bajo El Acuario ANEXO D Resultados composición química Carijoa riisei bajo El Acuario

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ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1 Matriz Operacionalización de variables ...... 10 Tabla 2 Características Ecológicas de las Especies Invasoras ...... 17 Tabla 3 Datos del método usado grasas ...... 29 Tabla 4 Datos del método usado (macro y micronutrientes) ...... 29 Tabla 5 Datos del método usado cenizas ...... 30 Tabla 6 Datos del método usado humedad y materia seca ...... 30 Tabla 7 Composición química de Carijoa riisei presentes en los sitios El Cuarenta y El Acuario en la Reserva Marina El Pelado durante julio de 2019...... 34 Tabla 8 Principios activos extraídos de la Carijoa riisei ...... 40 Tabla 9 Características y Variables ambientales registradas en el sitio El Cuarenta en la Reserva Marina El Pelado ...... 42 Tabla 10 Características y Variables ambientales registradas en el sitio El Acuario en la Reserva Marina El Pelado ...... 44 Tabla 11 Valoración cualitativa de impactos ambientales generada por Carijoa riisei . 45 Tabla 12 Datos generales de la zona del estudio ...... 49 Tabla 13 Datos y Registro de la especie Carijoa riisei para el plan de difusión ...... 50 Tabla 14 Lugares donde ha sido registrada la especie Carijoa riisei ...... 52

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ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1 Islote El Pelado ...... 7 Figura 2 Sitios de muestreo alrededor de islote El Pelado ...... 8 Figura 3 Diagrama pólipo axial de la Carijoa riisei...... 21 Figura 4 Ciclo biológico de la clase anthozoa de la Carijoa riisei ...... 22 Figura 5 Expansión de Carijoa riisei introducido en las costas de Brasil desde un acuario...... 22 Figura 6 Muestras de El Cuarenta y El Acuario para análisis ...... 28 Figura 7 Diagrama de flujo del análisis químico realizado a las muestras de Carijoa riisei...... 31 Figura 8 Colonia Carijoa riisei muestreadas para estudio ...... 33 Figura 9 Comparativa de la composición bajo El Cuarenta vs El Acuario...... 34 Figura 10 Concentraciones de Macronutrientes presentes en Carijoa riisei registrados en los bajos El Cuarenta y El Acuario en la Reserva Marina El Pelado durante julio de 2019...... 35 Figura 11 Concentraciones de Micronutrientes presentes en Carijoa riisei registrados en los bajos El Cuarenta y El Acuario en la Reserva Marina El Pelado durante julio de 2019...... 36 Figura 12 Eicosanoides o punanglandinas extraídas de la Carijoa riisei ...... 37 Figura 13 Amidas y esteroides extraídos de la Carijoa riisei ...... 38 Figura 14 Esteroides extraídos de la Carijoa riisei...... 38 Figura 15 Compuesto Pregna-1,4,20-trien-3-one...... 39 Figura 16 Esteroide 18-acetoxypregna-1,4,20-trien-3-one extraído de la Carijoa riisei ...... 39 Figura 17 Colonias de Carijoa riisei creciendo en los bordes entre zonas rocosas del sitio El Cuarenta durante julio de 2019...... 41 Figura 18 Colonias de Carijoa riisei creciendo en esponjas, balanus y otros invertebrados sésiles en el sitio Cuarenta durante julio de 2019 ...... 42 Figura 19 Colonias de Carijoa riisei presentes en el sitio El Acuario durante julio de 2019...... 43 Figura 20 Marco Legal sobre el manejo a las especies invasoras ...... 48 Figura 21 Distribución global de la especie Carijoa riisei ...... 51 Figura 22 Boceto conceptual para la campaña de difusión ...... 55

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INTRODUCCIÓN A lo largo de la historia el ser humano ha tenido la necesidad de migrar a nuevas zonas, ya sea por razones climáticas, ecológicas o en busca de nuevas fuentes de alimento, durante estas migraciones ya sea de manera intencional o accidental ha desplazado especies de su hábitat natural hasta las nuevas zonas colonizadas. Muchas de estas especies se lograron adaptar a las nuevas condiciones asentándose y reproduciéndose, formando nuevas poblaciones y pasando a ser parte importante del ecosistema. Las invasiones biológicas son un proceso natural, pero las patrocinadas por los humanos comenzaron y están datadas desde el Neolítico, y en los últimos 150 años se ha acelerado su tasa de ocurrencia, por lo que una parte de la biota terrestre (terrestre y acuática) parece haber entrado en un proceso de homogeneización, raramente observado y registrado en la historia biológica de la tierra (Lodge 1993, Ewel et al. 1999, Davis 2003, Olden y Poff 2003).

El principal problema y riesgo es que con el tiempo estas especies introducidas pasan a convertirse en especies invasivas que pueden provocar un gran impacto a largo plazo, pues compiten con las especies nativas por los principales recursos del medio, propiciando en el peor de los casos la extinción de estas por la falta de alimentación o depredación (Mendoza & Koleff, 2014).

Dentro de esta categoría, se puede clasificar a la Carijoa riisei un invertebrado perteneciente al orden de los corales blandos del Phylum Cnidaria familia Clavulariidae, proveniente de la región Indo-Pacífico Oeste (Concepción, Kahng,Crepeau, Franklin,Coles & Toonen, 2010), tiene la particularidad de ser un polífago oportunista y que se desarrolla en una amplia variedad de sustratos como arrecifes de coral en alta mar, manglares, puertos, cascos de barcos naufragados o en grietas que se encuentran protegidas en aguas turbias y ricas en materia orgánica (Sánchez 1994) aunque prefiere evitar sustratos de alta sedimentación y que no sean afectados por la exposición a la luz del sol directa. Los efectos de la invasión de esta especie han sido ampliamente estudiados, por ejemplo, en las costas de Hawaii en donde se desarrollan y llegan a crecer superando y matando a las colonias nativas de corales negros (Sánchez & Ballesteros, 2014).

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Es por este motivo que el estudio y la caracterización química de la Carijoa riisei puede brindar las herramientas adecuadas iniciales para desarrollar un control eficaz y evitar su propagación a otras colonias coralinas y comunidades bentónicas que habitan en las costas ecuatorianas y Galápagos, pues se debe recordar que el Ministerio del Ambiente firmó el acuerdo ministerial N°067 publicado en el Registro Oficial N°795 el 12 de Julio del 2016 en el cual se compromete a establecer medidas que protejan y conserven las condiciones naturales de las comunidades y arrecifes coralinos del Ecuador.

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CAPÍTULO I

1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA El Ecuador es un país megadiverso a nivel de flora y fauna. A nivel de ecosistemas marinos posee playas, bahías, estuarios, humedales, zonas coralinas entre otros hábitats. A nivel de arrecifes no posee una gran extensión debido a la influencia del fenómeno del Niño o la corriente del Humboldt (Glynn & Wellington 1983; Colgan 1990; Guzmán y Cortés 1993; Glynn 2003), aunque los estudios para determinar la cantidad exacta de comunidades coralinas que existen en nuestro mar territorial son pocos, se sabe que el Parque Nacional Machalilla (PNM) es la zona que alberga la mayor variedad de comunidades coralinas, aunque en la provincia de Santa Elena en la Reserva Marina El Pelado (REMAPE) se han registrado colonias de corales negros Antipathes galapagensis, Myriopathes panamensis, corales hermatípicos Pocillopora damicornis, P. capitata, P. eydouxi y corales ahermatípicos (Cárdenas- Calle,Triviño, Rubira & Troccoli, 2018), los cuales se encuentran generalmente sobre sustratos rocosos en los bajos El Cuarenta, El Acuario, Zona Protegida, La Pared, la Cabeza del Viejo entre otros sitios situados alrededor del Islote El Pelado a 8Km. aproximadamente de la Bahía de Ayangue (Cárdenas & Triviño, 2014).

El principal problema es que las especies de corales son susceptibles a aguas contaminadas, aumento de sedimentos, presencia de especies invasoras, siendo el año 2013 donde se reporta por primera vez la presencia del octocoral invasor Carijoa riisei en el Bajo Cuarenta en la REMAPE (Cárdenas & Triviño, 2014). Sin embargo, esta especie fue reportada en Julio del 2010 por Odalisca Breedy durante la primera encuesta de octocorales realizada en el parque Nacional Machalilla por científicos del Instituto Nazca (Martínez et al 2011), esta ha continuado expandiéndose hasta alcanzar otras zonas marinas costeras localizadas en las provincias de Manabí, Santa Elena y Esmeraldas (Cárdenas- Calle et al, 2019). la misma que se cree fue introducida de igual forma como lo sucedido en Pearl Harbor en Hawaii a inicios de la década de los años 70

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(Concepción et al, 2010) a través de las aguas de lastres de barcos provenientes del Caribe.

La existencia de esta especie invasora trae como consecuencia un crecimiento agresivo sobre otros organismos sésiles como octocorales y corales, observado en zonas cercana en Ecuador en el Pacífico Colombiano en las islas de Gorgona, Malpelo y Cabo Corrientes especialmente sobre octocorales (gorgonias o abanicos de mar) y organismos inmuno-deprimidos por infecciones fúngicas (Gutiérrez, 2012). El rápido crecimiento de sus colonias puede exceder 1 cm por semana y pueden alcanzar su maduración sexual a los 2.5 cm (Kahng, benayahu, Wagner & Rothe, 2008). Aunque se han realizado estrategias para disminuir sus colonias mediante el uso de biocontroladores en Hawaii como la introducción del predador natural el nudibranquio Phyllodesmium poindimie esta acción no ha sido exitosa (Wagner, Kahng & Toonen, 2009).

En Ecuador uno de los principales inconvenientes, es la falta de información sobre sus características químicas, su población actual, densidad, condiciones favorables para su crecimiento y el efecto ecológico sobre las especies que invade, razón por la cual es de vital importancia establecer sus características principales de la especie, componentes químicos, su hábitat, preferencias por sustratos, características oceanográficas de los sitios donde alcanza su máximo desarrollo, por lo que este trabajo es una de primera aproximación al conocimiento químico de la especie con la finalidad de conocer los componentes constitutivos de Carijoa riisei (perfil proteínico, carbohidratos y lípidos) que podrían ayudar a inhibir su desarrollo a corto o mediano plazo, así como desarrollar un plan de difusión en conjunto con organizaciones gubernamentales y no gubernamentales que permitan conservar la diversidad de las comunidades coralinas y bentónicas ya que son de vital importancia para el funcionamiento de ecosistemas marinos y la supervivencia de otros seres vivos que los habitan, así como para las actividades turísticas ligadas al buceo recreativo que sustentan el ingreso económico de las familias de comuneros de Ayangue que directa o indirectamente se sustentan de dicha actividad .

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2. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA ¿Qué característica química tiene la especie Carijoa riisei y cuál es su impacto ambiental sobre las comunidades coralinas y sésiles en la Reserva Marina El Pelado?

2.1 Sistematización del problema ¿Qué porcentaje de proteínas, carbohidratos y grasas tiene la especie Carijoa riisei?

¿Qué cantidad de macronutrientes y micronutrientes posee en su composición la especie Carijoa riisei? ¿Qué relación ecológica tiene la especie Carijoa riisei con la comunidad epi- bentónica existente en la Reserva Marina El Pelado?

3. JUSTIFICACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN

3.1 Justificación teórica Esta investigación se lleva acabo ante la necesidad de aportar información sobre las características químicas más importantes de la especie invasora Carijoa riisei presente en la Reserva Marina El Pelado en Ayangue y contrastar los resultados de una investigación exploratoria que permita entender si esta especie mantiene características similares a las registradas en México, Hawaii, Colombia y determinar si su impacto ambiental sobre las comunidades de invertebrados sésiles, especialmente las conformadas por corales.

3.2 Justificación metodológica Los datos aportados por el presente trabajo de investigación, permitió determinar las características químicas más importantes de la especie Carijoa riisei a nivel de sus componentes básicos a nivel de proteínas, carbohidratos y lípidos cuyos análisis químicos son válidos y confiables por usar métodos estandarizados a 5 nivel internacional, pudiendo sus resultados ser usados en futuros trabajos de investigación llevados a cabo en el país y analizados por cualquier otro ente gubernamental o educativo del país.

3.3 Justificación práctica Actualmente es de vital importancia fomentar las investigaciones sobre las especies invasoras introducidas en el país, para definir estrategias para evitar la extinción de las especies que habitan en el interior de los parches coralinos, además de preservar la belleza natural de las mismas pues es una fuente importante de ingresos para el país a través de actividades turísticas y deportes recreativos que actualmente se realizan en la REMAPE y otras áreas costeras de Ecuador.

4. OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN

4.1 Objetivo general Caracterizar químicamente a la especie Carijoa riisei y evaluar el impacto ambiental que tiene sobre las comunidades coralinas de la Reserva Marina El Pelado de la provincia de Santa Elena.

4.2 Objetivos específicos ⮚ Definir las características y propiedades químicas más importantes de la especie invasora. ⮚ Determinar el impacto ambiental que tiene la presencia de Carijoa riisei sobre las comunidades sésiles y la diversidad ecológica de la Reserva Marina El Pelado. ⮚ Elaborar un plan de difusión de información del efecto de Carijoa riisei sobre las comunidades epibentónicas, que ayude a otras instituciones competentes a establecer medidas de control para detener su expansión a otros ecosistemas protegidos, como las Islas Galápagos.

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5. DELIMITACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN El presente trabajo se circunscribe al muestreo puntual de varias colonias de Carijoa riisei durante la época seca (julio 2019) en dos sitios situados alrededor del Islote El Pelado (Cuarenta y El Acuario) en la REMAPE. Para realizar una caracterización química de las colonias de Carijoa de los sitios estudiados.

Analizar los elementos que conforman el hábitat de estudio y como la presencia de la especie Carijoa riisei genera un impacto ambiental negativo en las comunidades de organismos sésiles de la REMAPE, concluyendo con la elaboración de un plan de difusión como ayuda a las instituciones de control ambiental y a la comunidad de Ayangue en general acerca del peligro de la especie y que les permita establecer medidas de control y mitigación de la expansión de la especie invasora.

5.1 Área de estudio La zona de estudio se encuentra en la provincia de Santa Elena, en la Reserva Marina El Pelado en Ayangue en la zona centro de sur de la costa ecuatoriana.

Los sitios de estudio comprendieron los bajos El Cuarenta y El Acuario, ubicados alrededor del Islote El Pelado frente a las costas de Ayangue (Figura 1). Siendo unos de los sitios más visitados por buzos recreativos (Cárdenas & Triviño, 2014).

Figura 1 Islote El Pelado (Fuente: google maps, 2019).

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A continuación, se detallan las características más importantes de los sitios de estudio.

5.1.1 El Cuarenta Este bajo se encuentra en la zona sureste del Islote El Pelado (coordenadas: 1°56'19,616'' S - 80°47'11,489'' O), se caracteriza por tener un fondo principalmente rocoso donde se puede observar una gran variedad de invertebrados y peces, hay una variada composición de corales negros, hermatípicos y ahermatípicos. El sustrato rocoso se inicia aproximadamente a los 5 metros y se extiende sobre los 30 metros de profundidad. (Figura 2)

5.1.2 El Acuario Este bajo se encuentra en la zona noroeste del Islote El Pelado (coordenadas: 1°56'07,7100'' S - 80°47'21,1045'' O), forma parte de la zona protegida del islote, se caracteriza por tener un fondo mixto de arena y zona rocosa conformada por montículos, planicies y paredes verticales. (Figura 2).

Figura 2 Sitios de muestreo alrededor de Islote El Pelado (Fuente: google maps, 2019)

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6. HIPÓTESIS Hi: Las características químicas de la especie invasora Carijoa riisei dependen de las condiciones del medio en el que se desarrolla.

7. VARIABLES 7.1 Variable Dependiente: Condiciones ambientales de los sitios donde se desarrolla la especie. 7.2 Variable Independiente: Características químicas de la especie Carijoa riisei.

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8. OPERACIONALIZACIÓN DE VARIABLES A continuación, se presenta el detalle de la problemática de estudio, objetivos, hipótesis, variables, indicadores e instrumentos de medición para cada objetivo del presente estudio en una matriz (Tabla 1).

Tabla 1 Matriz Operacionalización de variables

Problema General Objetivo General Hipótesis Variable Independiente Variable Empírica Indicadores Ítems

Caracterizar químicamente a la Características químicas de la Características químicas de la Materia Seca. Humedad residual Propagación rápida y especie Carijoa riisei y evaluar el Hi: Las características químicas de especie Carijoa riisei. especie Carijoa riisei. Proteínas ( %) Análisis Químico descontrolada de la especie impacto ambiental que tiene la especie invasora Carijoa riisei Carbohidratos (%) invasora Carijoa riisei a lo largo de sobre las comunidades coralinas dependen de las condiciones del Lípidos (%)

las costas de las provincias de de la Reserva Marina El Pelado de medio en el que se desarrolla. Nitrógeno Manabí, Santa Elena, Esmeraldas, la provincia de Santa Elena. Fósforo, Potasio desde su primer avistamiento en el Magnesio, Calcio año 2011. Micronutrientes (Sodio, Hierro, Cobre, Molibdeno, Manganeso, Zinc y Boro) Problema específico Objetivo Específico Variable Dependiente

1. Definir las características y 2..- Abundancia de Carijoa (% de 1.-Aplicación de análisis químicos propiedades químicas más Falta de información, sobre su Condiciones ambientales de los Condiciones ambientales de los cobertura) presente en los sitios de según la norma establecida para importantes de la especie población actual, condiciones sitios donde se desarrolla la sitios donde se desarrolla la invasora. estudio cada parámetro. favorables de crecimiento y el especie. especie. 2. Determinar el impacto Descripción del medio donde 2.- Observación in situ del efecto que tiene sobre las especies ambiental que tiene la presencia habita la especie Carijoa crecimiento de Carijoa sobre endémicas del entorno invadido. de Carijoa riisei sobre las comunidades sésiles y la -Profundidad comunidades sésiles diversidad ecológica de la Reserva -Sustrato donde se fija 3. Análisis de Información Marina El Pelado. 3. Elaborar un plan de difusión de -Temperatura del agua secundaria aplicable al control de información que ayude a otras 3.-Plan de difusión sobre acciones especies invasoras instituciones competentes a para mitigar y/o controlar la establecer medidas de control para detener su expansión a otros expansión de la especie invasora ecosistemas protegidos, como las Islas Galápagos.

Fuente: Elaboración propia

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CAPITULO II

2.1 ANTECEDENTES

Los primeros estudios en cuanto al potencial químico de la especie Carijoa riisei para la industria farmacéutica datan del año 1985 cuando fue publicado el siguiente estudio:

“Punaglandins: Halogenated Antitumor Eicosanoids from the Octocoral Telesto riisei” publicado por Bill J. Baker, Roy K. Okuda, Patrick T. K. Yu, and Paul J. Scheuer, científicos del departamento de química de la Universidad de Hawaii, los cuales estudiaron la presencia de punaglandinas en las colonias de Carijoa riisei y la capacidad de inhibir la proliferación de células de leucemia.

Para el año 1997 en el estudio denominado como “Steroid Composition in Carijoa riisei (Telestacea)” publicado por Lenize F. Maia, Rosangela De A. Apifanio y Angelo C. Pinto, detallan el perfil de esteroides de las colonias de Carijoa riisei que habitan las costas de las islas de Guaibinha-RJ en Brasil 20 identificando 3 pregnanos C21 Δ y siete derivados del colestano que varían C26 y C29 siendo el más importante de todos el pregna-1,4,20-tien-3-ona, concluyendo que el hecho de que las muestras de Carijoa tuvieran más presencia de pregnanos que de colesterol puede deberse a que tienen un rol fisiológico importante en los tejidos de Carijoa riisei.

Las características químicas de la especie siguieron bajo constante investigación y para el año 1999 en el estudio denominado como “New Cytotoxic Sterol Glycosides from the Octocoral Carijoa (Telesto) riisei” publicado por Lenize F. Maia, Rosangela de A. Epifanio y William Fenical en la que describen la existencia de nuevos esteroles glicósidos de las colonias de Carijoa riisei cerca de las costas de Rio de Janeiro, las cuales presentaron citotoxicidad in vitro en células de adenocarcinoma humano de colón.

Durante el año 2004 surgió una nueva investigación bajo el título de “New C21 Δ20 pregnanes, inhibitors of mitocondrial respiratory chain, from Indopacific octocoral Carijoa sp”. Publicado por M. Letizia Ciavatta, M. Pilar

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Lopez Gresa, Emiliano Manzo, Margherita Gavagnin, Solimabi Wahidullay Guido Cimino en que detallan haber encontrado dos pregnanos conocidos y uno de características desconocidas, pero con la capacidad de inhibir cadena de respiración mitocondrial.

Durante los años 2007 y 2008 se determinó el potencial que presenta la especie Carijoa riise para inhibir la actividad de parásitos como la Leishmania braziliensis y la L. chagasi en la publicaciones ¡Antiprotozoan activity of Brazilian marine cnidarian extracts and of a modified steroid from the octocoral Carijoa riisei” publicado por Juliana Quero Reimão, Alvaro Esteves Migotto, y Roberto G. S. Berlinck y “Anti-efective Potential of Marine Invertebrates and Seaweeds from the Brazilian Coast” publicado por (Bianco et al., 2008), además hacen un resumen de las publicaciones anteriores y menciona las propiedades antimicrobianas que posee el extracto crudo que se forma de la extracción de estos compuestos.

En el año 2014 surge el trabajo de Maria Tereza R. Almeida, Maria Izabel G. Moritz, Katia C.C. Capel, Carlos D. Pérez y Eloir P. Schenkel que en el trabajo de investigación “Chemical and biological aspects of octocorals from the Brazilian coast” el cual resume todos los aspectos biológicos y químicos estudiados en la especia Carijoa riisei de las costas brasileñas hasta la fecha.

El estudio más reciente data del año 2018 en el trabajo de investigación denominado Presence of Phthalate Derivative in a Marine Soft Coral, Carijoa Riisei publicado por Weerasinghe R.L., Ranatunga R.R.M.K.P, Chinthaka M. en que se detalla como a través de procesos de extracción usando methanol, dichloromethano y hexano para obtener ftalatos, cuya aplicación en la industria debe investigarse.

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En Ecuador los trabajos de investigación en relación a esta especie se han enfocado a la implementación de monitoreos ecológicos como los realizados en la Reserva Marina Galápagos (GMR) mediante la participación de instituciones como la Fundación Charles Darwin encargada de desarrollar el programa de especies invasoras.

En el trabajo de investigación titulado “Marine Invasive Species: Estabilishing pathways their presence and potencial thereats in the Galápagos Marine Reserve” y publicado por Keith, Collins, Campbell 2016, se reportó la presencia de Carijoa riisei a 1200 Km en dirección noroeste de las Islas Galápagos. El continuo tráfico de barcos de transporte siempre se ha mencionado como una de las causas principales de las invasiones biológicas, pero en el trabajo de investigación publicado por Carlton, Inti Keith & Ruiz (2019) titulado “Assesing Marine Bioinvasions in the Galápagos Islands: Implications for conservation biology and marine protected areas” se mencionan dos nuevas causas que si no se controlan pueden tener un papel de vital importancia en las invasiones biológicas, los cuales son: el cambio climático y el incremento de la contaminación de los mares con desechos sólidos pues muchas especies no nativas pueden viajar adheridas en estos (Sorte et al 2010; Bates et al 2014; Poloczanska et al 2016 & Keith et al 2016) y llegar a nuestros ecosistemas y reservas marinas estableciéndose e incrementando el riesgo de perder nuestra fauna nativa.

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2.2 MARCO TEÓRICO Desde el momento en que el ser humano se volvió una criatura sedentaria y empezó con la práctica de la domesticación de todas las especies encontradas, ha arrastrado consigo la flora y fauna endémicas de ecosistemas a los cuales arribaban a medida que debían dispersarse para buscar nuevas fuentes de alimentos. Con el descubrimiento de América el número de especies introducidas aumentó, debido a que los navegantes solían traer con ellos diversas criaturas con el propósito de brindar alimentación a durante los largos viajes o para abastecer otros sectores o industrias, razón por la cual los barcos han sido desde siempre una de las formas de introducción de especies más efectiva (Aguirre, Mendoza et al 2009).

2.2.1. Especies Invasoras Una especie invasora es cualquier tipo de especie exótica, que al ser introducida es capaz de generar un perjuicio económico daños medioambientales en el ecosistema nativo en el que se arraigan (McNeely, Mooney, Neville, Schei, & Waage, 2001). A pesar de todo, el proceso de invasión biológica es un mecanismo natural de los seres vivos que les permite dispersarse y encontrar nuevos hábitats con las condiciones necesarias para asegurar su supervivencia, este proceso se da en tres etapas:

✔ Introducción ✔ Establecimiento ✔ Dispersión

2.2.1.1. Introducción Es el acto de tomar un ser vivo desde su zona natural de desarrollo, hasta una nueva región ya sea dentro de la misma zona, país o en algunos casos puede darse de un continente a otro, este proceso puede darse de manera accidental o deliberada, ya sea por vía marítima, terrestre o aérea, lo cual ha sido posible debido a la falta de vigilancia, de control y de medidas más rigurosas que permitan prevenir el aumento de esta práctica.

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La introducción accidental es cuando las especies pueden venir incrustadas en los cascos de barcos y en el agua de lastre de grandes buques dedicados a las actividades pesqueras o de transporte marítimo de materiales.

La introducción intencional es aquella que ha sido previamente planeada con la finalidad de llegar a un objetivo determinado como, por ejemplo, aumentar la cantidad de especies para la pesca natural. Otras son introducidas, pero no con el objetivo de ser liberadas en alguna zona, sino con la finalidad de observarlas, estudiarlas o como atractivos turísticos y para sitios de recreación como en el caso de los acuarios, pero a pesar de todas las medidas de prevención y contención que se puedan establecer estas pueden escapar y establecerse en otro hábitat con características adecuadas para su desarrollo.

Los desechos generados por las actividades industriales y que en muchos casos suelen ser vertidas en los océanos y que en los últimos años han tenido un incontrolable ascenso, se convierten en otra forma de transporte, ya que los organismos se adhieren a la superficie de estos desechos y pueden mantenerse a flote en el océano por un período de tiempo mucho mayor moviéndose por toda la superficie gracias al efecto de las mareas (De Poorter, 2009).

2.2.1.2. Establecimiento El establecimiento de una especie introducida va a depender de muchos factores como son: el ciclo biológico, su tasa de reproducción o de que las condiciones del nuevo ecosistema sean similares a las de su ecosistema de procedencia (Capdevila Argüelles, Iglesias García, F. Orueta, & Zilletti, 2006).

2.2.1.3. Dispersión La dispersión ocurre cuando la especie ha sido introducida y se ha logrado adaptar a las nuevas condiciones de su medio y se vuelve capaz de moverse o trasladarse por su propia cuenta a otra zona o región (Gutiérrez & De Paula, 2006).

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2.3. Agua de lastre Según el Convenio internacional para el control y la Gestión del agua de lastre y los sedimentos de los buques que se llevó a cabo en Londres en febrero del 2004, el agua de lastre es el agua con todos los materiales de suspensión que contenga, usada para llenar los buques y controlar el asiento, la escora, el calado, la estabilidad y los esfuerzos del mismo, es decir, es el agua que se utiliza para compensar la falta de peso de un buque vacío o semivacío cuando se traslada la carga (González López & Salamanca Giménez, 2013).

El número de especies no nativas y el aumento de invasiones que afectan severamente los ecosistemas marinos, se ha incrementado debido a las descargas de agua de lastre de los buques y cruceros (González López & Salamanca Giménez, 2013). Según la UICN (Unión Mundial para la naturaleza) el rápido crecimiento en los medios de transporte y el comercio marítimo, nos ha vuelto capaces de transportar en un mes la cantidad de especies que antes se transportaban en un siglo y que los buques encargados de estas actividades liberan 7000 especies dentro de los 10.000 millones de toneladas de agua de lastre que se liberan anualmente (De Poorter, 2009).

El deslastre es un punto muy importante a tomar en cuenta ya que los buques de transporte o pesca suelen tomar grandes cantidades de agua de un puerto y que luego descargarán en otro junto con todos los organismos que en ella habitan (Carlton, 1989; Carlton and Geller, 1993; Smith et al., 1999; Ruiz et al., 2000), diversos estudios han demostrado que la mayoría de las especies trasladadas no logran resistir el viaje y mueren durante el trayecto y las que sobreviven no logran resistir ni adaptarse a las condiciones ambientales del nuevo hábitat y muriendo enseguida, es decir, que numéricamente hablando solo el 3% del total de individuos transportados involuntariamente logra establecerse y crear nuevas colonias (González López & Salamanca Giménez , 2013), aunque solo basta una especie con las herramientas adecuadas de adaptación y que sea capaz de encontrar en la nueva región condiciones sumamente favorables para su reproducción y desarrollo, para terminar monopolizando el medio y tome la delantera a las especies nativas en la competencia por alimentos y recursos.

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2.4. Impacto ecológico y biológico Según la UICN (Unión Mundial para la Naturaleza), junto con el cambio climático las especies invasoras son las mayores amenazas del mundo natural y actualmente los daños causados por estas se estiman en 1,4 billones de dólares anualmente. Las especies pasan a considerar como invasoras cuando comienzan a generar un impacto negativo en el medio ambiente y que a la larga degenerarán en un impacto medio o fuerte en el ser humano, al alterar la calidad del agua o el ciclo natural de los nutrientes, en algunos casos también pueden producirse hibridaciones las cuales van diluyendo el código genético de las especies nativas (De Poorter, 2009).

La dificultad en establecer las medidas más adecuadas para controlar la expansión de este tipo de especies, radica en que no se sabe con certeza cuál especie exótica tiene el potencial de convertirse en invasora, para intentar definir esta característica con algo de antelación podemos revisar las siguientes reglas ecológicas definidas en la (Tabla 2) (McNeely, Mooney, Neville, Schei, & Waage, 2001).

Tabla 2 Características Ecológicas de las Especies Invasoras

Reglas Ecológicas de las Invasiones

Las posibilidades de una especie introducida intencional o accidentalmente son inversamente proporcionales al tamaño de su población inicial.

Mientras más grande sea el hábitat invadido, más posibilidades tienen de volverse invasora.

Si existen registros de invasión de determinada especie, es posible que se convierta en invasor en un nuevo hábitat con las mismas características del anterior.

Hay especies que utilizan determinados polinizadores en su reproducción, si la especie no es introducida junto con estos, no es posible que esta se vuelva una invasora.

El nuevo hábitat debe tener condiciones naturales similares a las del hábitat de origen de la especie introducida. Fuente: McNeely, Mooney, Neville, Schei, & Waage, 2001 17

En el Ecuador, el turismo generó alrededor de 2,392 millones de dólares durante el año 2018 (Ministerio del Turismo, 2019) motivo por el cual si no establecemos medidas preventivas adecuadas terminaremos perdiendo la belleza de muchos de nuestros ecosistemas marinos, las provincias y comunidades que basan su economía en los ingresos que traen los visitantes de otras partes del mundo terminarán por perder sus trabajos y las pequeñas empresas en el peor de los casos se enfrentarían a la quiebra.

El sector pesquero es otro de los sectores más vulnerables, ya que la introducción de especies exóticas con el fin de aumentar los beneficios de la pesca comercial puede llevar a la extinción de especies nativas, como lo sucedido en África específicamente en el lago Victoria, donde la introducción de la perca del Nilo, fue tan exitosa que logró monopolizar el medio desapareciendo a más de 200 especies nativas, también la recolección de leña para procesar el pescado por parte de los habitantes ha provocado que el suelo se erosione, y los sedimentos que transportan las escorrentías afectan la calidad del agua, perjudicando la economía local (McNeely , Mooney, Neville, Schei, & Waage, 2001).

A largo plazo el cambio climático puede ser un factor aún más determinante, ya que si la tendencia sigue como hasta ahora problemas como la escasez de alimentos, la degradación del suelo, el impacto de las sequías, la explotación sin control de los recursos naturales, generará un incremento en la movilización de refugiados que de manera involuntaria llevarán con ellos animales, plantas o parásitos exóticos a lugares cuyas fronteras no están lo suficientemente controladas aumentando las consecuencias negativas que generan las especies invasoras.

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2.5. Carijoa riisei Carijoa riisei (Duchassaing & Michelotti, 1860) Reino Animalia División Cnidaria Clase Anthozoa Subclase Octocorallia Orden Alcyonacea Suborden Stolonifera Familia Clavulariidae Género Carijoa Especie Carijoa riisei.

Es un octocoral de características coloniales perteneciente al orden de los corales blandos cuya estructura es muy semejante a la de un árbol por sus pólipos los cuales son monomórficos largos, erectos y retráctiles pero que a su vez sobresalen de un cuerpo pequeño, crece en una gran variedad de sustratos ya sean duros, suaves, naturales, artificiales o rocosos, también pueden encontrarse adheridos a superficies de concreto, plástico, en los cascos de barcos o en colonias de otras especies llegando a tener una altura promedio de 25 cm (Yogesh-Kumar JS, Geetha S, Satyanarayana Ch, Venkataraman K& Kambo RD 2014). Puede ser observado a profundidades entre los 2-20 m en aguas turbias, turbulentas o ambientes con una buena cantidad de zooplancton y material orgánico, debido a que no posee nematocistos efectivos se ve obligado a una alimentación exclusiva de zooplancton (Grigg 2003).

El primer avistamiento y registro de esta especie data del año 1972 en las costas de Pearl Harbor en la Isla de Hawaii incrustada dentro de otras comunidades de coral nativas de la zona, a partir de esa fecha continuó su expansión por toda la costa de las islas (Evans et al., 1974 apud Wagner, Kahng e Toonen, 2009), en un principio se aceptó la idea de que era proveniente de zonas del Atlántico Occidental, pero a partir de los continuos estudios moleculares que fueron llevados a cabo en los años posteriores, se llegó a la conclusión que era proveniente de la región Indo-Pacífico Oeste (Concepción et al 2010).

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2.5.1. Morfología El cuerpo básico es una estructura sacoliforme, muy similar a un tubo digestivo pero que se encuentra rodeado por paredes corpóreas sólidas, posee una cavidad gastrovascular derivada del endodermo conocida como celenterón capaz de comunicarse con el medio exterior por una abertura que hace a la vez las funciones de la boca y el ano de la especie y que además es de vital importancia en los procesos de digestión, circulación y la distribución de los nutrientes (Brusca & Bruca 2005; Harrison 1990), adicional presenta una capa intermedia llamada mesoglea derivada del ectodermo en donde podemos encontrar pequeñas partículas de origen mineral que provienen de los procesos de descalcificación, conocidas como escleritas que se asemejan a varillas pequeñas que son las encargadas de hacer de soporte o esqueleto de la especie ya que carecen de carbonato de calcio, razón por la cual se los conoce como corales blandos (DeVictor & Morton, 2010).

Sus pólipos son erectos, largos y delgados que se originan a través del arrastramiento de estolones (Viera, Bezerra, Pérez, 2014), unidos entre sí por un tejido carnoso que se conoce con el nombre de canénquima que terminan en una abertura externa oral en la que podemos encontrar 8 tentáculos con células que guardan una gran similitud con las células musculares de nuestro organismo y que cumplen la función de contraer los tentáculos facilitando la digestión (Sena, 2010), y que están divididos por 8 mesenterios. Estos crecen de forma monopodal, es decir, el pólipo primario que pasa a llamarse pólipo axial va creciendo hasta quedar reducido a un tallo del cual por gemación surgirán otros pólipos que pasan a ser secundarios y al igual que con el pólipo axial primario crecen hasta un determinado límite y a través del proceso de gemación surgirán otros pólipos nuevos llamados terciarios (Figura 3) (Brusca et al 2005).

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Figura 3 Diagrama pólipo axial de la Carijoa riisei. (Fuente: Kahng, Samuel & Benayahu, Yehuda & Wagner, Daniel & Rothe, Nina. 2008).

Su respiración es a través del proceso conocido como difusión, la cual se realiza a través de los canales y poros que presenta en toda la extensión de su cuerpo, al momento de absorber el agua ingresa también el oxígeno que se distribuye por todo el interior de la especie, en los canales se produce el intercambio gaseoso donde el O2 se convierte en CO2 y se expulsa al exterior por los mismos poros donde ingresó el oxígeno (Brusca et al 2005).

2.5.2. Reproducción La especie Carijoa riisei presenta características reproductivas monoparentales con colonias masculinas, femeninas y algunas hermafroditas, pero la forma más eficaz de colonización que ha presentado la especie, es a través de la propagación vegetativa ya que una vez establecida en el sustrato, se desarrolla y expande colonizando el entorno mediante el arrastramiento de estolones. Otra de las características de su éxito, es la reproducción sexual en la cual el pólipo adulto libera los gametos para que se realiza la fecundación externa, el cigoto obtenido se desarrolla hasta que surge una plánula larvar ciliada que se desplaza continuamente entre el plancton dejándose llevar por las corrientes hasta que alcanza su desarrollo y cae en el fondo fijándose al sustrato a través del extremo aboral o disco pedio, convirtiéndose en un pólipo joven (Brusca et al 2005) como lo observado en las costas de Brasil (Figura 4 y 5). 21

Figura 4 Ciclo biológico de la clase anthozoa de la Carijoa riisei

(Fuente: Brusca R. C. & G. J. Brusca. 2005. Invertebrados. 2da edición. McGraw Hill / Interamericana de España, S. A. 1005 pp)

Este pólipo joven no necesita llegar hasta su etapa adulta para entrar en su proceso reproductivo, ya que la especie exhibe un muy alto índice de fecundidad, pudiendo producir cientos o miles de huevos por cada pólipo axial, diversos estudios han demostrado que el proceso reproductivo de la especie es continúo y no se ve afectado por condiciones especiales como en otras especies de coral, que se ven afectadas por los ciclos lunares, la Carijoa riisei puede reproducirse indefinidamente durante todo el año (Brusca et al, 2005).

Figura 5 Expansión de Carijoa riisei introducido en las costas de Brasil desde un acuario. (Fuente: Mantelato, Silva, Dos Santos, Mc Fadden, Creed, 2018).

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2.6 MARCO CONTEXTUAL Estudios realizados en el Ecuador sobre la especie Carijoa riisei han sido derivados de estudios de diversidad de las comunidades de invertebrados marinos en diversos sitios de la costa ecuatoriana. Sin embargo, no existen publicaciones relacionadas a la composición química de la especie Carijoa riisei hasta la actualidad, por lo que este trabajo de investigación constituye una fase inicial en esta línea de la investigación que con seguridad contribuirá a delinear estrategias de mitigación y control de la expansión de Carijoa en el Ecuador.

2.7 MARCO CONCEPTUAL Agua de lastre: Actividad que consiste en liberar el lastre que se encuentra alojado en el fondo del barco.

Ahermatípicos: Son especies de corales capaces de producir y aportar carbonato de calcio en la construcción de arrecifes de coral.

Amidas citotóxicas: Las amidas se definen como derivados de los ácidos carboxílicos, que han sustituido el grupo -OH, por los grupos —NH2, —NHR o —NRR'.

Antipatarios: Coral que no tiene carbonato de calcio y tienen una estructura central y proyecciones espinosas que la protegen.

Canénquima: Nombre con el que se conoce a la mesoglea de cnidarios cuando ya está desarrollada y es la que permite que los pólipos se conecten entre sí.

Corales: Animal del phylum Cnidaria, este antozoo vive en colonias cuyos individuos están unidos entre sí por un esqueleto constituido por calcio principalmente y de forma ramificada, de color blanco, rojo o rosado, que vive en aguas poco someras y cálidas.

Comunidades bentónicas: Organismos que viven en el fondo de un ecosistema acuático sea este marino, estuarino o lacustre.

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Esteroides: Conjunto de lípidos terpenoides que se derivan del esterano y que posee en su composición 3 anillos de ciclohexano y 1 de ciclopentano fusionados entre sí.

Eicosanoides halogenados (punaglandinas): Compuestos resultantes del proceso de oxigenación de ácidos grasos poliinsaturadas de cadena larga.

Hermatípicos: Son especies de corales incapaces de producir y aportar carbonato de calcio en la construcción de arrecifes de coral.

Monomórfico: Especies de corales cuya principal característica es la de presentar un solo pólipo.

Organismos Epi-bentónico: Organismos que habitan sobre la superficie de otros animales.

Organismos sésiles: Organismos que no tienen movilidad, que generalmente crecen sobre un sustrato

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CAPÍTULO III METODOLOGÍA Y ASPECTOS METODOLÓGICOS

3.1. ENFOQUE

El presente trabajo de investigación tiene un enfoque cuantitativo, ya que establece las características químicas de la especie Carijoa riisei, considerando como variables: el porcentaje de la humedad, materia seca, cenizas, el porcentaje Proteínas, carbohidratos, lípidos o grasas y el contenido de macronutrientes (N, P, K, Mg, Ca) y micronutrientes (Na, Fe, Cu, Mn, Zn, B, Mo) en colonias muestreadas en la Reserva Marina El Pelado.

3.2 MODALIDAD BÁSICA DE INVESTIGACIÓN

3.2.1 Bibliográfica: Consiste en la revisión de fuentes de información secundarias tales como: papers científicos, libros, revistas, tesis o páginas web, publicados por diferentes autores sobre los principales aspectos que tienen correlación con el tema que está siendo objeto de estudio y que nos servirá de soporte en el trabajo de titulación. 3.2.2 Descriptiva: Comprobar como las condiciones del medio afectan la composición química de la especie, mediante la toma de muestra y posterior análisis de caracterización química en el laboratorio respectivo. 3.2.3 Exploratoria: Por ser un estudio que por primera vez se realiza sobre la composición química de Carijoa riisei en la REMAPE es una investigación de tipo exploratorio.

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3.3 NIVEL O TIPO DE INVESTIGACIÓN El tipo de investigación por ser ejecutada durante un período puntual en el tiempo es de carácter transeccional, y por ser la primera investigación que determina las características químicas de Carijoa riisei en la REMAPE es de tipo exploratorio, descriptivo y usa información secundaria y primaria para la caracterización química y biológica de la especie. Este estudio se basa en el paradigma del positivismo en el cual un conocimiento sea considerado como conocimiento científico, debe basarse en la ciencia, el cual se caracteriza en el monismo metodológico, modelo de ciencias naturales exactas, la explicación causal y la predicción (Bernal, 2006).

3.4 POBLACIÓN Y MUESTRA La población de estudio corresponde a las colonias de Carijoa riisei presentes en los bajos situados alrededor del Islote El Pelado, la muestra de estudio fueron las colonias observadas en dos sitios ( El Cuarenta y El Acuario).El diseño de muestreo usado para esta tesis fue no probabilístico, por juicio es decir, en base al criterio técnico del investigador en función al conocimiento existente sobre la ubicación de las colonias de Carijoa registrados en estudios anteriores (Cárdenas & Triviño, 2014 ), razón por la cual se decidió recoger en dos sitios donde se han registrado previamente el octocoral invasivo. En cada sitio se tomó tres muestras aleatorias de Carijoa y se colectó la cantidad de 1 Kg por cada sitio de estudio.

3.5 METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN

3.5.1 En campo Se muestrearon dos sitios en los alrededores del islote El Pelado denominados El Cuarenta y El Acuario el 20 de julio de 2019, a través de una embarcación se arribó a los sitios de estudio, posteriormente se posicionó los sitios y se registraron las coordenadas geográficas mediante un equipo de posicionamiento geográfico (GPS) marca Garmin, modelo Legend Etrex, posteriormente un equipo de tres buzos procedieron a realizar la inmersión en cada sitio usando la

26 técnica de buceo con equipo intensivo (SCUBA) y procedieron a colectar aleatoriamente tres muestras de colonias de Carijoa riisei en cada sitio.

Las muestras fueron colocadas en tres fundas de zyplock, estas fueron rotuladas, almacenadas y congeladas a 5 grados celsius en un cooler hasta su arribo al laboratorio para su análisis químico.

Para determinar el impacto de la especie invasora sobre las comunidades bentónicas se usó la técnica de cuadrantes y transectos, así se usó un cuadrante de 50 x 50 cm para determinar la abundancia relativa de Carijoa sobre las comunidades sésiles a lo largo de un transecto de 50 m de longitud (Edgar et al.,2011) a una sóla profundidad limitada por el tiempo de permanencia de los buzos en el fondo de cada sitio. Estos cuadrantes fueron dispuestos de forma aleatoria sobre el transecto al inicio (5m), en medio (25m) y al final del transecto (50m). Adicionalmente se registró la temperatura del agua mediante el uso de una computadora de buceo, la profundidad se la registró a nivel del profundímetro de una consola de buceo y el tipo de sustrato (rocoso, arena, pared) se lo determinó visualmente y se lo registró a través de una cámara de fotografía submarina Canon modelo G15.

3.5.2 En Laboratorio Las muestras fueron analizadas por el laboratorio de análisis ambiental e Inspección LABCESTTA (http://www.cestta.com.ec/index.html) para el análisis químico. Las submuestras obtenidas por cada sitio fueron unificadas en una muestra compuesta, obteniéndose una sola muestra por cada sitio de estudio. Las muestras fueron procesadas inmediatamente llegadas al laboratorio según el siguiente proceso (Figura 6 y 7).

Adicionalmente para estudiar el impacto de la especie Carijoa riisei sobre las comunidades epibentónicas de la REMAPE se utilizó una matriz de valoración del impacto ambiental.

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3.5.2.1 Descripción del proceso de caracterización química. ● Recepción de muestras

Se recibe la muestra y se elabora la planilla de recepción. Figura 6

Figura 6 Muestras de El Cuarenta y El Acuario para análisis ● Pesado de muestra y etiquetado

Las muestras fueron pesadas para cada sitio de muestreo y nuevamente etiquetadas para su análisis.

● Homogenización de la muestra

Se colocaron las muestras del sitio Cuarenta y sus tres réplicas en una bandeja, estas fueron mezcladas para la obtención de una muestra compuesta, de igual forma se realizó el mismo procedimiento para las muestras del sitio El Acuario.

● Trituración

Las muestras de Carijoa riisei, fueron trituradas, y posteriormente extraída con metanol al 70%.

● Concentración y filtración

El etanol sobrante del proceso de almacenamiento y el metanol sobrante del proceso de extracción, fueron filtrados al vacío y posteriormente concentrados.

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● Determinación de Proteínas, carbohidratos, lípidos, macronutrientes

La muestra concentrada fue usada para la determinación de:

Proteínas y nitrógeno según el método AOAC 984.13

Grasas según el método AOAC 920.39

Tabla 3 Datos del método usado grasas

Tipo de método Química Cuantitativa Analito Grasas Técnica Extracción con Éter Analítica Equipo Gravimétrico Método AOAC (Association of Official aprobado por Analytical Chemists) Número 920.39 asignado Fuente: AOAC Authors, 2006

Calcio, Magnesio, Potasio, Fósforo, Sodio, Molibdeno, Hierro, Cobre, Manganeso, Zinc y Boro método 985.01

Tabla 4 Datos del método usado (macro y micronutrientes)

Tipo de método Química Cuantitativa Calcio, Magnesio, Potasio, Fósforo, Sodio, Molibdeno, Analito Hierro, Cobre, Manganeso, Zinc y Boro. Técnica de espectroscopía de Técnica emisión con fuente de Analítica Plasma de acoplamiento Inductivo (ICP) Espectroscopio / Equipo Espectrómetro de emisión Método AOAC (Association of Official aprobado por Analytical Chemists) Número 985.01 asignado Fuente: AOAC Authors, 2006

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Cenizas método AOAC 942.05

Tabla 5 Datos del método usado cenizas

Tipo de método Química Cuantitativa Analito Ceniza Incineración (Deduce la cantidad de material formador de cenizas de un Técnica producto, estas cenizas Analítica formadas se consideran impurezas o contaminantes no deseados) Equipo Gravimétrico Método AOAC (Association of aprobado por Official Analytical Chemists) Número 942.05 asignado Fuente: AOAC Authors, 2006

Humedad y Materia Seca por el método AOAC 934.01.

Tabla 6 Datos del método usado humedad y materia seca

Tipo de método Química Cuantitativa Analito Humedad y Materia Seca Pérdida por secado (Método a través del cual Técnica determinamos bajo Analítica condiciones específicas la cantidad de materia volátil presente en una sustancia) Equipo Gravimétrico Método AOAC (Association of aprobado por Official Analytical Chemists) Número 934.01 asignado Fuente: AOAC Authors, 2006

Los carbohidratos fueron obtenidos por la diferencia de los resultados de proteínas, grasas, humedad y ceniza.

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Recepción de muestras

Pesado de muestras

Homogenización de muestras

Trituración

Concentración y filtración

Determinación de Proteínas, carbohidratos, lípidos, macro y micronutrientes

Figura 7 Diagrama de flujo del análisis químico realizado a las muestras de Carijoa riisei. (Fuente: Elaboración propia)

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Para la elaboración del plan de difusión se analizó información secundaria registrada en bases de datos tales como: World Register of Marine Species; https://imedea.uib-csic.es/sites/ojoinvasoras/quien-somos/colaboradores/; https://www.iucn.org/theme/species/our-work/invasive-species

3.6 INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN Al ser un trabajo de investigación con enfoque cuantitativo, el instrumento de medición usado fue la observación directa y estructurada in situ la cual se define como el registro visual de los hechos ocurridos en la naturaleza, que fue definida previamente por el investigador según los objetivos de la investigación, las condiciones ambientales propicias para la realización del buceo con tanque (SCUBA). Basado en las variables definidas previamente en la operacionalización de variables (Tabla 1), se estableció que la observación será:

● Natural ● Directa ● Estructurada

3.7 PROGRAMAS ESTADÍSTICOS Por la naturaleza descriptiva del trabajo, no serán utilizados programas estadísticos para la comprobación de la hipótesis (Hernández, 2014)

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CAPÍTULO IV ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS

4.1 CARACTERÍSTICAS Y PROPIEDADES QUÍMICA DE LA ESPECIE INVASORA Las colonias de Carijoa riisei presentó ramificaciones tipo arbóreas, con una longitud promedio de 25 cm. Las muestras utilizadas para este estudio presentaron color blanquecino, pólipos erectos con un diámetro que varió de 2,5 a 4 mm. (Figura 8)

Figura 8 Colonia Carijoa riisei muestreadas para estudio (Fuente: fotografía Joffre Angulo)

Los análisis químicos realizados en Carijoa riisei mostraron que el bajo Cuarenta presentó un contenido de: 5,47% de proteínas; 1,52% carbohidratos; 0,48% de grasas o lípidos, 66,65% de humedad y 25,88% de cenizas. Mientras que el bajo El Acuario presentó un contenido de: 5,28% de proteínas; 0,62% de Carbohidratos; 026% de grasas o lípidos; 69,76% de Humedad y 24,08% de Cenizas

Siendo el bajo Cuarenta el sitio donde se presentaron las mayores concentraciones a excepción del porcentaje de humedad que fue más alto en las muestras recolectadas en el bajo El Acuario. (Tabla 7 y Figura 9).

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Tabla 7 Composición química de Carijoa riisei presentes en los sitios El Cuarenta y El Acuario en la Reserva Marina El Pelado durante julio de 2019.

HUMEDAD Materia Proteína Nitrógeno Carbohidratos Ceniza SITIO Grasa (%) (%) Seca (%) (%) (%) (%) (%) CUARENTA 66,65 33,35 5,47 0,87 1,52 0,48 25,88 ACUARIO 69,76 30,24 5,28 0,84 0,62 0,26 24,08

Comparativa Composición Química

Ceniza (%) 24,08 25,88

Grasa (%) 0,26 0,48

Carbohidratos (%) 0,62 1,52

Nitrógeno (%) 0,84 0,87

Proteína (%) 5,28 5,47

Materia Seca (%) 30,24 33,35

Humedad (%) 69,76 66,65

0 10 20 30 40 50 60 70 80

ACUARIO CUARENTA

Figura 9 Comparativa de la composición bajo El Cuarenta vs El Acuario.

Los análisis de macronutrientes realizados en las muestras de Carijoa riisei presentes en los sitios de estudio demostraron altas concentraciones de calcio, seguida de magnesio y bajas concentraciones de fósforo y potasio. Las concentraciones de Calcio oscilaron entre 83187,5 mg/Kg y 77786 mg/Kg encontrándose las mayores cantidades en el bajo El Cuarenta. Similar tendencia fue registrada a nivel de magnesio donde la concentración más alta fue de 7749 mg/Kg mientras que en El Acuario se registró una concentración de 6697 mg/Kg

Las concentraciones de fósforo oscilaron entre 432,5 y 687,7 mg/Kg registrándose la mayor concentración en la zona del acuario mientras que las concentraciones de potasio oscilaron entre 258,74 y 375,61 mg/Kg registrándose la mayor concentración en la muestra del Cuarenta (Figura 10).

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Figura 10 Concentraciones de Macronutrientes presentes en Carijoa riisei registrados en los bajos El Cuarenta y El Acuario en la Reserva Marina El Pelado durante julio de 2019.

Las concentraciones de micronutrientes oscilaron entre 9,79 a 1516 mg/Kg, registrándose en mayores cantidades hierro y sodio mientras que Boro, Manganeso, Molibdeno, Cobre y Zinc se encontraron en menores concentraciones.

Las concentraciones de sodio fueron las más altas con valores entre 1370 y 1516 mg/Kg. El hierro presentó valores entre 121 y 843 mg/Kg para ambos micronutrientes sus valores más altos fueron registrados en el bajo El Cuarenta (Figura 11).

Las concentraciones de Boro oscilaron entre 10,4 y 9,79 mg/Kg, presentando concentraciones más altas en el acuario, para el Zinc concentraciones varían entre 21,03 y 25,16 mg/Kg, el Molibdeno presentó concentraciones entre 0,17 y 2,45 mg/Kg, siendo más alto en el acuario, el Cobre mostro concentraciones de 1,92 y 5,07 mg/Kg respectivamente y para Manganeso con concentraciones entre 6,05 y 19,29 mg/Kg las concentraciones más altas estuvieron en el bajo Cuarenta

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Figura 11 Concentraciones de Micronutrientes presentes en Carijoa riisei registrados en los bajos El Cuarenta y El Acuario en la Reserva Marina El Pelado durante julio de 2019.

En base a la información secundaria analizada la especie Carijoa riisei, posee una gran cantidad de principios activos con propiedades aplicables a la industria química y farmacológica, a continuación, se detallan las características y propiedades químicas.

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4.1.1 Eicosanoides halogenados (punaglandinas) Característica: Se caracteriza por presentar oxigenación en sus carbonos 5, carbono 6, carbono 7 y carbono 12; por tener un átomo de cloro en su carbono 10 y un ciclo pentenona en el carbono 9. Propiedades: presentaron actividad anti-inflamatoria y anti-tumoral.

Fórmula Estructural

Figura 12 Eicosanoides o punanglandinas extraídas de la Carijoa riisei

Fuente: Kossuga, et al 2007

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4.1.2 Amidas citotóxicas y esteroides hidroxilados Características: Compuestos orgánicos polares gracias a la existencia del grupo carbonilo, son capaces de sustituir hasta 3 hidrógenos por radicales, acilos, por lo que se los considera derivados del amoníaco. Los esteroides se caracterizan porque pueden ser sintetizados a partir del colesterol y pueden encontrarse tanto en animales como en vegetales. Propiedades: Presentan toxicidad moderada en las células murinas de leucemia.

Fórmula Estructural

Figura 13 Amidas y esteroides extraídos de la Carijoa riisei

Fuente: Kossuga, et al 2007

4.1.3 Esteroides glicosilados (riiseins A y B) Características: Los esteroides se caracterizan porque pueden ser sintetizados a partir del colesterol, poseen además un sistema de anillos que forman un esqueleto común Propiedades: posee propiedades citotóxicas in vitro en las células del adenocarcinoma de colón.

Fórmula Estructural

Figura 14 Esteroides extraídos de la Carijoa riisei.

Fuente: Kossuga, et al 2007

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4.1.4 Pregna-1, 4,20-trien-3-one Características: Posee un sistema de anillos que forman un esqueleto común, forman parte vital en la estructura de la membrana reguladora, que controla los niveles de sal en el organismo. Propiedades: Actividades citotóxicas capaces de inhibir las actividades del paràsito conocido como Leishmania braziliensis.

Fórmula Estructural

Figura 15 Compuesto Pregna-1, 4,20-trien-3-one.

Fuente: Almeida, et al 2014

4.1.5 18-acetoxypregna-1, 4,20-trien-3-one Características: Posee un sistema de anillos que forman un esqueleto común y tiene una gran importancia en la regulación en la secreción de bilis. Propiedades: presentó moderada citotoxicidad en 4 tipos de linfomas celulares (Sistema nervioso central, mama, colon, leucemia) y citotoxicidad para la actividad microbiana de la Leishmania braziliensis y Tripanozoma cruz.

Fórmula Estructural

Figura 16 Esteroide 18-acetoxypregna-1, 4,20-trien-3-one extraído de la Carijoa riisei

Fuente: Kossuga, et al 2007 39

Tabla 8 Principios activos extraídos de la Carijoa riisei

Grupo Nombre Funcional Referencia Eicosanoides halógenados (Baker et al.,1985 e Carboxilo (punaglandinas). Baker and Scheuer, 1994) Amidas citotóxicas y esteroides Amidas (Liyanage e Schmitz, 1996) hidroxilados Èster Esteroides glicosilados (riiseins A y Ester (Maia, et al., 2000) B) ------Pregna-1,4,20-trien3-one Almeida et al. (2012) ------18-acetoxypregna-1,4,20-trien-3-one (Kossuga 2007) --- Fuente: Elaboración propia.

Además diversas fuentes de información determinan que un subproducto obtenido a partir del proceso de identificación cromatográfico del compuesto 18- acetoxypregna-1, 4,20-trien-3-one, presenta excelentes propiedades citótoxicas en los linfomas de células de cáncer de mama,melanoma y colón, también acciones antimicrobianas en presencia de Staphylococcus aureus, Pseudomona aureginosa, Enterobacter spp, Proteus spp (Kossuga, et al 2007).

Los datos obtenidos de la caracterización química de la especie Carijoa riisei, correspondientes a: proteínas, carbohidratos, lípidos o grasas, humedad, cenizas, macro y micronutrientes se muestran en el anexo A, B, C y D al final de este trabajo de investigación

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4.2 EFECTO DE LA PRESENCIA DE CARIJOA RIISEI SOBRE COMUNIDADES BENTÓNICAS.

El muestreo de las colonias de Carijoa en los sitios de estudio evidenció una proliferación y asentamiento de la especie invasora.

4.2.1 El Cuarenta

En el bajo El Cuarenta se encontraron colonias bien desarrolladas, con pólipos de color blanco, erectos y largos situados especialmente en las ranuras entre sustratos rocosos. Las colonias crecen hacia los lados (Figura 17 -Tabla 9) y sobre invertebrados (Figura 18).

Figura 17 Colonias de Carijoa riisei creciendo en los bordes entre zonas rocosas del sitio El Cuarenta durante julio de 2019. (Fotografía: Maritza Cárdenas)

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Figura 18 Colonias de Carijoa riisei creciendo en esponjas, balanus y otros invertebrados sésiles en el sitio Cuarenta durante julio de 2019 (Fotografía: Maritza Cárdenas)

Las colonias de Carijoa estuvieron presentes en zonas rocosas, a bajas temperaturas 23,3°C) características de la época seca, a poca profundidad (7 mts) y en zonas con poca iluminación por estar entre los canales de separación entre las plataformas rocosas (Tabla 9).

Tabla 9 Características y Variables ambientales registradas en el sitio El Cuarenta en la Reserva Marina El Pelado

Fecha de muestreo 20/ 07/2019

Hora de muestreo 11:24

Variables medidas

Temperatura 23.3 °C

Profundidad 7 mts

Tipo de Sustrato Rocoso predominante donde habita la especie invasora

Observaciones Generales Presencia de colonias de Carijoa de color blanco, del sitio muestreado bien desarrolladas, en zonas marginales de las plataformas rocosas especialmente dispuestas en canales, ranuras y grietas

Fuente: Elaboración propia 42

4.2.2. El Acuario

Las colonias de Carijoa estuvieron presentes en plataformas rocosas, especialmente en paredes, la temperatura del agua menor fue de 21.1° C menor a la registrada en el sitio Cuarenta, a una profundidad de 21 metros. Se observó gran cantidad de rocas colonizadas por el octocoral invasor (Figura 19-Tabla 10). Este sitio presentó una gran cantidad de peces cercanas a las zonas rocosas.

Figura 19 Colonias de Carijoa riisei presentes en el sitio El Acuario durante julio de 2019. Fotografía: Maritza Cárdenas

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Tabla 10 Características y Variables ambientales registradas en el sitio El Acuario en la Reserva Marina El Pelado

Fecha de muestreo 20/ 07/2019

Hora de muestreo 13:26

Variables medidas

Temperatura 21.11 °C

Profundidad 21 mts

Tipo de Sustrato Rocoso, plataformas rocosas, paredes. predominante donde habita la especie invasora

Observaciones Generales Presencia masiva colonias de Carijoa con del sitio muestreado crecimiento excesivo en paredes rocosas. Se observaron crecimiento sobre otros octocorales especialmente gorgonias. Fuente: Elaboración propia

4.3 EVALUACIÓN DEL IMPACTO AMBIENTAL DE LA ESPECIE CARIJOA RIISEI EN LAS RESERVA MARINA EL PELADO

La evaluación de los impactos ambientales producidos por la especie invasora Carijoa riisei en la Reserva Marina El Pelado muestra una afectación a los componentes, físico, biótico y una posible afectación a mediano y largo plazo de los pescadores que desarrollan el turismo de buceo. A nivel del componente físico los elementos ambientales que se ven alterados fueron el sustrato y la belleza escénica de los sitios de buceo donde se ha desarrollado esta especie tales como sustratos artificiales, sustratos rocosos, paredes verticales, planchonales, alterando el paisaje natural de las comunidades bentónicas que habitan en las zonas rocosas y disminuyendo la belleza escénica y atractivo turístico del Cuarenta y El Acuario (Tabla 11). El componente biótico afectado fueron organismos sésiles como esponjas, balanus, octocorales (gorgonias) y no se evidenció en estos sitios crecimiento de Carijoa riisei sobre corales negros y pocilloporos.

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Finalmente se observó que el aumento significativo de colonias de Carijoa en el Cuarenta y especialmente en el Acuario en la zona profunda producirá a mediano y largo plazo decrecimiento de la economía local especialmente para guías e instructores de buceo, pangueros debido a la pérdida de la diversidad de comunidades bentónicas en los sitios de buceo debido a que se verán afectados sus empleos y negocios asociados directa e indirectamente al buceo recreativo

Tabla 11 Valoración cualitativa de impactos ambientales generada por Carijoa riisei

Componente Elemento Aspecto Ambiental Impacto Ambiental Referencias Ambiental Ambiental

Sustratos artificiales (Barco hundido, estructuras metálicas) Alteración Sustrato geomorfológica de los sustratos Sustratos Rocosos, Paredes, planchonales Físico Sustratos Arenosos Concepcion Alteración de la et at 2010; Agua Calidad de agua marina calidad del agua Cárdenas- Calle et al., Alteración de Paisajes 2018; Keith Alteración y naturales y atractivos y Martínez, Cultural monopolización del 2016; Viera, turísticos de sitios de paisaje Bezerra, buceo Pérez, 2014; Pérdida de la Grigg 2003 biodiversidad de zonas coralinas, Biótico Flora y Fauna Fauna Marina corales negros e invertebrados sésiles Decrecimiento de la economía local Desarrollo Económico por pérdida de Antrópico Socioeconómico local atractivos turísticos de sitios de buceo Pérdidas de empleo Fuente: Elaboración propia

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4.4 PLAN DE DIFUSIÓN DEL EFECTO DE CARIJOA RIISEI Y MEDIDAS DE MITIGACIÓN Y CONTROL EN LA DISPERSIÓN DE LAS COLONIAS.

4.4.1 Introducción

Este plan de difusión representa un primer paso en la socialización y concientización de los efectos de las especies invasoras sobre la biota nativa presente en la Reserva Marina El Pelado, ya que uno de los problemas que ha permitido la expansión y colonización de estas especies se debe en gran medida a la falta de integración entre todos los miembros partícipes del cuidado y conservación de la REMAPE, con las instituciones de educación de la comuna y de la provincia, para que este plan resulte efectivo es de vital importancia que todos los miembros estén debidamente informados sobre la peligrosidad de este tipo de especímenes

4.4.2 Marco Legal El Ecuador posee un marco legal que sustenta y gestiona las especies exóticas. La constitución de la República en sus artículos: 73, 395, 396 y 408, estableces que el Estado debe aplicar medidas y restricciones a las actividades que puedan generar destrucción de ecosistemas, extinción de especies y alteración del ciclo normal de los recursos naturales. Además de garantizar modelos sustentables para un desarrollo equilibrado de la biodiversidad asegurando satisfacer las necesidades de la generación del presente y el futuro, aplicar medidas que eviten impactos ambientales negativos cuando hay certeza de un daño o no exista evidencia científica debe tomar medidas preventivas. Además, el Código orgánico del Ambiente establece en sus artículos 67, 68, 69 y 71, establece que la introducción y manejo de las especies exóticas en nuestro territorio se realizará después de un análisis de carácter técnico-científico, además está plasmada la prohibición de introducir especies exóticas en áreas protegidas. También sustenta sus acciones en base a los lineamientos de Convenios Internacionales o convenciones internacionales como podremos ver resumida en la Figura 20.

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Constitución del Ecuador (art. 14)

Políticas Ambientales Convenio de Nacionales (Política 2 Diversidad Biológica Estrategia 1) (art. 8)

Convención sobre el Política Nacional Comercio para la gestión de la Control Internacional de visa silvestre Especies (Estrategia 1.6 literal Amenazadas de g) Fauna y Flora Especies Silvestres (CITES)

Convenio Invasoras Internacional para el Código orgánico del control y la gestión ambiente (art. 67 al del Agua de lastre y 71) los sedimentos de los buques (Convenio BWM)

Plan nacional del Estrategia Nacional desarrollo 2017 - de Biodiversidad 2021 (Objetivo 3. 2015 - 2030 Político 3.1) (Resultado 11b)

Figura 20 Marco Legal sobre el manejo a las especies invasoras (Fuente: Ministerio del ambiente, 2019)

4.4.3 Problema El desconocimiento sobre los efectos y comportamientos de la especie Carijoa riisei, además de la poca información en cuanto a las características químicas no permiten lograr una cooperación integral entre todos los miembros de la comuna y autoridades administradoras de la REMAPE, para evitar que la misma se siga extendiendo con el peligro de que logré en determinado momento alcanzar la Reserva marina de las Islas Galápagos.

4.4.4 Objetivo

Contribuir al conocimiento de los efectos negativos de las especies invasoras, especialmente de la especie Carijoa riisei sobre las comunidades de invertebrados bentónicos presentes en la Reserva Marina El Pelado y otras áreas marinas del Ecuador y establecer medidas de control y/ o mitigación para evitar su expansión.

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4.4.5 La estrategia de acción

La elaboración de este plan de difusión y manejo se sustenta en las recomendaciones planteadas en el plan de acción para la conservación de los ecosistemas marinos del Parque Nacional Galápagos, para lograr integrar un número de entidades públicas y privadas, investigadores nacionales e internacionales expertos en el tema de especies invasoras, para lograr mantener los bienes y servicios ambientales de esta área marino-protegida, pues la similitud que presentan los hábitats marinos de la Reserva Marina El Pelado sobre a todo a nivel submareal generan un gran beneficio a todos los ecuatorianos en especial para los habitantes de la comuna de Ayangue. A continuación, podemos encontrar un resumen de los datos del estudio (Tabla 12).

Tabla 12 Datos generales de la zona del estudio

Ficha Técnica del Estudio Estudio del impacto ambiental de la especie Carijoa riisei en la Reserva Denominación del Marina El Pelado área

U. Geográfica Provincia Santa Elena UTM Coordenadas WGS84 17 S Este Norte 529894,13 9789904 Ubicación 529403,37 9775894 Cartográfica 519631,5 9775894 519631,5 9789904 529894,13 9789904 Fase del proyecto Inicio y Planificación Superficie del área 13005 hectáreas marinas (96 hectáreas terrestres) Administración Ministerio del Ambiente Representante Raúl Ledesma Av. Othmar Stel y Misericordia de Dios. Parroquia Manglaralto. Comuna Dirección Olón. Provincia de Santa Elena. Teléfono (04) 290-1313 http://areasprotegidas.ambiente.gob.ec/es/areas-protegidas/reserva- Dominio

marina-el-pelado

Fuente: Elaboración propia

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El plan tendrá la siguiente información:

● Descripción fotográfica de la especie invasora ● Origen y Lugar donde crece y se desarrolla ● Efectos o impactos que producen en el ambiente donde habitan ● Acciones a implementar

4.4.5.1 Descripción fotográfica de la especie invasora Tabla 13 Datos y Registro de la especie Carijoa riisei para el plan de difusión

Nombre común Nombre Características- Foto - identificación (nombre científico) científico Hábitat Es un octocoral en forma de arbusto. Las colonias forman densos racimos de enredados y ramificados Carijoa riisei tallos con grandes y Coral copo de prominentes pólipos nieves blancos. Habitan en la mayoría de los ambientes de aguas poco profundas y en zonas de afloramientos rocosos y escombros duros, también en restos de naufragios. Fuente: Elaborado por Maritza Cárdenas & Clara Tello

4.4.5.2 Origen y Lugar donde crece y se desarrolla

Actualmente se conoce que la especie es originaria de la región del Indo-Pacífico Oeste (Concepción et al, 2010), en la Figura 21 podremos ver un mapa de la distribución de la especie en el mundo actualmente

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1 Kaua'i; 2 O'ahu; 3 Maui; 4 Big Island; 5 Principe/Sao Tome (East Atlantic); 6 Mauritius; 7 Indonesia; 8 Darwin, Australia; 9 Palau; 10 Mariana/Caroline Islands; 11 Papua Nueva Guinea/Islas Salomon; 12 Rapid Bay/Whyalla, Australia; Figura 21 Distribución global de la especie Carijoa riisei 13 Fly point, Australia; 14 Fiji/Tonga; (fuente: Concepción et al 2005) 15 Florida; 16 Puerto Rico/US Virgin Islands; 17 Panamá; 18 Brasil.

En nuestro país ha sido identificada la presencia de Carijoa riisei en las provincias de Esmeraldas, Manabí y Santa Elena. (Tabla 14): ➢ La Reserva Marina Galera San Francisco en los sitios (Keith & Martínez 2016); Punta Alta, Piedra Quingue (Cárdenas-Calle et al., 2019). ➢ Parque Nacional Machalilla ➢ Reserva Marina El Pelado en los sitios El Cuarenta registrada en mayo de 2013 (Cárdenas & Triviño, 2014); en julio del mismo año fue registrada en los bajos Cabeza del Viejo, La Pusunga, Bajo Carlos, Portete, Bajo Los Pargos (Cárdenas-Calle et al., 2018); en septiembre de 2015 fue registrada en el Planchón (Cárdenas-Calle & Pérez, 2017) y fue registrada en La Pared en enero de 2016 (Cárdenas-Calle et al.,2019) y actualmente en julio de 2019 se la ha registrado en El Acuario y más sitios en el bajo Cuarenta. ➢ Jama en el sitio Vaca Brava 1 y Bajo Londres (Cárdenas-Calle et al., 2019).

Si seguimos podemos encontrar que ha colonizado las zonas de Punta Alta en el centro de la Galera San Francisco, pasando Tongorachi hasta la capa San Francisco, pero a diferencia de otras zonas aquí se expande de manera horizontal sobre los parches coralinos y otros invertebrados sésiles. (Tabla 14).

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Desde el año 2010 en que fue registrado por primera vez en el Parque Nacional Machalilla la especie logró expandirse convirtiéndose en la especie dominante en la zona de Piedra Quingue, debido a que su elevada capacidad de adaptación le ha permitido prosperar tanto en zonas directamente expuestas a la luz así como en zonas lejanas a la influencia de la luz de sol directa, extinguiendo la gran mayoría de la fauna sésil exceptuando a una especie de coral (Tubastrea coccinea) que de alguna manera aún no determinado ha logrado permanecer inalterada a la influencia de la especie Carijoa riisei y se ha logrado mantener en su hábitat natural.

Tabla 14 Lugares donde ha sido registrada la especie Carijoa riisei

Provincia Sitios en donde se Referencia encuentra

Esmeraldas RMGSF:Piedra Quingue Keith y Martínez, 2016 Cárdenas-Calle et al.,2019

RMGSF:Punta Alta Keith y Martínez, 2016 Cárdenas-Calle et al.,2019

JAMA: Bajo Londres Keith y Martínez, 2016 Cárdenas-Calle et al.,2019

Tongorachi Keith y Martínez, 2016

Mompiche Keith y Martínez, 2016

Manabí JAMA:Vaca Brava Keith y Martínez, 2016

JAMA: Vaca Brava 1 Cárdenas-Calle et al.,2019

CANOA: Cabo Pasado Keith y Martínez, 2016

PNM:Sombrerito Keith y Martínez, 2016

PNM:Horno de Pan Keith y Martínez, 2016

PNM:Salango W Keith y Martínez, 2016

Los Ahorcados Keith y Martínez, 2016

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Bajo Copé Keith y Martínez, 2016

REMAPE: El Cuarenta Cárdenas & Triviño, 2014 Keith y Martínez, 2016

REMAPE:El Planchón Cárdenas-Calle & Pérez,2017

REMAPE:Cabeza del Viejo Cárdenas-Calle et al., 2018

REMAPE:La Pusunga Cárdenas-Calle et al., 2018 Santa Elena REMAPE:Bajo Carlos Cárdenas-Calle et al., 2018

REMAPE:Portete Cárdenas-Calle et al., 2018

REMAPE:Los Pargos Cárdenas-Calle et al., 2018

REMAPE:La Pared Cárdenas-Calle et al.,2019

REMAPE:El Acuario Keith y Martínez, 2016

Fuente: Elaboración propia

4.4.5.3 Efectos o Impactos negativos que produce en el medio donde habitan  Alteración de los sustratos naturales  Alteración de la calidad del agua  Monopolización y pérdida de la biodiversidad de los parches, zonas coralinas y demás invertebrados sésiles.  Decrecimiento económico y desempleo en comunas que desarrollan actividades de turismo buceo.

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4.4.5.4 Acciones a Implementar Crear mecanismos que permitan el desarrollo, la integración y la coordinación competente de todas las autoridades gubernamentales y no gubernamentales en la aplicación de las normativas nacionales e internacionales.

Gestionar mecanismos de financiación o colaboración interinstitucional a través de diversos convenios con entidades partícipes (actores claves del sector de buceo, turismo, hotelería, restaurantes, pangueros, operadoras, Ministerio del Ambiente, Ministerio de Turismo) de las actividades de explotación de recursos de la REMAPE.

Coordinar con las diversas entidades de investigación y desarrollo la creación o implementación de centros de investigación que establezcan períodos de monitoreo constantes, no sólo en las zonas que se encuentran bajo la protección de la Reserva Marina, a través de programas de censos de la especie que habitan la zona a fin de poder registrar y controlar la expansión de la especie.

Desarrollar una campaña de difusión para la comunidad, con la finalidad de informar los efectos de Carijoa riisei y las acciones de mitigación de la especie, el cual debe ser sencillo de fácil visualización y entendimiento para el lector y que permita concientizar a las personas de todo tipo de nivel educativo, edades sobre el efecto y medidas de control para su desplazamiento, en la Figura 22 se puede observar el diseño de la infografía realizada para la campaña de información.

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Figura 22 Boceto conceptual para la campaña de difusión Diseño: Diseñadora Estefanía Pulgar

Con toda la información relevante y una vez definido la estrategia de comunicación sobre la problemática de la especie, integrar a los miembros de la comuna, centros educativos y demás autoridades de la provincia a través del desarrollo de programas de capacitación, por ejemplo, para que las personas dedicadas a actividades de buceo sean capaces de identificar a la especie y dar el respectivo aviso para poder tomar acciones preventivas de manera más eficiente.

Controlar las embarcaciones que circulan por la REMAPE, ya sea por actividades turísticas o de pesca sobre todo si provienen de zonas externas a la misma.

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CAPÍTULO V CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

5.1 CONCLUSIONES

De los resultados del análisis de caracterización química de la especie Carijoa riisei concluye que esta especie presenta altos contenidos de Calcio y Magnesio y bajas concentraciones de grasas, carbohidratos y nitrógeno.

Se observó que el bajo menos profundo (Cuarenta) fue el que presentó las mayores concentraciones de proteínas, carbohidratos, grasas, macro y micronutrientes en relación a los resultados obtenidos en El Acuario.

Los muestreos submareales muestran evidencia de un crecimiento de colonias de Carijoa riisei en mayor proporción y abundancia en el bajo El Acuario donde las características que prevalecen fueron las bajas temperaturas, menor luminosidad, presencia de paredes verticales, las mismas que colonizan sustratos rocosos y organismos sésiles como octocorales, esponjas. No se observó colonización en corales negros ni pocilloporos debido a que estos normalmente habitan en superficies rocosas planas y no en paredes verticales.

El plan de difusión brinda las herramientas e información más relevante y necesaria sobre el peligro que representan las especies invasoras para las comunidades coralinas que habitan la Reserva Marina El Pelado, logrando integrar de manera conjunta a los habitantes de la zona y a las autoridades competentes encargadas de la conservación y preservación de la misma, procurando lograr un equilibrio entre la necesidad de conservación y la necesidad de explotación de los recursos, bienes o servicios que brinda esta importante región turística para la provincia de Santa Elena.

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5.2 RECOMENDACIONES Durante el proceso de caracterización química de la especie Carijoa riisei, las fuentes de información secundaria demostraron que de la identificación cromatográfica se obtiene un subproducto bruto formado por la mezcla del ethanol con methanol concentrado, que presenta excelentes propiedades químicas, por lo que se recomienda impulsar la investigación de este subproducto con prometedores resultados en la industria biomédica para la lucha contra el cáncer.

Socializar el plan de difusión y mitigación a nivel local con las autoridades ambientales para su mejoramiento, aprobación e implementación y proponer el establecimiento de programas de monitoreo constantes en todas las zonas costeras del país, no sólo en las reservas protegidas. Sobre todo, ahora que, con la creación y puesta en marcha del nuevo puerto de aguas profundas en Posorja, la introducción de especies exóticas puede extenderse con mayor rapidez.

Estudiar las propiedades y características químicas de la especie Tubastrea coccinea con la finalidad de conocer los mecanismos de defensa que le permiten sobrevivir a los efectos de la Carijoa riisei. Las propiedades que esta especie posee pueden ayudarnos a desarrollar medidas de control complementarias a las que puedan surgir luego de los estudios genéticos sugeridos por Keith y Martínez para la especie Carijoa riisei.

Complementar el estudio con un análisis específico de proteínas con el objetivo de identificar cuáles son las que forman la base de su composición, pues en estudios recientes en un grupo de corales de Australia se encontraron algunas proteínas que eran capaces de impedir que el virus del VIH penetre el sistema inmune del Ser Humano.

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5.3 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS  Aguirre Muñoz, A., R. Mendoza Alfaro et al. 2009. Especies exóticas invasoras: impactos sobre las poblaciones de flora y fauna, los procesos ecológicos y la economía, en Capital natural de México, vol. II: Estado de conservación y tendencias de cambio. Conabio, México, pp. 277-318.

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ANEXOS

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