Predators of the sea urchin Diadema mexicanum (Diadematoida: Diadematidae) at the Eastern Tropical Pacific coral reefs

Abstract

Introduction: The coral reefs of Isla del Coco National Park are some of the most pristine ecosystems on Earth. The sea urchin Diadema mexicanum (Diadematoida: Diadematidae) is a common inhabitant with a pivotal role in the ecology of this unique ecosystem. Objective: In this study, we identified the predominant predators of D. mexicanum and estimated the predatory consumption rates. We also determined predation rates at different sea urchin sizes and at sites with contrasting refuge availability. Methods: We use field video recording observations and tethering experiments. Results: The balistid Sufflamen verres and the labrid Bodianus diplotaenia were identified as predators of small and medium size D. mexicanum; the labrids Thalassoma grammaticum and B. diplotaenia (juvenile) and the tetraodontid Arothron meleagris were attempted predators; and Canthigaster punctatissima and Holacanthus passer were scavengers. Larger sea urchins (> 30 mm) were also preyed upon during the tethering experiments. Furthermore, a clear effect of the site on survival of the different sea urchins’ sizes was noted. No difference in the sea urchin predator biomass was found among sites, which highlights the importance of site complexity on survival. At high and medium complexity sites, large individuals had better survival, while at the low complexity site, there was almost no differences in survival rates among the three size classes. Our results also show that a high abundance of these predatory fishes, above 0.04 ind m-2, guarantees a low sea urchin density. Below this threshold, a higher variability in sea urchin density is observed Despite not being registered with the video recordings, lobsters were observed once preying upon a large sea urchin individual. Conclusions: This study identifies a keystone fish guild with high predation rate for Diadema in the National Park, which suggests that protective actions have positively benefited predatory fish and lobster populations.

Introducción: Los arrecifes de coral del Parque Nacional Isla del Coco son uno de los ecosistemas más prístinos de la Tierra. El erizo de mar Diadema mexicanum (Diadematoida: Diadematidae) es un habitante común con un papel ecológico esencial en este ecosistema único. Objetivo: En este estudio, identificamos los depredadores predominantes de D. mexicanum y estimamos las tasas de consumos predatorias. También determinamos las tasas predatorias de diferentes tamaños de erizo de mar en sitios con disponibilidad de refugio contrastante. Métodos: Utilizamos grabaciones de video de campo y experimentos de marcaje. Resultados: El pez ballesta Sufflamen verres y el lábrido Bodianus diplotaenia fueron identificados como depredadores de tamaños pequeños y medianos de D. Mexicanum; los lábridos Thalassoma grammaticum y B. diplotaenia (juvenil) y el tetraodóntido Arothron meleagris fueron intento de depredadores; y Canthigaster punctatissima y Holacanthus passer fueron carroñeros. Los erizos de mar de gran tamaño (> 30 mm) también fueron depredados durante el experimento de marcaje. Además, se encontró un efecto claro del sitio en la supervivencia de los diferentes tamaños de erizo de mar. No se encontraron diferencias en la biomasa de los depredadores del erizo de mar entre sitios, lo que señala la importancia de la complejidad del sitio en la supervivencia. En sitios con complejidad estructural alta y media, los individuos grandes tuvieron mejor supervivencia, mientras que en sitios de complejidad baja apenas hubo diferencias en las tasas de supervivencia entre los tres tamaños. Nuestros resultados también muestran que una alta abundancia de peces depredadores, por encima de 0.04 ind m-2, asegura bajas densidades de erizos de mar. A pesar de no ser registrado durante las grabaciones de video, se observó en una ocasión a una langosta depredando sobre un erizo de gran tamaño. Conclusiones: Este estudio identifica el grupo de peces clave con grandes tasas de depredación sobre Diadema en el Parque Nacional, lo que sugiere que las medidas de protección han beneficiado positivamente las poblaciones de peces depredadores y langostas.