Investigación

Mi investigación está orientada a las macro-fitas en sistemas arrecifales, principalmente en los pastizales marinos. El objetivo principal es contribuir a un mejor entendimiento de la dinámica de los componentes florales principales de estos pastizales. Las preguntas que planteo son principalmente ecológicas, pero uso técnicas y colaboro con otras disciplinas (histología, demografía, genética de poblaciones) para evaluar las hipótesis planteadas . Los lineamientos principales son:

• Interacciones vegetación-medio ambiente (factores abióticos y bióticos), entre ellos las interacciones planta-animal (desde el enfoque de la planta)
• Monitoreo básico (producción, biomasa, y composición de la vegetación) en sitios fijos en la laguna arrecifal de Puerto Morelos.
• Biología clonal y genética de poblaciones de los pastos marinos.
• Ecología reproductiva, fenología y desarrollo de las estructuras reproductoras de pastos marinos.

La investigación de los pastos marinos ha recibido un impulso muy grande en las últimas décadas. Lamentablemente la conciencia de la importancia ecológica y económica de los pastos marinos se incrementa a la par de un aumento en la taza de pérdida de hábitat a nivel mundial. El conocimiento sobre la vegetación sumergida en las lagunas arrecifales del Caribe es escaso y el estudio sobre algunas de sus características básicas sirve como base para evaluar la vulnerabilidad de este sistema ante presentes y futuras presiones y perturbaciones.

Las principales aportaciones de mis investigaciones de los pastizales en el Caribe mexicano son los siguientes:

1. Veinte años de monitoreo y estudio indicaron que la dinámica temporal en la laguna arrecifal de Puerto Morelos ocurre a 3 niveles: (1) estacional (fluctuaciones relacionadas a los ciclos solares), (2) cambios graduales, pero consistentes, forzados por aumentos en el aporte de nutrientes de origen antropogénico, y (3) perturbaciones por huracanes mayores.

2. La comunidad floral de los pastizales en la laguna arrecifal de Puerto Morelos mostró una alta resiliencia al impacto del huracán Wilma (octubre de 2005).  Algunas especies de pastos y algas resistieron el impacto, mientras otras fueron removidas con más facilidad (remoción selectiva). Sin embargo, la comunidad se recuperó relativamente rápido (dentro varios años).

3. Asociados a Thalassia testudinum existe un grupo muy especializado de mesofauna (isópodos y poliquetos) que producen su propio refugio y microhábitat en las hojas del pasto marino (proyecto en colaboración con Anne Brearly, The University of Western Australia y María Cristina Gambi, Stazione Zoologica “Anton Dohrn” di Napoli, Italia).

4. Estudios de genética de poblaciones y dispersión de los frutos, mostraron que las poblaciones de T. testudinum están altamente conectadas. Adicionalmente las plantas de T. testudinum pueden ser muy longevas, hasta varios cientos de años (en colaboración con Joop Ouborg, Univ. de Radbout, Nijmegen, Holanda y Judith Márquez Guzmán, Fac. Ciencias, UNAM).

Docencia

Mi docencia está enfocada principalmente a la dirección de tesis de alumnos de licenciatura, maestría y doctorado. Los alumnos se incorporan a proyectos, ya existentes en el laboratorio, para resolver preguntas específicas dentro del programa de trabajo.

Los cursos impartidos son a nivel de maestría, e incluye las siguientes materias:

• Biología Marina, Posgrado de Ciencias del Mar y Limnología. Módulo: Biología y ecología de fitobenthos
• Métodos oceanográficos, Posgrado en Ciencias del Mar y Limnología. Módulo: Análisis cuantitativa de vegetaciones
• Vegetación Costera tropical. Posgrado de ECOSUR, Módulo: Ecología de pastos marinos
• Botánica Marina. Posgrado de Ciencias del Mar y Limnología y Florida International University.

Activitidades Académicas

Participo en comités tutorales de estudiantes. Evaluo proyectos y  manuscritos sometidos a revistas nacionales e internacionales. Participo en la evaluación de especies de pastos marinos en peligro de extinción del "Red species list", IUCN / Conservation International.

Research Summary

My research focusses on the study of marine macrophytes in seagrass beds. The main objective is to contribute toward the general knowledge of the dynamics of the principal components of the seagrass communities in reef systems. The questions I deal with are mainly ecological, but I also collaborate with other researchers to test hypotheses in histology, demography and population genetics, to name but a few. My principal lines of research are:

• Vegetation-environment interaction (abiotic and biotic factors), amongst other the interaction plant-animal (from a "plant point of view")
• Monitoring program (production, biomass and vegetation composition) on fixed sampling sites in the Puerto Morelos reef lagoon.
• Clonal biology and population genetics of seagrasses.
• Reproductive ecology, phenology and development of the reproductive structures of the seagrasses

Over the last few decades, seagrass research received a major impetus.  Unfortunately, knowledge and awareness of the economic and ecologic importance of the seagrasses increase at the same time as rates of loss of these invaluable habitats are rising on a world-wide scale. Knowledge of the seagrass beds in Caribbean reef lagoons, however, is still rather scarce. And yet an understanding of the ecological characteristics of seagrass beds is essential for sustainable management of these coastal ecosystems.

I consider the following to be among the main contributions of my research group in the Mexican Caribbean:

1. Twenty years of monitoring and research revealed that in the reef lagoon of Puerto Morelos, the temporal dynamics of the seagrass community occurred at three levels: (1) season (solar-cycle related fluctuations), (2) gradual changes, but consistent, forced by human-induced increased nutrient inputs, and (3) perturbations due to major hurricanes.

2. The plant community of the seagrass beds in the reef lagoon was surprisingly resilient to the impact of major hurricane Wilma (Oct 2005).  Some seagrass -, and algal species resisted the impact of the hurricane, whereas other were more easily removed (selective removal).  However, recovery was relatively rapid (several years).

3. Associated with T. testudinum exists a very specialized guild of mesofauna (isopods and polychaetes), which produce their own shelter and microhabitat in the sheaths of the seagrass (in collaboration with Anne Brearly, The University of Western Australia and María Cristina Gambi, Stazione Zoologica “Anton Dohrn” di Napoli, Italia).

4. Studies of population genetics and fruit dispersal showed that the populations of T. testudinum along the Mexican coast are highly connected.  In addition, T. testudinum can be very long-lived until several hundreds of years (in collaboration with Joop Ouborg, Radbout University, Nijmegen, The Netherlands and Judith Márquez Guzmán, Fac. Ciencias, UNAM)

Teaching

My teaching activities mainly consist of directing the theses of undergraduate, Master’s and Ph.D. students.  These students participate within existing research projects in my laboratory, and undertake small projects to answer specific questions raised by my research.

Actual courses I teach are at Masters level and include the following topics:

• Marine Biology, "Posgrado de Ciencias del Mar y Limnología, UNAM." Module: Biology and ecology of phytobenthos
• Methods in Oceanography, "Posgrado en Ciencias del Mar y Limnología, UNAM" Module: Quantitative vegetation analysis.
• Coastal tropical vegetation, "Posgrado de ECOSUR"
• Marine Botany, Posgrado de Ciencias del Mar y Limnologia and Florida International University.

Academic Activities

Participation tutorial committees of students.  Evaluation of project proposals and articles submitted to national and international journals. Member of the expert panel of the Red list Assessments of seagrasses, IUCN / Conservation International.

Publicaciones Representativas | Representative Publications

Van Tussenbroek, B. I., & Gonzalez Morales, L. F. 2017. Grazing by green sea-turtles does not affect reproductive fitness in Thalassia testudinum. Aquatic Botany 141: 10-16.

Van Tussenbroek, B.I., Hernández, A.H.A., Rodríguez-Martínez, R.E., Espinoza-Avalos, J., Canizales-Flores, H.M., González-Godoy, C.E., Barba-Santos, M.G., Vega-Zepeda, A., Collado-Vides, L. 2017. Severe impacts of brown tides caused by Sargassum spp. on near-shore Caribbean seagrass commuities. Marine Pollution Bulletin 122: 272-281. http://dx.doi.org/10.1016/j.marpolbul.2017.06.057

den Hartog, C., van Tussenbroek, B.I., Wong, J.G.R., Ruaro, P.M., & Guzmán, J.M. 2016. A new Ruppia from Mexico: Ruppia mexicana n. sp. Aquatic Botany 131: 38-44.

Maxwell, P., Eklof, J., van Katwijk, M. M., O'Brien, K., de la Torre-Castro, M., Boström, C., ... & van der Heide, T. 2016. The fundamental role of ecological feedback mechanisms in seagrass ecosystems-A review. Biological Reviews. DOI: 10.1111/brv.12294

Rodríguez-Martínez, R.E., van Tussenbroek, B., Jordán-Dahlgren, E. 2016. Afluencia masiva de sargazo pelágico a la costa del Caribe mexicano (2014-2015). En: García-Mendoza E, Quijano-Scheggia SI, Olivos-Ortiz A, Núñez-Vázquez EJ (eds.). Florecimientos algales nocivos en México. Ensenada, México. CICESE 438 p. ISBN: 978-607-95688-5-6.

Van Tussenbroek, B. I., Soissons, L. M., Bouma, T. J., Asmus, R., Auby, I., Brun, F. G., ... & Garmendia, J. M. 2016. Pollen limitation may be a common Allee effect in marine hydrophilous plants: implications for decline and recovery in seagrasses. Oecología, 1-15.

Van Tussenbroek, B. I., Valdivia‐Carrillo, T., Rodríguez‐Virgen, I. T., Sanabria‐Alcaraz, S. N. M., Jiménez‐Durán, K., Van Dijk, K. J., & Marquez‐Guzmán, G. J. 2016. Coping with potential bi‐parental inbreeding: limited pollen and seed dispersal and large genets in the dioecious marine angiosperm Thalassia testudinum. Ecology and evolution, 6(15), 5542-5556. DOI: 10.1002/ece3.2309

Van Tussenbroek, B. I., van Katwijk, M. M., Bouma, T. J., van der Heide, T., Govers, L. L., & Leuven, R. S. E. W. 2016. Non-native seagrass Halophila stipulacea forms dense mats under eutrophic conditions in the Caribbean. Journal of Sea Research, 115, 1-5.

Van Tussenbroek, B. I., Villamil, N., Márquez-Guzmán, J., Wong, R., Monroy-Velázquez L.V. & Solis-Weiss, V. 2016. Experimental evidence of pollination in marine flowers by invertebrate fauna. Nature Communications, 7: 12980. doi: 10.1038/ncomms12980

Vera, B., Collado-Vides, L., & B.I. van Tussenbroek. 2014. Halophila stipulacea (Hydrocharitaceae): A recent introduction to the continental waters of Venezuela. Caribbean Journal of Science 48: 66-70.

Hernández, A. L. M., & B I. van Tussenbroek. 2014. Patch dynamics and species shifts in seagrass communities under moderate and high grazing pressure by green sea turtles. MEPS 517: 143-157.

Van Tussenbroek, B.I., Cortés, J., Collin, R., Fonseca, A. C., Gayle, P. M., Guzmán, H. M., ... & Weil, E. 2014. Caribbean-Wide, Long-Term Study of Seagrass Beds Reveals Local Variations, Shifts in Community Structure and Occasional Collapse. PloS one 9(3): e90600.

Van Tussenbroek B.I. & M. Muhlia-Montero. 2013. Can floral consumption by fish shape traits of seagrass flowers? Evolutionary Ecology 27(2): 269-284.

Cabaço S., Apostolaki E.T., García‐Marín P., Gruber R., Hernández I., Martínez‐Crego B., Pérez A.P, Robinson C. Romero, J., Scmidt A.L., Short F.T., van Tussenbroek B.I. & R. Santos. 2013. Effects of nutrient enrichment on seagrass population dynamics: evidence and synthesis from the biomass‐density relationships. Journal of Ecology 101(6): 1552-1562.

Van Tussenbroek B.I., Monroy-Velazquez L.V. & V. Solis-Weiss. 2012. Meso-fauna foraging on seagrass pollen may serve in marine zoophilous pollination. Marine Ecology Progress Series, 469, 1.

Short F.T., B. Polidoro, S.R. Livingstone, K.E. Carpenter, S. Bandeira, J.S. Bujang, H.P. Calumpong, T.J.B. Carruthers, R.G. Coles, W.C. Dennison, P.L.A. Erftemeijer, M.D. Fortes, A.S. Freeman,T.G. Jagtap, A.H.M. Kamal, G.A. Kendrick, W.J. Kenworthy, Y.A. La Nafie, I.M. Nasution, R.J. Orth, A. Prathep, J.C. Sanciangco, B. van Tussenbroek, S.G. Vergara, M. Waycott, J.C. Zieman. 2011. Extinction risk assessment of the corld's seagrass species. Biological Conservation 144(7): 1961-1971.

Van Tussenbroek B.I. 2011. Dynamics of seagrasses and associated algae in coral reef lagoons. Hidrobiológica 21(3): 293-310.

Van Tussenbroek B.I. & M. G. Barba Santos. 2011. Demography of Halimeda incrassata (Bryopsidales, Chlorophyta) in a Caribbean Reef Lagoon. Mar. Biol.: 1-11.

Whelan T. III, Van Tussenbroek B.I. & M.G. Barba Santos. 2011. Changes in trace metals in Thalassia testudinum after hurricane impacts. Mar. Poll. Bull. 62(12: 2797-2802.

Van Tussenbroek B.I., M.M. Montero, R. Wong, MG. Barba Santos & J. Márquez-Guzmán. 2010. Pollen limitation in a diecious seagrass: evidence from a field experiment. MEPS 419: 283-288.

Rodríguez-Martínez, R.E., F. Ruíz-Rentería, B. van Tussenbroek, G. Barba-Santos, E. Escalante-Mancera, G. Jordán-Garza & E. Jordán-Dahlgren. 2010. Environmental state and tendencies of the Puerto Morelos CARICOMP site, Mexico. Rev. Biol. Trop. 58 (3): 23-43.

Van Dijk J.K. & B.I. van Tussenbroek. 2010. Clonal diversity and structure related to habitat of the marine angiosperm Thalassia testudinum along the Atlantic coast of Mexico. Aquatic Botany 92: 63-69.

Van Dijk J.K., B.I. van Tussenbroek, K. Jiménez-Durán, G. J. Márquez-Guzmán, J.Ouborg  2009. High levels of gene flow and low population genetic structure related to high dispersal potential of a tropical marine angiosperm.  Mar. Ecol. Prog. Ser. 390: 67–77

Van Tussenbroek B.I., J.G.R. Wong, J. Márquez-Guzmán. 2008. Synchronized anthesis and predation on pollen in the marine angiosperm Thalassia testudinum (Hydrocharitaceae). Mar. Ecol. Prog. Ser. 354: 119-124

Van Tussenbroek B. I., M.G. Barba Santos, J.K. van Dijk, S.N.M. Sanabria Alcaraz & M.L. Téllez Calderón. 2008. Selective Elimination of Rooted Plants from a Tropical Seagrass Bed in a Back-Reef Lagoon: A Hypothesis Tested by Hurricane Wilma (2005). Journal of Coastal Research: Volume 24, Issue 1: pp. 278 – 281.

Van Tussenbroek B. I., J.A. Vonk,  J. Stapel, P.L.A. Erftemeijer, J. J. Middelburg & J.C. Zieman. 2006  The Biology of Thalassia.  Paradigms and recent advances in research.  In: Larkum, Orth & Duarte (Eds.) Seagrass Biology, Springer, the Netherlands: 409-439

Cruz-Palacios V. & B.I. van Tussenbroek. 2005.  Simulation of hurricane-like disturbances on a Caribbean seagrass bed.  J. Exp. Mar. Biol.. Ecol. 324: 44-60

Carruthers T.J.B., B.I. van Tussenbroek & W.C. Dennison. 2005. Influence of submarine springs and wastewater on nutrient dynamics of Caribbean seagrass meadows.  Estuar. Coast. Shelf Sci. 64: 191-199

Gambi M.C., B.I. van Tussenbroek & A. Brearley. 2003. Mesofaunal borers in seagrasses: world-wide occurrence and a new record of boring polychaetes in the Mexican Caribbean. Aquat. Bot. 76: 65-77

Van Tussenbroek B.I., C.A. Galindo & J. Marquez. 2000. Dormancy and foliar density regulation in Thalassia testudinum. Aquat. Bot. 68: 281-295.

Van Tussenbroek B.I. 1995. Thalassia testudinum leaf dynamics in a Mexican Caribbean reef lagoon. Mar. Biol. 122: 33-40.

Van Tussenbroek B.I. 1994. Aspects of the reproductive ecology of Thalassia testudium in Puerto Morelos reef lagoon, Mexico. Bot. Mar. 37: 413-419.

Tesis Dirigidas | Directed Thesis

Carlos Gonzáles Godoy. Efecto de la vegetación costra sumergida en la dinámica de Playas.  Facultad de Ciencias, UNAM (En proceso, 90% de avance).

León Felipe González Morales. Apomixis en Thalassia testudinum (Hydrocharitaceae). Facultad de Ciencias, UNAM. En co-dirección con la Dra. Judith Márquez, Lab. Desarrollo de Plantas, Fac. Ciencias, UNAM (En proceso, 80% de avance).

Izchel Ronana Gómes Hernández. Microsporogenesis de Halodule wrightii. Tesis de Licenciatura. Facultad de Ciencias, UNAM. En co-dirección con la Dra. Judith Márquez Guzmán. (En proceso, 90% de avance).

Diana Cervantes Padilla.  Descripción de las flores de Halophila baillonii.  Tesis de Licenciatura. Facultad de Ciencias, UNAM. En co-dirección con la Dra. Judith Márquez Guzmán.  (50% de avance).

Ana Molina Hernández.  Efecto del ramoneo de la tortuga marina sobre las comunidades de pastos marinos. Universidad Michoacana (En proceso, 20% avance).

Manuela Muhlia Montero. La herbivoría de las flores masculinas de 3 especies de pastos marinos en la laguna arecifal de Puerto Morelos, Semestre 2007-1, Posgrado en Ciencias del Mar y Limnología, UNAM.  2011.

Tania Valdivia Carrillo. Estructura clonal u endogamia en dos poblaciones del pasto marino Thalassia testudinum de la laguna arrecifal de Puerto morelos, Quintana Roo.  Instituto de Ciencias del Mar y Limnología. 2011.

Sylvia Nashieli Marisela Sanabria Alcaraz. Rango de dispersión del polen deThalassia testudinum en la laguna arrecifal de Puerto Morelos. Facultad de Ciencias, UNAM. 2010.

Alfonso Troyo Taninos en los frutos de Thlassia testudinum  y protección de peces herbívoros.  Tesis de Licenciatura, Facultad de Ciencias, UNAM. (en co-dirección con la Dra. Judith Márquez, Fac. Ciencias, UNAM). 2009.

Silvia Guzmán Trampe (en co-dirección con la Dra. Judith Márquez, Fac. Ciencias, UNAM). Desarrollo de fruto y semilla, banco de semillas y germinación de Syringodium filiforme. Tesis de Licenciatura, Facultad de Ciencias, UNAM. 2009.

Jent Kornelis van Dijk (en co-dirección con Daniel Piñero, Instituto de Ecología, UNAM).  Variabilidad genética de poblaciones de la fanerógama clonal Thalassia testudinum Banks, ex König en el Caribe Mexicano. Tesis de doctorado, Posgrado en Ciencias del Mar y Limnología, UNAM. 2008.

Karina Jiménez Duran (en co-dirección con la Dra. Judith Márquez, Fac. Ciencias, UNAM). Desarrollo y dispersión de los frutos y las semillas del pasto marino Thalassia testudinum. Tesis de Maestría, Facultad de Ciencias, UNAM 2005.

Vania Cruz Palacios. Simulación del impacto de un huracán sobre una pradera de pastos marinos. Colegio de la Frontera Sur, Chetumal, Q. Roo. 2004.

Carlos Galindo Rosete (co-tutoría con la Dra. Judith Marquez Guzman de la Facultad de Ciencias, UNAM). Histología comparativa de meristemos de vastagos cortos del pasto marino Thalassia testudinum Banks ex König. Tesis de Licenciatura, Facultad de Ciencias, UNAM. 1999.

Luz María Argüelles González Argulo. Efecto de la herbivoría de peces sobre la dinámica de macroalgas de la laguna Chankanaab, Cozumel. Tesis de Licenciatura, Facultad de Ciencias, UNAM. 1999.

Kor-Jent van Dijk. The production of calcareous sediment by Halimeda incrassata in the Puerto Morelos lagoon, Mexican Caribbean. (Idioma inglés), Tesis de Maestría, Universidad de Groningen, Holanda. 1999.

Gabriela Reyes Zavala. Monitoreo de las macrofitas bénticas de la laguna arrecifal de Puerto Morelos, Q. Roo, Tesis de Licenciatura, Facultad de Ciencias, UNAM. 1998.

Claudia Rodríguez Almazán. Evaluación de la dinámica de los manchones de Lobophora variegata (Dictyotales, Phaeophyta) en la laguna arrecifal de Puerto Morelos, Quintana Roo. Tesis de Licenciatura, Facultad de Ciencias, UNAM. 1997.

Yvonne Verkuil. Sedimentation in the ecotone between seagrasses and coral reef: an aspect of physical interaction? Tesis de Maestría, Universidad de Utrecht, Holanda. 1993.

Karin Hermus. Production and morphology of Thalassia testudinum, König, in relation with several environmental parameters in the northern part of Nichupté Lagoon System, Mexico. Tesis de Maestría, Universidad de Nijmegen, Holanda (idioma inglés). 1992.

Tom Tahey. Biomass and morphological characteristics of Thalassia testudinum from the Bojórquez lagoon and Cuenca Norte, Cancún, México (Idioma inglés). Tesis de Maestría, Universidad de Nijmegen, Holanda. 1991.