Cómo los arrecifes de coral pueden sobrevivir al cambio climático

Similar a las expediciones de hace cien o doscientos años, la Expedición de Tara al Pacífico duró más de dos años. El objetivo: estudiar las condiciones de vida y supervivencia de los corales. El barco atravesó todo el Océano Pacífico, reuniendo el inventario genético más grande realizado en cualquier sistema marino hasta la fecha.

Los 70 científicos del equipo de ocho países recolectaron alrededor de 58,000 muestras de los 100 arrecifes de coral estudiados. Los primeros resultados del análisis se han publicado ahora en Nature Communications. Esta mayor colección de datos sobre ecosistemas de arrecifes de coral está disponible gratuitamente y, en los próximos años, servirá como base para dilucidar las condiciones de vida de los corales y encontrar una forma de que sobrevivan al cambio climático.

Primeros resultados importantes de la expedición: la biodiversidad microbiana global es mucho mayor de lo que se pensaba. Los impactos del medio ambiente en la adaptación evolutiva son específicos de cada especie. Y se duplican genes importantes en los corales.

Biodiversidad global diez veces mayor de lo esperado

Los arrecifes de coral son el ecosistema marino biológicamente más diverso de la Tierra. Aunque cubren solo el 0,16% de los océanos del mundo, albergan alrededor del 35% de las especies marinas conocidas. Utilizando un conjunto de datos basado en marcadores genéticos, los investigadores descubrieron que toda la biodiversidad bacteriana estimada a nivel mundial ya está contenida en los microorganismos de los arrecifes de coral. “Hemos subestimado completamente la biodiversidad microbiana global”, explica Christian Voolstra, profesor de genética de la adaptación en sistemas acuáticos en la Universidad de Konstanz y coordinador científico de la expedición Tara Pacific. Él dice que la estimación actual de la biodiversidad (alrededor de cinco millones de bacterias) está subestimada por un factor de 10.

Los impactos ambientales en la adaptación evolutiva son específicos de cada especie

Los 32 archipiélagos estudiados sirven como laboratorios naturales y ofrecen una amplia gama de condiciones ambientales, lo que permite desentrañar las relaciones entre los parámetros ambientales y genéticos a grandes escalas espaciales. Esto condujo a otro descubrimiento importante: los efectos del medio ambiente en las trayectorias de adaptación evolutiva de los corales son específicos de cada especie. Para determinar esto, los investigadores observaron por primera vez los telómeros, los extremos de los cromosomas que transportan la información genética.

En los humanos, la longitud de los telómeros disminuye durante la vida, es decir, con un número creciente de divisiones celulares, lo que sugiere que la edad biológica está estrechamente relacionada con la longitud de los telómeros. Los investigadores de la expedición Tara Pacific ahora han descubierto que los telómeros de los corales altamente resistentes al estrés tienen siempre la misma longitud. “Aparentemente tienen un mecanismo para preservar la longitud de sus telómeros”, concluye Voolstra. En una especie de coral más sensible al estrés, que también tiene una vida útil más corta de unos cien años, la longitud de los telómeros está alineada con el estrés ambiental, como las fluctuaciones de temperatura. “Una huella directa de los niveles de estrés ambiental en la resiliencia de los organismos puede incluso tener implicaciones para la salud humana”dijo Voolstra.

Se duplican genes importantes.

Los datos de investigación de la expedición Tara Pacific han destacado que la larga vida útil de algunas especies de coral puede tener otra razón: la duplicación de ciertos genes. Muchos genes importantes están presentes varias veces en el genoma. Los investigadores pudieron determinar esto mediante la secuenciación de genomas de coral utilizando una nueva técnica de alta resolución. Esta técnica, llamada secuenciación de lectura larga, no solo permite determinar todos los genes presentes, sino también observar su orden en el genoma. Según Voolstra, la presencia omnipresente de la duplicación de genes podría ser una posible explicación de por qué los corales pueden vivir miles de años a pesar de estar expuestos, por ejemplo, a la radiación ultravioleta extrema en aguas poco profundas.

La expedición Tara Pacific, que lleva el nombre del buque de investigación, proporcionará material para análisis a gran escala de la diversidad de los ecosistemas de arrecifes de coral en los años venideros. Lo que también hace que el programa sea único es que se tomaron muestras de múltiples ubicaciones y durante varios años. Los investigadores examinaron los corales de cada sitio de manera idéntica, lo que hizo que los resultados fueran totalmente comparables.

Toda la recopilación de datos es de libre acceso.

Todos los conjuntos de datos son de libre acceso y se describen completamente con las medidas físicas y químicas que los acompañan para proporcionar un recurso científico a todos los investigadores. “Es único”, dijo Voolstra. “Esta es la mayor colección de datos de arrecifes de coral jamás recopilada y es de acceso abierto”. La aspiración es que esta recopilación de datos sirva como línea de base e inventario para guiar el estudio futuro de los arrecifes de coral en todo el mundo durante muchos años.

Fuente: https://www.uni-konstanz.de/en/