Desde finales del siglo se están produciendo aumentos esporádicos, y cada vez más frecuentes, de la temperatura en las aguas someras de casi todos los océanos. Es precisamente en esas aguas de poca profundidad donde se encuentran los ecosistemas más ricos y bellos del planeta: los arrecifes de coral. El calentamiento del agua provoca estrés en muchas especies de corales que, en el caso más dramático, tiene como consecuencia la pérdida de las algas fotosintéticas con las que viven en simbiosis. Sin sus inseparables compañeras, los pólipos de los corales pierden sus llamativos colores, un efecto de blanqueamiento que, si la situación se prolonga en el tiempo, puede acabar con la vida de estas extraordinarias criaturas y de todo el ecosistema que se beneficia de su existencia.

El coral es en realidad un animal colonial, formado por pequeños pólipos que se agrupan en grandes multitudes, en la mayoría de los casos, fijados al terreno en una protección calcárea que ellos mismos generan. Esa asociación de miles o millones de individuos llegan a crear estructuras enormes, los arrecifes de coral, que pueden ser observados incluso desde el espacio exterior a la Tierra.

Viridiana Avila Magaña, nuestra invitada en Hablando con Científicos, nació y creció en México un país que tiene en las costas del Golfo una enorme riqueza en variedades coralinas. Aunque sus primeros estudios estuvieron dedicados a la bioinformática, sintió la necesidad de entrar en contacto con los organismos reales cuya información analizaba. Le fascinaba cómo animales, algas y microbios se comunican para establecer una simbiosis que tiene en los corales su expresión más exitosa.

Un coral está formado por tres clases de seres vivos. La parte animal es un pólipo de apenas unos centímetros que presenta la boca rodeada de pequeños tentáculos con los que captura el alimento del zooplancton. Asociado a él está un alga que realiza la fotosíntesis y comparte con al pólipo los nutrientes. Y, por último, igual que nos sucede a nosotros con la flora intestinal, una población de bacterias colabora con el conjunto y favorece su supervivencia. A este conjunto de criaturas en simbiosis se denomina holobionte.
Viridiana Ávila es investigadora posdoctoral en el Departamento de Ecología y Biología Evolutiva de la Universidad de Colorado Boulder donde estudia cómo afecta la subida de las temperaturas del agua, debida al cambio climático, a las especies de los arrecifes de coral del Caribe, las medusas, su simbionte de algas fotosintéticas y los microbios asociados. En un artículo reciente, publicado en Nature Communications, Viridiana y un equipo pluridisciplinar de investigadores mejicanos y estadounidenses han estudiado cómo cambia la expresión de los genes de los holobiontes cuando sube la temperatura del agua.

El estudio muestra que la respuesta de los corales al estrés por calor es un rasgo complejo derivado de múltiples interacciones entre miembros lo componen. Identifica aquellos genes del pólipo y del alga asociada que intervienen en la adaptación a las condiciones de aumento de temperatura de las aguas y descubre el papel potencial que juegan las bacterias que habitan en el coral durante el estrés por calor. Dada la gran variedad de corales existentes y de la diversidad de algas y bacterias asociadas, el estudio muestra la importancia de realizar investigaciones que tengan en cuenta a todas las partes integrantes en los corales y permita hacer comparaciones entre las distintas especies para comprender mejor los mecanismos de supervivencia ante los previsibles cambios de temperatura que el cambio climático provocará en las aguas superficiales de los océanos.

Os invito a escuchar a Viridiana Avila Magaña, investigadora posdoctoral en Department of Ecology and Evolutionary Biology University of Colorado Boulder.

Referencias:

Avila-Magaña, V., Kamel, B., DeSalvo, M. et al. Elucidating gene expression adaptation of phylogenetically divergent coral holobionts under heat stress. Nat Commun 12, 5731 (2021). https://doi.org/10.1038/s41467-021-25950-4

Genome Insider Episode 5: Corals in Hot Water Get Help From Their Microbes