Esta historia comienza en el bosque de algas marinas y termina con un mensaje muy importante sobre el cambio climático: no todo está perdido, al menos no para los erizos de mar morados.
Un nuevo estudio realizado por biólogos marinos de la UC Santa Bárbara demuestra que para las hembras de la especie Strongylocentrotus purpuratus , la exposición a condiciones climáticas estresantes, como niveles bajos de pH, a menudo genera una descendencia más fuerte y más grande.Los hallazgos del grupo aparecen en la revista Ecología molecular.
"Hemos sabido que estas cosas suceden en los peces y otras especies, pero nunca lo hemos estudiado en el contexto del cambio climático en la ecología marina de los bosques de algas marinas", dijo el coautor Gretchen Hofmann, presidente de UCSB'sDepartamento de Ecología, Evolución y Biología Marina. "Este proyecto buscó evidencia de una rápida adaptación en los organismos en respuesta a un océano cambiante, y lo encontramos".
Inspirados por los cambios dinámicos en el pH debido a la corriente ascendente, el movimiento del agua rica en nutrientes hacia la superficie del océano, los investigadores tomaron erizos del Canal de Santa Bárbara y los llevaron al laboratorio. Los animales fueron retenidos durante aproximadamente cuatro meses.mientras que las hembras producían huevos maduros, un proceso llamado gametogénesis. Cuando engendraron y fueron fertilizados, los investigadores probaron los embriones.
Dos grupos de erizos se mantuvieron a diferentes niveles de pH: uno que tenía un pH bajo, similar a las condiciones de acidificación del océano, y otro que imitaba las condiciones normales de pH sin flujo ascendente. Luego, los investigadores compararon la progenie de los dos grupos.
"Fue más dramático de lo que esperábamos", dijo Hofmann. "Es casi como si la hembra pudiera sentir que su progenie estaba a punto de ser liberada en algunas condiciones difíciles para el desarrollo en la etapa inicial. En respuesta, preparó a su descendencia y dioson herramientas para enfrentar condiciones estresantes. Es como si ella les empacara una mochila de herramientas, incluyendo lípidos adicionales ".
Usando la tecnología de secuenciación de próxima generación, los científicos examinaron el transcriptoma, cada gen activado en el embrión, para crear una instantánea de cómo los erizos de bebé respondieron fisiológicamente.
"Los dos grupos eran radicalmente diferentes", dijo la autora principal Juliet Wong, una estudiante graduada en el Laboratorio Hofmann. "Las larvas de erizo de hembras expuestas a condiciones de pH bajo tenían más genes activados y estaban mejor preparadas para manejar el estrés. Estábamosbastante sorprendido de ver eso "
Uno de los mecanismos que impulsan las alteraciones en la expresión génica es el cambio epigenético, donde la hembra puede cambiar el genoma de su descendencia para hacer que ciertos genes se expresen de manera diferente.
"Este trabajo muestra que una respuesta de adaptación rápida es probable en muchos organismos", explicó Hofmann. "Simplemente no hemos visto estos efectos transgeneracionales o maternos en un contexto de cambio climático antes. Debido a que las hembras de erizo de mar morado pueden condicionar suPara experimentar el estrés futuro, los erizos tienen herramientas a la mano para responder a cambios como la acidificación del océano ".
Investigadores de todo el mundo están estudiando cómo podrían funcionar estos tipos de mecanismos en otros organismos marinos como los corales tropicales amenazados por el calentamiento del océano. Para el equipo de Hofmann, el siguiente paso es examinar más de cerca la transición de genoma a fenotipo e intentar replicar estos nuevoshallazgos en el océano.
Los miembros del laboratorio ya están comenzando experimentos de campo para probar si estas epigenéticas se desarrollan o no en los bosques locales de algas marinas, como parte de la investigación dentro del proyecto de Investigación Ecológica Costera a Largo Plazo de Santa Bárbara.
"Por ahora", dijo Hofmann, "sabemos que los erizos femeninos pueden preparar a sus crías para experimentar condiciones más duras, más de lo que pensamos, por lo que nuestros resultados son algo esperanzadores".
"Este importante estudio prueba los mecanismos que determinan cómo es probable que los organismos respondan a la acidificación de los océanos en entornos naturales", dijo David Garrison, director del programa en la División de Ciencias del Océano de la Fundación Nacional de Ciencias, que financió la investigación.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - Santa Bárbara . Original escrito por Julie Cohen. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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