Positive and Negative Effects of a Threatened Parrotfish on Reef Ecosystems

Authors


Abstract

Species that are strong interactors play disproportionately important roles in the dynamics of natural ecosystems. It has been proposed that their presence is necessary for positively shaping the structure and functioning of ecosystems. We evaluated this hypothesis using the case of the world's largest parrotfish (Bolbometopon muricatum), a globally imperiled species. We used direct observation, animal tracking, and computer simulations to examine the diverse routes through which B. muricatum affects the diversity, dispersal, relative abundance, and survival of the corals that comprise the foundation of reef ecosystems. Our results suggest that this species can influence reef building corals in both positive and negative ways. Field observation and simulation outputs indicated that B. muricatum reduced the abundance of macroalgae that can outcompete corals, but they also feed directly on corals, decreasing coral abundance, diversity, and colony size. B. muricatum appeared to facilitate coral advancement by mechanically dispersing coral fragments and opening up bare space for coral settlement, but they also damaged adult corals and remobilized a large volume of potentially stressful carbonate sediment. The impacts this species has on reefs appears to be regulated in part by its abundance—the effects of B. muricatum were more intense in simulation scenarios populated with high densities of these fish. Observations conducted in regions with high and low predator (e.g., sharks) abundance generated results that are consistent with the hypothesis that these predators of B. muricatum may play a role in governing their abundance; thus, predation may modulate the intensity of the effects they have on reef dynamics. Overall our results illustrate that functionally unique and threatened species may not have universally positive impacts on ecosystems and that it may be necessary for environmental managers to consider the diverse effects of such species and the forces that mediate the strength of their influence.

Efectos Positivos y Negativos de un Pez Loro Amenazado Sobre Ecosistemas Arrecifales

Resumen

Las especies que son interactuantes intensos juegan papeles desproporcionadamente importantes en la dinámica de los ecosistemas naturales. Se ha propuesto que su presencia es necesaria para moldear positivamente la estructura y función de los ecosistemas. Evaluamos esta hipótesis utilizando el caso del pez loro más grande del mundo (Bolmometopon muricatum), una especie en peligro globalmente. Usamos observación directa, seguimiento de individuos y simulaciones con computadora para examinar las diversas formas en que B. muricatum afecta la diversidad, dispersión, abundancia relativa y supervivencia de los corales que son la base de los ecosistemas arrecifales. Nuestros resultados sugieren que esta especie puede influir en la construcción de arrecifes de manera tanto positiva como negativa. La observación de campo y las simulaciones indicaron que B. muricatum redujo la abundancia de macroalgas que pueden competir con corales, pero también se alimenta directamente de corales, lo cual disminuye la abundancia, diversidad y tamaño de la colonia de corales. B. muricatum pareció facilitar el avance de coral al dispersar mecánicamente fragmentos de coral y abrir espacio para su establecimiento pero también dañó corales adultos y reactivó un gran volumen de sedimento de carbonato potencialmente estresante. El impacto de esta especie sobre los arrecifes parece ser regulado en parte por su abundancia – los efectos de B. muricatum fueron más intensos en escenarios poblados con altas densidades de este pez. Las observaciones realizadas en regiones con abundancia alta y baja de depredadores (e. g., tiburones) generaron resultados que son consistentes con la hipótesis de que estos depredadores de B. muricatum pueden jugar un papel en la regulación de su abundancia; por lo tanto, la depredación puede modular la intensidad de los efectos que tienen sobre la dinámica de los arrecifes. En general, nuestros resultados ilustran que especies funcionalmente únicas y amenazadas pueden no tener impactos universalmente positivos sobre los ecosistemas y que puede ser necesario que los manejadores ambientales consideren los efectos diversos de tales especies, así como las fuerzas que median la intensidad de su influencia.

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