los investigadores de EE. UU. Y Australia han encontrado una herramienta potencial para identificar "supercorales" que pueden tolerar una cantidad limitada de cambio climático.
"Es posible que podamos usar las características del equipo de algas para identificar colonias de corales para centrarnos en la conservación o restauración", dijo la investigadora veterana de arrecifes Adrienne Correa, bióloga marina de la Universidad de Rice y coautora de un estudio recientemente publicado en la revista Biología del cambio global . "No es suficiente; si no limitamos las emisiones de dióxido de carbono, no será suficiente para salvar los arrecifes de coral, pero es emocionante".
En el estudio, los biólogos marinos del Instituto Australiano de Ciencias Marinas AIMS recolectaron corales de la Gran Barrera de Coral y usaron tanques controlados por separado para comparar qué tan bien respondieron al aumento de la temperatura del océano, el aumento de la acidez y la exposición a plagas bacterianas.
Una mirada a las algas simbióticas dentro de los corales reveló una dinámica interesante: los corales con grupos de algas más similares sobrevivieron mejor bajo estrés.
"Lo que es único de este proyecto es que observamos a toda la comunidad de algas simbióticas en relación con la tolerancia al estrés de los corales en estas colonias", dijo Lauren Howe-Kerr, estudiante graduada de Rice y coautora principal del estudio.
"Es como mirar a todos los jugadores de un equipo deportivo juntos mientras intentas predecir cómo será su próxima temporada", dijo Correa, asesor de doctorado de Howe-Kerr y profesor asistente de biociencias en Rice ". Individualel talento es importante, pero también lo es el equipo con el que trabaja el talento "
Howe-Kerr comenzó su investigación durante un semestre de estudios universitarios de 2016 en el AIMS en Townsville, Queensland. Mientras que otros examinaron la evolución de resistencia de los corales al estrés experimental, se centró en sus socios unicelulares, un tipo de alga llamadadinoflagelados
A cambio de una vida protegida dentro de los corales, los dinoflagelados ayudan a alimentar a sus anfitriones al convertir la luz solar en alimentos. También imparten los colores vibrantes que se ven en los arrecifes. Una sola colonia de corales puede albergar múltiples especies de dinoflagelados. Y mientraspuede parecer idéntico bajo un microscopio, las diferencias entre los grupos son detectables por análisis de ADN.
en el Biología del cambio global estudio, Howe-Kerr, Correa y coautores, incluidos Bénédicte Bachelot de Rice y Line Bay de AIMS, mostraron cómo se podría utilizar la diversidad de la comunidad simbionte para predecir la respuesta al estrés de los corales.
"En el pasado, muchos estudios han buscado simbiontes 'salvadores', tipos específicos que brindan tolerancia adicional al estrés a la colonia de coral", dijo Correa. "Lauren tuvo la gran idea de ver cómo funciona el microbioma, o estocomunidad simbiótica de dinoflagelados, holísticamente relacionada con la respuesta al estrés ".
Correa dijo que el estudio no probó directamente qué tan bien los simbiontes trabajaron juntos como equipo.
"Ese es el siguiente paso, pero para este estudio solo conocemos la lista de jugadores o especies en cada equipo", dijo. "Sabemos que las listas de equipos para corales de bajo rendimiento contienen comunidades de simbiontes más variables que las listaspara los mejores intérpretes. Y eso nos dice que la identidad de simbiontes o jugadores específicos no es el único factor importante ".
En el estudio, los corales fueron sometidos a pruebas de estrés de 10 días en tanques de flujo de agua de mar en el Simulador Nacional del Mar AIMS. En tanques controlados independientemente, los fragmentos de cada una de las colonias fueron expuestos a los tipos de corales bajo estrés comoresultado de un cambio climático causado por el hombre. En un conjunto de tanques, las temperaturas aumentaron gradualmente de 27 a 30 grados Celsius 80.6 a 86 grados Fahrenheit. En otro, se agregó dióxido de carbono disuelto al agua de mar para simular la acidificación del océano. El pH enestos tanques cayeron gradualmente de 8.0 a 7.8 durante la prueba de 10 días. Un tercer grupo de tanques simuló el estrés causado por patógenos bacterianos en los arrecifes. Los corales en un cuarto conjunto de tanques fueron expuestos simultáneamente a los tres estreses, y el experimento también incluyóun control, un quinto grupo de tanques donde los corales estaban libres de estrés.
Howe-Kerr comparó las estructuras comunales de simbiontes de dinoflagelados en dos grupos de corales: las cuatro colonias que respondieron mejor al estrés y las cuatro que respondieron peor.
"En los corales de mejor rendimiento, vimos una comunidad más limitada que cambió muy poco, sin importar el estrés que experimentaron", dijo. "En contraste, las colonias que se desempeñaron mal bajo estrés tenían características comunitarias que variaban. Ustedincluso podría ver esto en los controles, que no habían experimentado estrés "
Los resultados sugieren que las comunidades simbiontes de los mejores ejecutantes están trabajando bien juntas y con su huésped coral, tanto en buenas condiciones como bajo estrés. En los peores ejecutantes, la diversidad de patrones sugiere que algunos corales no son tan buenospara controlar su microbioma, y bajo estrés, sus equipos de dinoflagelado pueden volverse locos.
Correa dijo que los resultados sugieren que el microbioma simbionte de coral está sujeto al "principio de Anna Karenina", un paradigma científico descrito por la primera oración de la novela de Leo Tolstoy "Anna Karenina" de 1878: "Las familias felices son todas iguales; cada familia infelizes infeliz a su manera "
Tolstoi no era científico, pero su visión de la dinámica familiar humana era tan aguda que los científicos la han adaptado como un concepto general para el éxito y el fracaso en sistemas complejos. En empresas complejas que dependen de muchos factores, y donde cada factor es crítico paraéxito, el principio significa que una sola deficiencia, en cualquier factor, puede deletrear el fracaso. Pero debido a que hay muchas maneras de fracasar, no hay dos fracasos iguales. Los éxitos, en contraste, tienden a verse iguales, porque cada uno esun caso sin falla crítica.
El principio se ha aplicado en estadística, economía, medicina, ecología y más, pero Correa dijo que esta es la primera aplicación para el estudio de los microbiomas de dinoflagelados de coral.
Howe-Kerr dijo que espera ver si los resultados de los experimentos en tanques también se aplican a los corales que sufren estrés en los arrecifes.
"En los últimos dos años, hemos estado involucrados en un esfuerzo de muestreo en Mo'orea, Polinesia Francesa, donde hemos etiquetado colonias de corales individuales en toda la isla", dijo. "Cuando estuve allí el verano pasado, hubo un evento de blanqueamiento masivo. Casi todas las colonias que ya habíamos muestreado en años anteriores se blanquearon ".
El blanqueamiento de los corales ocurre cuando los corales expulsan a sus compañeros de dinoflagelado en respuesta al estrés extremo. El blanqueamiento de los corales se ha vuelto cada vez más común a medida que las temperaturas del océano han aumentado en los últimos 40 años. Algunos corales sobreviven al blanqueamiento, pero muchos no.
"Debido al trabajo que ya hemos realizado, existe la oportunidad de probar los hallazgos basados en tanques a gran escala alrededor de la isla", dijo Howe-Kerr. "Queremos ver si es posible predecir qué coralesfinalmente sobrevivió al evento de blanqueamiento basado en la composición previa de su comunidad simbionte "
Los coautores adicionales incluyen a Carly Kenkel de la Universidad del Sur de California y Rachel Wright de Smith College en Northampton, Massachusetts. La investigación fue apoyada por la National Science Foundation OCE-1635798, DBI-1401165, Grant-in de Sigma Xi-Ayuda del Programa de Investigación y AIMS.
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Materiales proporcionado por Universidad de Rice . Original escrito por Jade Boyd. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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