Effects of changing seawater temperature on photosynthesis and calcification in the scleractinian coral Galaxea fascicularis, measured with O2, Ca2+ and pH microsensors | Efectos del cambio en la temperatura del agua en la fotosíntesis y la calcificación del Coral Escleractiniario Galaxea fascicularis medidos con microsensores de O2, Ca2+ y pH

Inglés. Single polyps of Galaxea fascicularis were fixed to glass vials with underwater epoxy resin. After regeneration into microcolonies they were used for microsensor measurements of photosynthesis and calcification under different incubating temperatures. Gross photosynthesis was found highest at temperatures of 23 and 26°C (ca. 0.022 mole O2 m-3 s–1), close to the ambient temperature (i.e. 26°C). At 35°C, gross photosynthesis was irreversibly inhibited as the microcolonies bleached. The net photosynthesis rapidly decreased with temperature and became negative at temperatures higher than 29°C. Profiles of O2 and Ca2+ showed a strong effect of temperature on them. The concentrations of Ca2+ measured on the polyp surface also showed temperature dependence of Ca2+ uptake. In the dark and below 29°C, the surface Ca2+ concentration was temperature independent. During illumination, the surface Ca2+ concentration showed a dip at 26°C (ca. 8.7 mM), indicating maximum uptake rates at ambient temperature. However, at 32°C and higher, Ca2+ was slightly higher at the tissue surface than in the seawater, in both light and dark, resulting from calcium dissolution. The surface pH in light increased gradually from 8.3 to 8.6 with increasing temperature to 23°C, and thereafter remained constant to 29°C. At 32°C, the pH became slightly acidic compared with the water phase, probably due to a decrease in the uptake of CO2 by photosynthesis. The largest difference in pH between light and dark incubations was at temperatures between 23 and 29°C (7.5-7.7 in dark versus 8.6-8.7 in light), which indicate high rates of photosynthesis and respiration in this temperature range. It is concluded that photosynthetic activity in the coral is maintained up to rather high temperatures (32°C), but corals at super-optimum temperatures (above 26°C) consume more O2 than they produce, decalcify and produce CO2

Español; castellano. Se fijaron pólipos de Galaxea fascicularis sobre viales de cristal con resina epoxy. Una vez generaron pequeñas colonias se utilizaron como sensores para medir los cambios en la fotosíntesis y calsificación a diferentes temperaturas. Los valores de fotosíntesis total (bruta) fueron más elevados a temperaturas entre 23 y 26°C (ca. 0,022 mole O2 m-3 s-1), similares a los del ambiente (26°C). A valores de 35°C, la fotosíntesis total se inhibió irreversiblemente y las pequeñas colonias se blanquearon. La fotosíntesis neta disminuyó rápidamente con la temperatura hasta llegar a valores negativos en temperaturas mayores de 29°C. Los perfiles de O2 y Ca2+ mostraron un elevado efecto de la temperatura. Las concentraciones de Ca2+ medidas en la superficie de los pólipos también mostraron una influencia en la incorporación de Ca2+. En condiciones de oscuridad y temperatura por debajo de 29°C, la concentración de Ca2+ era dependiente de la temperatura. En periodos iluminados, el Ca2+ concentración mostró un pico 26°C (ca. 8,7 mM) hecho que indicaba una tasa de incorporación a temperatura ambiente. hecho que indica que las máximas incorporaciones se efectuaron a temperatura ambiente. Sin embargo, a 32°C o más, los valores de Ca2+ fueren ligeramente altos en la superficie del tejido que en agua de mar, en ambas situaciones de iluminación y oscuridad, resultado de la disolución de la disolución de Calcio. El pH en periodos iluminados se incrementó ligeramente de 8.3 a 8.6, incrementándose la temperatura se y permaneció constante hasta 23°C aunque permenecía constante hasta los 29°C. A 23°C el pH se transformó en un pH ligeramente ácido, probablemente debido a la disminución de en la tasa de retención de CO2 mediante la fotosíntesis. Las mayores diferencias en pH en peiodos iluminados y oscuros fue de 23-29°C (7.5-7.7 en oscuridad versus 8.6-8.7) lo que infica un alta tasa de fotosíntesis y respiración a estos datos en este margen de temperaturas. La conclusión del trabajo es que, la actividad fotosintética en el coral es claramente elevada y se mantiene alta a temperaturas hasta alcanzar los 32°C, pero los corales, en el periodo óptimo de temperaturas de verano (por encima de 26°C) consume mas O2 que el que produce, se descalcifica y produce CO2