Urbina Foneron, OctavioThiel, MartinPinochet Romero, Javier Antonio Roberto2024-09-092024-09-092024https://repositorio.udec.cl/handle/11594/251Tesis presentada para optar al grado de Doctor en Sistemática y BiodiversidadThe availability of artificial floating substrata in marine ecosystems has significantly increased in recent decades, facilitating the settlement of sessile species, both native and introduced, especially in areas where natural substratum is scarce. This gives plastic a progressively more relevant role in the creation of habitats for these fouling communities. The colonization of these substrata is influenced by intrinsic factors such as surface roughness, the presence of biofilms, and larval selection. On the other hand, extrinsic factors, such as benthic predation, have a significant effect on community structure. In Chapter 1, intrinsic factors were evaluated through larval selection, using two invasive bryozoan species, Bugulina flabellata and Bugula neritina, commonly found in fouling communities. Energy expenditure during the planktonic and benthic stages, swimming and exploration behaviors prior to settlement, as well as larval selectivity in laboratory conditions on different substrata plastics, wood, and concrete—were quantified. It was observed that energy expenditure was higher in planktonic larvae than in settled larvae. Larvae of both species swam less and explored more when exposed to plastic surfaces, suggesting a preference for this substratum and lower energy expenditures associated with habitat searching. The larvae actively chose to settle on plastics rather than on wood or concrete substrata. The results suggest that Bugula larvae prefer to colonize plastic surfaces over other materials, and that the faster they adhere to artificial substrata, the lower their energy expenditure, which may contribute to greater fitness in these individuals. In Chapter 2, the structure and biomass of the fouling community were evaluated in response to benthic prefación during summer and winter. Floating PVC plates were installed during both seasons in central Chile (36˚S) until the growing fouling community caused them to sink. The plates were then moved to the seabed, where they were exposed to benthic predation, while control plates were kept in a mesh cage to prevent predator access. It was found that in summer all plates refloated, while in winter only 60% did so, with differences observed in dominant species according to their buoyancy and resistance to predation. Therefore, the structure of the fouling community influences how predation facilitates the recovery of buoyancy, as predators cannot consume all epibionts. Although previous studies had shown how fouling organisms cause the sinking of floating debris, this is the first study to provide experimental evidence that predation can reverse this process and allow debris to resurface, making it available again as vectors for the dispersal of native and invasive species. These two chapters help us understand the importance of larval selection and how settlement timing could favor the growth of certain species within the fouling community, which could potentially lead to the sinking of these floating substrata. Additionally, they demonstrate how benthic predation could recover lost buoyancy by removing epibionts.La disponibilidad de sustratos flotantes artificiales en los ecosistemas marinos ha aumentado considerablemente en las últimas décadas, facilitando el asentamiento de especies sésiles, tanto nativas como introducidas, especialmente en áreas donde el sustrato natural es escaso. Esto otorga al plástico un papel cada vez más relevante en la creación de hábitats para estas comunidades de fouling. La colonización de estos sustratos está influenciada por factores intrínsecos, como la rugosidad del sustrato, la presencia de biopelículas y la selección larval. Por otro lado, factores extrínsecos, como la depredación bentónica, tienen un efecto significativo en las estructuras comunitarias. En el capítulo 1, se evaluaron los factores intrínsecos mediante la selección larval, utilizando dos especies invasoras de briozoos, Bugula flabellata y Bugula neritina, comúnmente encontradas en comunidades de fouling. Se cuantificó el gasto energético durante las etapas planctónica y bentónica, los comportamientos de natación y exploración previos al asentamiento, así como la selectividad larval en condiciones de laboratorio sobre diferentes sustratos: plásticos, madera y concreto. Se observó que el gasto energético fue mayor en las larvas en fase planctónica que en las larvas asentadas. Las larvas de ambas especies nadaban menos y exploraban más cuando se exponían a superficies de plástico, lo que sugiere una preferencia por este sustrato y menores gastos energéticos asociados con la búsqueda de hábitat. Las larvas eligieron activamente establecerse en plásticos en lugar de en sustratos de madera o concreto. Los resultados sugieren que las larvas de Bugula prefieren colonizar superficies plásticas en lugar de otros materiales, y que cuanto más rápidamente se adhieren a los sustratos artificiales, menor es su gasto energético, lo que puede contribuir a una mayor aptitud física en estos individuos. En el capítulo 2, se evaluó la estructura y biomasa de la comunidad de fouling en respuesta a la depredación bentónica durante el verano y el invierno. Se instalaron placas flotantes de PVC durante ambas estaciones en el centro de Chile (36˚S) hasta que la creciente comunidad de fouling provocó que se hundieran. Luego, las placas se trasladaron al fondo marino, donde quedaron expuestas a la depredación bentónica, mientras que las placas de control se mantuvieron en una jaula de malla para impedir el acceso de los depredadores. Se encontró que en verano todas las placas reflotaron, mientras que en invierno solo el 60% lo hizo, observándose diferencias en las especies dominantes según su flotabilidad y resistencia a la depredación. Por lo tanto, la estructura de la comunidad de fouling influye en cómo la depredación facilita la recuperación de la flotabilidad, ya que los depredadores no pueden consumir todos los epibiontes. Aunque estudios anteriores habían demostrado cómo los organismos incrustantes provocan el hundimiento de escombros flotantes, este es el primer estudio que proporciona evidencia experimental de que la depredación puede revertir este proceso y permitir que los desechos resurjan, volviendo a estar disponibles como vectores para la dispersión de especies nativas e invasoras. Estos dos capítulos nos ayudan a comprender la importancia de la selección larval y cómo el tiempo de asentamiento podría favorecer el crecimiento de ciertas especies dentro de la comunidad de fouling, lo que potencialmente podría llevar al hundimiento de estos sustratos flotantes. Además, demuestran cómo la depredación bentónica podría recuperar la flotabilidad perdida al remover los epibiontes.enCC BY-NC-ND 4.0 DEED Attribution-NonCommercial-NoDerivs 4.0 InternationalMarine ecosystemsArtificial floating substrataThesis