Imagen por Victoria Glynn
Bajo el efecto del cambio climático que calienta los océanos del planeta, los arrecifes de coral - ecosistemas que albergan a un cuarto de la biodiversidad marina - están cada vez más amenazados. Los corales estresados expulsan las algas que albergan, pierden así sus colores característicos y se vuelven más vulnerables. Como diversas especies marinas dependen de los ecosistemas coralinos, la desaparición de estos arrecifes tiene graves repercusiones.
El equipo de investigación descubrió que los corales que viven en aguas donde las variaciones de temperatura son frecuentes soportan mejor los calores extremos que los corales presentes en aguas con temperaturas más estables. Su resistencia no dependería solo de sus genes, sino también de su entorno. La estabilidad de las algas y bacterias que habitan el coral también juega un papel. Entre estos aliados microbianos, hay algas simbióticas que proporcionan energía, y bacterias que regulan el estrés y las enfermedades.
"Al saber qué hace que algunos corales sean más resistentes al aumento de temperaturas, entendemos mejor cómo los arrecifes podrían sobrevivir al cambio climático y dónde debemos dirigir nuestros esfuerzos de conservación", explica Victoria Glynn, autora principal del estudio, quien realizó su investigación como estudiante de doctorado en el Departamento de Biología de la Universidad McGill y en el STRI.
El equipo estudió arrecifes de coral en dos regiones del Pacífico oriental tropical, en Panamá, con condiciones oceánicas muy diferentes. En el golfo de Panamá, los fuertes afloramientos de agua fría estacionales provocan fluctuaciones rápidas de temperatura y química del agua. En el golfo de Chiriquí, las condiciones son mucho más estables.
Para probar la reacción de los corales de cada región al calor extremo, los investigadores tomaron muestras y usaron un sistema de laboratorio especializado llamado Coral Bleaching Automated Stress System (CBASS), que imita las olas de calor marinas y permite observar la reacción de los corales ante un estrés súbito.
También analizaron el bagaje genético y los microbiomas - comunidades de algas y bacterias - de cada coral y monitorearon cambios fisiológicos como capacidad antioxidante y contenido proteico.
Mayor tolerancia al calor en corales de aguas inestables Aunque comparten gran parte del mismo ADN, los corales del golfo de Panamá mostraron mayor tolerancia al calor que los del golfo de Chiriquí.
"Pequeñas diferencias genéticas parecen contribuir a la tolerancia térmica, pero el contexto ambiental juega un gran papel", precisa Rowan Barrett, profesor de biología en la Universidad McGill, quien supervisó el proyecto doctoral de Victoria Glynn.
En pruebas de laboratorio, los corales del golfo de Panamá mantuvieron sus niveles de proteínas y resistieron mejor el daño oxidativo que los de Chiriquí. Sin embargo, el equipo también observó que los microbiomas bacterianos de ambos sitios se volvían más inestables bajo estrés térmico, señal de vulnerabilidad al blanqueamiento.
Uno de los hallazgos más sorprendentes cuestiona ideas preconcebidas sobre la relación coral-algas. Mientras muchos corales estresados adoptan el alga Durusdinium, más tolerante al calor, otros mantienen el alga Cladocopium a altas temperaturas. Estas algas les proporcionan más energía, pero menor protección contra el calor.
"Parece haber un compromiso entre provisión de energía y resistencia al calor", añade el profesor.
Consecuencias para la supervivencia de arrecifes Según los resultados, corales expuestos regularmente a condiciones variables podrían estar "preadaptados" a futuros extremos climáticos. Esto podría explicar la recuperación de los arrecifes del golfo de Panamá tras el catastrófico evento El Niño de 1982.
"Los arrecifes de Panamá nos ofrecen un laboratorio natural para estudiar resiliencia", declara Sean Connolly, biólogo investigador del STRI, quien codirigió el trabajo doctoral de Glynn. "Al estudiar la adaptación de los arrecifes a su entorno, podemos predecir mejor cuáles están más amenazados y cuáles podrían recuperarse."
El estudio El artículo "The role of holobiont composition and environmental history in thermotolerance of Tropical Eastern Pacific corals", coescrito por Victoria Glynn y Rowan Barrett de la Universidad McGill, y Sean Connolly, Matthieu Leray, David Kline y Laura Marangoni del Smithsonian Tropical Research Institute, fue publicado en Current Biology.
El financiamiento fue proporcionado por la Fundación Mark y Rachel Rohr. La autora principal, Victoria Glynn, también recibió una beca del programa Fulbright Estados Unidos y una beca de posgrado Vanier Canada. El Smithsonian Tropical Research Institute, el NSERC y otros organismos también brindaron apoyo.