An illustrated key to the genera and subgenera of the Recent azooxanthellate Scleractinia (Cnidaria, Anthozoa), with an attached glossary

The 120 presently recognized genera and seven subgenera of the azooxanthellate Scleractinia are keyed using gross morphological characters of the corallum. All genera are illustrated with calicular and side views of coralla. All termes used in the key are defined in an illustrated glossary. A table of all species-level keys, both comprehensive and faunistic, is provided covering the last 40 years.

Deltocyathiidae, an early-diverging family of Robust corals (Anthozoa, Scleractinia)

Over the last decade, molecular phylogenetics has called into question some fundamental aspects of coral systematics. Within the Scleractinia, most families composed exclusively by zooxanthellate species are polyphyletic on the basis of molecular data, and the second most speciose coral family, the Caryophylliidae (most members of which are azooxanthellate), is an unnatural grouping. As part of the process of resolving taxonomic affinities of caryophylliids', here a new Robust' scleractinian family (Deltocyathiidae fam. n.) is proposed on the basis of combined molecular (CO1 and 28S rDNA) and morphological data, accommodating the early-diverging clade of traditional caryophylliids (represented today by the genus Deltocyathus). Whereas this family captures the full morphological diversity of the genus Deltocyathus, one species, Deltocyathus magnificus, is an outlier in terms of molecular data, and groups with the Complex coral family Turbinoliidae. Ultrastructural data, however, place D.magnificus within Deltocyathiidae fam. nov. Unfortunately, limited ultrastructural data are as yet available for turbinoliids, but D.magnificus may represent the first documented case of morphological convergence at the microstructural level among scleractinian corals. Marcelo V.Kitahara, Centro de Biologia Marinha, Universidade de SAo Paulo, SAo SebastiAo, S.P. 11600-000, Brazil. E-mail:kitahara@usp.br

Description of the mitochondrial genome of the tree coral Dendrophyllia arbuscula (Anthozoa, Scleractinia)

Dendrophylliidae is one of the few monophyletic families within the Scleractinia that embraces zooxanthellate and azooxanthellate species represented by both solitary and colonial forms. Among the exclusively azooxanthellate genera, Dendrophyllia is reported worldwide from 1 to 1200 m deep. To date, although three complete mitochondrial (mt) genomes from representatives of the family are available, only that from Turbinaria peltata has been formally published. Here we describe the complete nucleotide sequence of the mt genome from Dendrophyllia arbuscula that is 19 069 bp in length and comprises two rDNAs, two tRNAs, and 13 protein-coding genes arranged in the canonical scleractinian mt gene order. No genes overlap, resulting in the presence of 18 intergenic spacers and one of the longest scleractinian mt genome sequenced to date.

The first modern solitary Agariciidae (Anthozoa, Scleractinia) revealed by molecular and microstructural analysis

Dactylotrochus cervicornis (= Tridacophyllia cervicornis Moseley, 1881), which occurs in Indo-Pacific waters between 73 and 852 m, was originally described as an astraeid but was later transferred to the Caryophylliidae. Assumed to be solitary, this species has no stolons and only one elongated fossa, and is unique among azooxanthellate scleractinians in often displaying extremely long thecal extensions that are septate and digitiform. Based on both molecular phylogenetic analyses (partial mitochondrial CO1 and 16S rDNA, and partial nuclear 28S rDNA) and morphological characteristics, we propose the transfer of D. cervicornis from the Caryophylliidae to the Agariciidae, making it the first extant representative of the latter family that is solitary and from deep water (azooxanthellate). The basal position of D. cervicornis within the agariciids implied by our analyses strengthens the case for inclusion of fossil species that were solitary, such as Trochoseris, in this family and suggests that the ancestor of this scleractinian family, extant members of which are predominantly colonial and zooxanthellate, may have been solitary and azooxanthellate.

Review on hard coral recruitment (Cnidaria: Scleractinia) in Colombia

Recruitment, defined and measured as the incorporation of new individuals (i.e. coral juveniles) into a population, is a fundamental process for ecologists, evolutionists and conservationists due to its direct effect on population structure and function. Because most coral populations are self-feeding, a breakdown in recruitment would lead to local extinction. Recruitment indirectly affects both renewal and maintenance of existing and future coral communities, coral reef biodiversity (bottom-up effect) and therefore coral reef resilience. This process has been used as an indirect measure of individual reproductive success (fitness) and is the final stage of larval dispersal leading to population connectivity. As a result, recruitment has been proposed as an indicator of coral-reef health in marine protected areas, as well as a central aspect of the decision-making process concerning management and conservation. The creation of management plans to promote impact mitigation,rehabilitation and conservation of the Colombian coral reefs is a necessity that requires firstly, a review and integration of existing literature on scleractinian coral recruitment in Colombia and secondly, larger scale field studies. This motivated us to summarize and analyze all existing information on coral recruitment to determine the state of knowledge, isolate patterns, identify gaps, and suggest future lines of research.

Novel organization of the mitochondrial genome in the deep-sea coral, Madrepora oculata (Hexacorallia, Scleractinia, Oculinidae) and its taxonomic implications

Madrepora is one of the most ecologically important genera of reef-building scleractinians in the deep sea, occurring from tropical to high-latitude regions. Despite this, the taxonomic affinities and relationships within the genus Madrepora remain unclear. To clarify these issues, we sequenced the mitochondrial (mt) genome of the most widespread Madrepora species, M. oculata, and compared this with data for other scleractinians. The architecture of the M. oculara mt genome was very similar to that of other scleractinians, except for a novel gene rearrangement affecting only cox2 and cox3. This pattern of gene organization was common to four geographically distinct M. oculata individuals as well as the congeneric species M. minutiseptum, but was not shared by other genera that are closely related on the basis of cox1 sequence analysis nor other oculinids, suggesting that it might be unique to Madrepora. (C) 2012 Elsevier Inc. All rights reserved.

Variazione della capacità riproduttiva del corallo Leptopsammia pruvoti (Scleractinia, Dendrophylliidae) lungo un gradiente latitudinale di temperatura

La temperatura influenza molti dei processi fisiologici degli organismi marini e, considerato che la riproduzione dei coralli sembrerebbe essere sensibile agli stress, è necessario comprendere come questa possa reagire ai cambiamenti climatici globali per riuscire a prevedere le future risposte delle popolazioni. Leptopsammia pruvoti (Scleractinia, Dendrophylliidae) è un corallo solitario non zooxantellato presente in Mediterraneo e lungo le coste Atlantiche dal Portogallo alla Gran Bretagna meridionale, dalla superficie fino a 70 metri di profondità.. È un organismo gonocorico con fecondazione interna. In questo lavoro di tesi sono stati analizzati gli aspetti della gametogenesi di L. pruvoti a diverse latitudini per ottenere risultati preliminari riguardanti le possibili correlazioni tra attività riproduttiva e parametri ambientali (temperatura e irradianza). Tale studio si colloca all’interno del progetto europeo sul riscaldamento globale e biologia dei coralli FP7–IDEAS-ERC “Corals and Global Warming: The Mediterranean versus the Red Sea” (CoralWarm). I risultati presentati in questo lavoro sono relativi a cinque popolazioni di L. pruvoti (Genova, Calafuria, Palinuro, Scilla e Pantelleria) disposte lungo un gradiente latitudinale di temperatura e irradianza nel versante occidentale della penisola italiana. I campioni sono stati raccolti mediante campionamenti mensili effettuati tramite immersioni subacquee. Su ogni campione sono state effettuate misurazioni biometriche e analisi cito-istometriche. Nelle popolazioni analizzate i parametri riproduttivi (fecondità, abbondanza, indice gonadico, dimensione) sono stati messi in relazione con la temperatura di fondo (DT, °C) e l’irradianza solare (W/m2) peculiari di ogni sito. L. pruvoti ha mostrato una sessualità gonocorica in tutti i siti considerati. In tutte le popolazioni, la presenza di due stock di ovociti e la distribuzione degli stadi di maturazione degli spermiari durante le fasi di attività riproduttiva, nell’arco dell’anno, hanno permesso di definire un periodo di reclutamento e uno di maturità gonadica, suggerendo che tali eventi siano influenzati dai cambiamenti stagionali della temperatura dell’acqua e del fotoperiodo. Nel periodo di reclutamento, la fecondità presentava una debole correlazione positiva con i parametri ambientali considerati. Al momento della maturità gonadica gli ovociti erano di dimensioni maggiori e meno numerosi rispetto al periodo precedente, nelle popolazioni con una maggiore temperatura e irradianza. Una possibile interpretazione potrebbe essere l’esistenza di un processo di fusione degli ovociti nel periodo di maturità gonadica che sembrerebbe più marcato nelle popolazioni più calde e maggiormente irradiate. La spermatogenesi, diversamente, non ha delineato finora un pattern chiaramente interpretabile. Con i dati attualmente in nostro possesso, non possiamo tuttavia escludere che le differenze riscontrate nelle dimensioni di ovociti e spermiari lungo il gradiente latitudinale considerato siano dovute a un lieve sfasamento nel raggiungimento della maturità gonadica, pur mantenendo la medesima stagionalità nel ciclo riproduttivo delle diverse popolazioni. Ulteriori studi saranno necessari per poter meglio comprendere i complessi meccanismi che regolano e controllano i processi riproduttivi al variare dei parametri ambientali. In questo modo sarà possibile considerare i risulti ottenuti nel contesto dei cambiamenti climatici globali.

Reproduction of Mediterranean zooxanthellate and azooxanthellate scleractinian corals along environmental gradients

Despite extensive studies focus mainly on sexual reproductive characteristics in tropical scleractinian species, there is limited knowledge on temperate regions. The Mediterranean is a biodiversity hotspot under intense pressure from anthropogenic impacts. Climatic models further predict that the Mediterranean basin will be one of the most impacted regions by the ongoing warming trend. This makes it a potential model of more global patterns to occur in the world’s marine biota, and a natural focus of interest for research on climate. The present research contributed to increase data on reproductive modes and sexuality of temperate scleractinian corals, highlighting their developmental plasticity, showing different forms of propagation and different responses to environmental change. For the first time, sexuality and reproductive mode in Caryophyllia inornata were determined. An unusual embryogenesis without a clear seasonal pattern was observed, suggesting the possibility of an asexual origin. Sexual reproduction of Astroides calycularis was governed by annual changes in seawater temperature, as observed for other Mediterranean dendrophylliids. Defining the reproductive biology of these species is the starting point for studying their potential response to variations of environmental parameters, on a global climate change context. The results on the influence of temperature on reproductive output of the zooxanthellate (symbiosis with unicellular algae) Balanophyllia europaea and the non-zooxanthellate Leptopsammia pruvoti suggest that the latter may be quite tolerant to temperature increase, since the zooxanthellate species resulted less efficient at warm temperatures. A possible explanation could be related to their different trophic system. In B. europaea thermal tolerance is primarily governed by the symbiotic algae, making it more sensitive to temperature changes. On the contrary, the absence of symbionts in L. pruvoti might make it more resistant to temperature. In a progressively warming Mediterranean, the efficiency on scleractinian reproduction could be influenced in different ways, reflecting their extraordinary adaptability.

Ciclo riproduttivo annuale del corallo solitario Caryophyllia inornata (Scleractinia, Caryophylliidae) caratterizzato da un inusuale modello di embriogenesi

La varietà dei processi riproduttivi dei coralli riflette la loro straordinaria abilità rigenerativa. Le scleractinie sono un noto esempio di animali clonali, che possono esibire una strategia mista di riproduzione sessuale e asessuale per mantenere la loro popolazione. Questo studio descrive per la prima volta il ciclo riproduttivo annuale e l’embriogenesi del corallo temperato Caryophyllia inornata. I campioni sono stati raccolti mediante immersioni subacquee dal relitto di un aereo, a largo delle coste dell’Isola d’Elba. Sono state eseguite analisi citometriche per definire lo sviluppo annuale delle cellule germinali e l’embriogenesi. Caryophyllia inornata è risultata gonocorica con una sex ratio di 1:3.3 a favore dei maschi. I polipi erano sessualmente maturi a 7 mm di lunghezza. Lo sviluppo degli embrioni è stato osservato in maschi, femmine ed individui sessualmente inattivi. Gli spermiari richiedevano circa 10 mesi di maturazione, mentre l’ovogenesi sembrava essere più rapida. I polipi femmina sono stati trovati solo da Febbraio a Luglio. Il tasso di sviluppo gonadico aumentava sensibilmente da Marzo a Maggio e la fecondazione avveniva tra Maggio e Luglio, quando le cellule germinali all’interno dei polipi iniziavano a scomparire. La gametogenesi ha mostrato una forte influenza stagionale mentre gli embrioni sono stati trovati durante tutto l’anno nei maschi e negli individui sessualmente inattivi, non presentando un andamento ben definito. Questo modello di embriogenesi è poco comune ed è stato osservato solo in quattro scleractinie tropicali (Pocillopora damicornis, Tubastrea Diaphana, T. coccinea e Oulastrea crispata) in cui avviene una produzione interna di embrioni per via agamica. La natura precisa di questo processo è ancora sconosciuta.

Studio dell'effetto dell'acidificazione del mare sulla riproduzione del corallo Astroides calycularis (Scleractinia, Dendrophylliidae) lungo un gradiente naturale di CO2

E’ previsto che l’emissione in atmosfera di anidride carbonica (CO2) da parte dell’uomo e la conseguente acidificazione delle acque dei mari provocherà effetti negativi di vasta portata sui processi biologici di diversi ecosistemi marini. L’acidificazione del mare può provocare effetti negativi su tutti gli stadi del ciclo vitale degli organismi marini, influenzandone la fisiologia, morfologia, comportamento ed alcune fasi della riproduzione e del reclutamento. Esistono poche informazioni riguardo gli effetti dell’acidificazione sulla riproduzione sessuale dei coralli. Questo studio ha lo scopo di quantificare la capacità riproduttiva di Astroides calycularis (scleractinia coloniale mediterranea azooxantellata) in colonie trapiantate lungo un gradiente naturale di pH, generato dalle emissioni di CO2 del cratere vulcanico sottomarino di Panarea (Isole Eolie). Le colonie sono state trapiantate in 4 siti, dal centro del cratere, dove si riscontra la condizione più acida (pH 7.40), alla periferia, caratterizzata da condizioni di pH normali (pH 8.07). La popolazione di A. calycularis di Panarea ha mostrato una sessualità mista a livello coloniale (polipi gonocorici in colonie ermafrodite), in contrapposizione alla condizione gonocorica riscontrata nella stessa specie studiata a Palinuro e a Punta de la Mona (Spagna). I risultati preliminari sembrerebbero mostrare un effetto negativo dell’acidificazione sullo sviluppo gonadico femminile della specie. L’ipotesi è che esso sia dovuto ad una riallocazione delle energie sui processi di calcificazione a danno dell’ovogenesi. La spermatogenesi risentirebbe meno degli effetti negativi dell’acidificazione nelle fasi di sviluppo interne all’ individuo, in quanto meno dispendiose da un punto di vista energetico rispetto alle fasi di ovogenesi. Gli spermatozoi potrebbero invece essere influenzati negativamente dall’ ambiente più acido una volta entrati in contatto con esso, con conseguenze sulla riuscita della fecondazione. Questo studio necessita di ulteriori dati e verrà completato con le analisi istologiche in corso.

Contributo dei coralliti sub-fossili di Cladocora caespitosa (L.,1767)(Cnidaria, Scleractinia) ai sedimenti dei fondali circostanti le isole del Golfo di La Spezia.

I sedimenti superficiali dei fondali circostanti l’arcipelago del Golfo di La Spezia sono stati analizzati dal punto di vista granulometrico e composizionale al fine di ottenere la mappatura delle concentrazioni di coralliti sub-fossili di Cladocora caespitosa nel sedimento. Mediante lo studio del sedimento campionato in trentacinque stazioni, sono state individuate tre zone di accumulo di coralliti: (i) in corrispondenza del capo occidentale dell’Isola Palmaria con le concentrazioni più elevate comprese tra il 25 e 55% (ii) sul lato sud-orientale della stessa isola con concentrazioni tra il 10 e 12% e (iii) una fascia contornante l’Isola del Tinetto con quantità inferiori al 3%. La concentrazione anomala di coralliti è il risultato dello scarico di materiali di dragaggio provenienti dal porto di La Spezia, scaricati al largo delle coste occidentali dell’arcipelago tra gli anni ‘50 e ’70 e progressivamente ridistribuiti verso sud-est dalla deriva litorale.

Impacts of food availability and pCO2 on planulation, juvenile survival, and calcification of the azooxanthellate scleractinian coral Balanophyllia elegans

Ocean acidification, the assimilation of atmospheric CO2 by the oceans that decreases the pH and CaCO3 saturation state (Omega) of seawater, is projected to have severe adverse consequences for calcifying organisms. While strong evidence suggests calcification by tropical reef-building corals containing algal symbionts (zooxanthellae) will decline over the next century, likely responses of azooxanthellate corals to ocean acidification are less well understood. Because azooxanthellate corals do not obtain photosynthetic energy from symbionts, they provide a system for studying the direct effects of acidification on energy available for calcification. The solitary azooxanthellate orange cup coral Balanophyllia elegans often lives in low-pH, upwelled waters along the California coast. In an 8-month factorial experiment, we measured the effects of three pCO2 treatments (410, 770, and 1220 µatm) and two feeding frequencies (3-day and 21-day intervals) on "planulation" (larval release) by adult B. elegans, and on the survival, skeletal growth, and calcification of newly settled juveniles. Planulation rates were affected by food level but not pCO2. Juvenile mortality was highest under high pCO2 (1220 µatm) and low food (21-day intervals). Feeding rate had a greater impact on calcification of B. elegans than pCO2. While net calcification was positive even at 1220 µatm (~3 times current atmospheric pCO2), overall calcification declined by ~25-45%, and skeletal density declined by ~35-45% as pCO2 increased from 410 to 1220 µatm. Aragonite crystal morphology changed at high pCO2, becoming significantly shorter but not wider at 1220 µatm. We conclude that food abundance is critical for azooxanthellate coral calcification, and that B. elegans may be partially protected from adverse consequences of ocean acidification in habitats with abundant heterotrophic food.

Annual response of two Mediterranean azooxanthellate temperate corals to low-pH and high-temperature conditions

Ocean acidification (OA) and warming related to the anthropogenic increase in atmospheric CO2 have been shown to have detrimental effects on several marine organisms, especially those with calcium carbonate structures such as corals. In this study, we evaluate the response of two Mediterranean shallow-water azooxanthellate corals to the projected pH and seawater temperature (ST) scenarios for the end of this century. The colonial coral Astroides calycularis and the solitary Leptopsammia pruvoti were grown in aquaria over a year under two fixed pH conditions, control (8.05 pHT units) and low (7.72 pHT units), and simulating two annual ST cycles, natural and high (+3 °C). The organic matter (OM), lipid and protein content of the tissue and the skeletal microdensity of A. calycularis were not affected by the stress conditions (low pH, high ST), but the species exhibited a mean 25 % decrease in calcification rate at high-ST conditions at the end of the warm period and a mean 10 % increase in skeletal porosity under the acidified treatment after a full year cycle. Conversely, an absence of effects on calcification and skeletal microdensity of L. pruvoti exposed to low-pH and high-ST treatments contrasted with a significant decrease in the OM, lipid and protein content of the tissue at high-ST conditions and a 13 % mean increase in the skeletal porosity under low-pH conditions following a full year of exposure. This species-specific response suggests that different internal self-regulation strategies for energy reallocation may allow certain shallow-water azooxanthellate corals to cope more successfully than others with global environmental changes.

Intra-colonial response to Acroporid "White syndrome" lesions in tabular Acropora spp. (Scleractinia)

'White syndrome' is considered to be the most prevalent coral disease on the Great Barrier Reef, characterised by rapid rates of lesion progression and high levels of colony mortality. This study investigated the production and translocation of photoassimilates towards white syndrome lesions (WSLs) and artificially inflicted lesions in healthy and diseased colonies of tabular Acropora spp. to determine the intra-colonial response to white syndrome using C-14 labelling. Translocation of C-14 labelled photoassimilates was preferentially orientated away from active WSLs, with minimal C-14 activity observed in the lesion borders, whilst artificial lesions (ALs) created directly opposite WSL borders showed significantly higher C-14 activity, suggesting active translocation of photoassimilates for tissue regeneration. Transport of photoassimilates in healthy coral colonies was preferentially oriented towards ALs with a higher perimeter-area ratio, although translocation towards WSL boundaries was minimal even though the lesion perimeter was often the width of the colony (> 200 cm). We suggest that the preferential orientation of photoassimilates away from WSLs may represent a deliberate strategy by the colony to induce a 'shutdown reaction' in order to preserve intra-colonial resources within areas of the colony that are more likely to survive and recover.