Cómo los corales formadores de arrecifes obtuvieron sus huesos

Los arrecifes de coral brindan refugio, sustento y estabilidad a una variedad de organismos, pero estos ecosistemas vitales no existirían sin la estructura esquelética creada por los corales pétreos. Ahora, los científicos de KAUST y un equipo internacional han revelado la historia genética subyacente de cómo los corales evolucionaron a partir de organismos de cuerpo blando para construir la miríada de estructuras calcificadas que vemos hoy.

“Si bien se conocen bien los procesos involucrados en la calcificación de los corales, está menos claro cómo evolucionó realmente la capacidad de los corales para desarrollar esqueletos de carbonato de calcio”, dice Xin Wang, ex Ph.D. KAUST. estudiante que trabajó en el proyecto bajo la supervisión de Manual Aranda.

“¿Cómo es que un organismo esponjoso parecido a una anémona comenzó a construir arrecifes?” pregunta Aranda. “¿Las ‘herramientas’ ya existían en su código genético?”

Existe un debate sobre cuándo comenzaron a emerger los corales calcificados; los primeros fósiles descubiertos hasta la fecha se remontan a unos 265 millones de años, pero su evolución comenzó mucho antes.

“Realizamos una búsqueda genómica de genes conservados que podrían estar involucrados en la calcificación”, dice Wang. “Nuestros resultados sugieren que los corales evolucionaron para calcificarse en algún lugar entre 308 y 265 millones de años”.

El equipo comparó los genomas de seis especies relacionadas diferentes: dos corales formadores de arrecifes divergentes en evolución, dos de sus parientes no calcificantes más cercanos y dos anémonas de mar. El análisis complejo tomó dos años utilizando la supercomputadora KAUST.

“Descubrimos que las proteínas necesarias para hacer los esqueletos de coral ya estaban presentes en el antepasado de cuerpo blando y que se habían reclutado varias proteínas existentes para estimular el proceso de calcificación. Esencialmente, creemos que encontramos el conjunto de herramientas genéticas para la creación de esqueletos de coral. ”, Dice Wang.

Para calcificarse, los corales deben atraer una carga positiva. iones de calcio agua de mar. Para que este proceso sea lo más eficaz posible, coral las proteínas que ayudan a precipitar el calcio deben estar cargadas negativamente y el equilibrio del pH del líquido calcificante debe ser correcto.

El equipo identificó los genes responsables del transporte de calcio y la eliminación de protones en organismos de cuerpo blando, y mostraron que dos de las tres copias de genes que se encuentran en los corales fueron reclutadas a partir de tejido calcificante. Luego, los investigadores identificaron un gen que codificaba una proteína rica en ácido que se duplicó dos veces en los corales y luego se reclutó para precipitar y estabilizar. calcio carbonato en la etapa inicial de la construcción esquelética. También destacaron proteínas transmembrana interviene en la adhesión de la matriz ósea.

“Este es un gran ejemplo de cómo los rasgos latentes pueden evolucionar para convertirse en dominantes dadas ciertas presiones ambientales”, dice Aranda. “A continuación, esperamos comprobar cuáles de estos componentes son esenciales para la calcificación y estudiar cómo los arrecifes de coral podría verse influenciado por el pH cambiante de los océanos del futuro. ”