Los corales han evolucionado durante milenios para vivir, e incluso prosperar, en aguas con pocos nutrientes. En arrecifes saludables, el agua es a menudo excepcionalmente clara, principalmente porque los corales han encontrado formas de hacer un uso óptimo de los pocos recursos que los rodean. Cualquier cambioa estas condiciones puede desequilibrar la salud de un coral.
Ahora, investigadores del MIT y la Institución Oceanográfica Woods Hole WHOI, en colaboración con oceanógrafos y biólogos marinos en Cuba, han identificado microbios que viven dentro de las viscosas biopelículas de algunas especies de coral que pueden ayudar a proteger al coral contra ciertos desequilibrios de nutrientes.
El equipo descubrió que estos microbios pueden absorber y "eliminar" el nitrógeno de los alrededores de un coral. En concentraciones bajas, el nitrógeno puede ser un nutriente esencial para los corales, proporcionándoles energía para su crecimiento. Pero una sobreabundancia de nitrógeno, por ejemplo, deLa lixiviación de fertilizantes ricos en nitrógeno en el océano puede hacer que florezcan matas de algas. Las algas pueden competir con los corales por los recursos, dejando a los arrecifes estresados y descoloridos.
Al absorber el exceso de nitrógeno, los microbios recientemente identificados pueden prevenir la competencia de las algas, sirviendo así como pequeños protectores del coral que habitan. Mientras que los corales de todo el mundo están experimentando un estrés generalizado y decoloración por el calentamiento global, parece que algunas especiesformas de protegerse de otras fuentes de estrés relacionadas con el nitrógeno.
"Uno de los aspectos de encontrar estos organismos en asociación con los corales es que existe una forma natural en que los corales pueden combatir la influencia antropogénica, al menos en términos de disponibilidad de nitrógeno, y eso es algo muy bueno", dice Andrew Babbin,Doherty Assistant Professor in Ocean Utilization en el Departamento de Ciencias de la Tierra, Atmosféricas y Planetarias del MIT. "Esta podría ser una forma muy natural en la que los arrecifes pueden protegerse, al menos hasta cierto punto".
Babbin y sus colegas han informado sus hallazgos en el Diario ISME .
análogos de zona muerta
El grupo de Babbin estudia cómo las comunidades marinas en el océano ciclan el nitrógeno, un elemento clave para la vida. El nitrógeno en el océano puede tomar varias formas, como amoníaco, nitrito y nitrato. Babbin ha estado especialmente interesado en estudiar cómo se cicla el nitrógeno, ose absorbe, en ambientes anóxicos, regiones del océano con poco oxígeno, también conocidas como "zonas muertas", donde los peces rara vez se encuentran y la vida microbiana puede prosperar.
"Los lugares sin suficiente oxígeno para los peces son donde las bacterias comienzan a hacer algo diferente, lo cual es emocionante para nosotros", dice Babbin. "Por ejemplo, pueden comenzar a consumir nitratos, lo que tiene un impacto en la productividad de una parte específica deel agua puede ser. "
Las zonas muertas no son las únicas regiones anóxicas del océano donde las bacterias exhiben un comportamiento de festín de nitrógeno. Se pueden encontrar ambientes con poco oxígeno a escalas más pequeñas, como dentro de las biopelículas, el limo rico en microbios que cubre las superficies marinas desde cascos de náufragos hastalos arrecifes de coral.
"Tenemos biopelículas dentro de nosotros que permiten que sucedan diferentes procesos anaeróbicos", señala Babbin. "Lo mismo ocurre con los corales, que pueden generar una tonelada de moco, que actúa como barrera de retardo del oxígeno".
A pesar del hecho de que los corales están cerca de la superficie y al alcance del oxígeno, Babbin se preguntó si el limo de coral serviría para promover "bolsas anóxicas" o regiones concentradas de bajo oxígeno, donde las bacterias que consumen nitratos podrían prosperar.
Le planteó la idea a la microbióloga marina de WHOI Amy Apprill, y en 2017, los investigadores partieron con un equipo científico en un crucero a Cuba, donde Apprill había planeado un estudio de corales en el parque nacional protegido Jardines de la Reina.o Jardines de la Reina.
"Esta área protegida es uno de los últimos refugios para corales caribeños saludables", dice Babbin. "Nuestra esperanza era estudiar una de estas áreas menos impactadas para obtener una línea de base sobre qué tipo de dinámica del ciclo del nitrógeno se asocia con los corales mismos, lo que nos permitiría comprender qué haría una perturbación antropogénica en ese sistema ".
hisopado para fregadoras
Al explorar los arrecifes, los científicos tomaron pequeñas muestras de especies de coral que abundaban en el área. A bordo del barco, incubaron cada espécimen de coral en su propia agua de mar, junto con un trazador de nitrógeno, una versión ligeramente más pesada delmoléculas que se encuentran naturalmente en el agua de mar.
Llevaron las muestras a Cambridge y las analizaron con un espectrómetro de masas para medir cómo cambiaba el equilibrio de las moléculas de nitrógeno con el tiempo. Dependiendo del tipo de molécula que se consumió o produjo en la muestra, los investigadores pudieron estimar la tasa encuyo nitrógeno se redujo y esencialmente desnitrificó, o aumentó a través de otros procesos metabólicos.
En casi todas las muestras de coral, observaron que las tasas de desnitrificación eran más altas que la mayoría de los otros procesos; algo en el coral mismo probablemente estaba absorbiendo la molécula.
Los investigadores limpiaron la superficie de cada coral y cultivaron las muestras viscosas en placas de Petri, que examinaron en busca de bacterias específicas que se sabe que metabolizan el nitrógeno. Este análisis reveló múltiples bacterias depuradoras de nitrógeno, que vivían en la mayoría de las muestras de coral.
"Nuestros resultados implicarían que estos organismos, que viven en asociación con los corales, tienen una forma de limpiar el medio ambiente muy local", dice Babbin. "Hay algunas especies de coral, como este coral cerebro Diploria, que exhiben extremadamente rápidoel ciclo del nitrógeno y resulta ser bastante resistente, incluso a través de un cambio antropogénico, mientras que Acropora, que está en mal estado en todo el Caribe, exhibe muy poco ciclo del nitrógeno ".
Aún no está claro si los microbios depuradores de nitrógeno contribuyen directamente a la salud de un coral. Los resultados del equipo son la primera evidencia de tal conexión. En el futuro, Babbin planea explorar otras partes del océano, como el Pacífico tropical, para versi existen microbios similares en otros corales, y hasta qué punto las bacterias ayudan a preservar a sus huéspedes. Su conjetura es que su función es similar a la de los microbios en nuestros propios sistemas.
"Cuanto más observamos el microbioma humano, más nos damos cuenta de que los organismos que viven en asociación con nosotros impulsan nuestra salud", dice Babbin. "Exactamente lo mismo ocurre con los arrecifes de coral. Es el microbioma de coral el quedefine la salud del sistema coralino. Y lo que estamos tratando de hacer es revelar qué metabolismos son parte de esta red microbiana dentro del sistema coralino ".
Esta investigación fue apoyada, en parte, por MIT Sea Grant, la Fundación Simons, los fondos MIT Montrym, Ferry y mTerra, y por Bruce Heflinger '69, SM '71, PhD '80.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Massachusetts . Original escrito por Jennifer Chu. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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