Limitan la cantidad de nitrógeno disponible para su proliferación
Un nuevo estudio, publicado por investigadores de KAUST, muestra que los corales, las medusas y otros cnidarios simbióticos controlan sus algas simbióticas limitando la cantidad de nitrógeno disponible para la proliferación.
Los hallazgos alteran las opiniones tradicionales sobre la simbiosis cooperativa en los corales y tienen importantes implicaciones para los principales esfuerzos de restauración de arrecifes de coral, como la Iniciativa de Restauración de Paisajes de Arrecifes de KAUST, que cubre más de 100 hectáreas del Mar Rojo.
Al rastrear el intercambio de nutrientes utilizando isótopos de carbono y nitrógeno, el estudio muestra cómo tres distintas especies de cnidarios, incluidos los corales, han desarrollado de forma independiente este mecanismo común de simbiosis con algas marinas (dinoflagelados).
Los científicos investigaron cómo las anémonas de mar, las medusas y los corales controlan su población de algas simbiontes rastreando isótopos de carbono y nitrógeno en la glucosa y el amonio, respectivamente. Los investigadores encontraron que más amonio promueve el tamaño de la población de algas debido al mayor acceso al nitrógeno, mientras que más glucosa reduce el tamaño de la población ya que la glucosa promueve la capacidad del anfitrión para asimilar más desechos de nitrógeno.
"Los anfitriones utilizan el azúcar proporcionado por los simbiontes a través de sus procesos fotosintéticos para asimilar sus propios residuos de nitrógeno en aminoácidos. Esto limita la cantidad de nitrógeno disponible para los simbiontes. Esencialmente, el anfitrión le da al simbionte suficiente nitrógeno para funcionar y seguir realizando la fotosíntesis, pero no lo suficiente para utilizar el azúcar que produce para proliferar", explicó el profesor Manuel Aranda de KAUST, quien dirigió el estudio.
La simbiosis entre algas y cnidarios (incluidas anémonas de mar, medusas y corales) es fundamental para que los cnidarios prosperen en las aguas pobres en nutrientes de los trópicos. La simbiosis es tan fuerte que las algas simbiontes viven dentro de las células del coral. Sin embargo, para que ambas criaturas crezcan sanamente, el tamaño de la población del simbionte debe controlarse estrictamente.
Imagen derecha: Mecanismo de retroalimentación negativa basado en el flujo de nutrientes que subyace al control de la población de simbiontes.
"El cambio climático alterará significativamente el equilibrio carbono-nitrógeno en la simbiosis cnidarios-algas, una perturbación que desencadena la ruptura de la simbiosis, comúnmente conocida como blanqueamiento de coralblanqueamiento de coral, que a su vez conduce a la disminución global de los arrecifes de coral", dijo el investigador principal del estudio, el Dr. Guoxin Cui.
""Comprender los mecanismos moleculares subyacentes a estas simbiosis, en particular el circuito de retroalimentación negativa de carbono-nitrógeno, abre nuevas vías para mejorar las estrategias de restauración de arrecifes, como seleccionar socios simbióticos que sean más adecuados para formar colonias con mayor resistencia a los cambios ambientales".
Este conocimiento probablemente inspirará más investigaciones sobre los mecanismos regulatorios que rigen estas relaciones e informará la formulación de políticas para desarrollar efectivas estrategias de restauración.
"Al confirmar que el mismo mecanismo opera en especies tan distintas, demostramos que un mecanismo común permitió que estas simbiosis evolucionaran repetidamente. Este es otro ejemplo de lo inteligente y al mismo tiempo simple que puede ser la naturaleza y nos proporciona un marco para comprender mejor los corales y su sensibilidad al cambio climático", afirmó Aranda.
El estudio se ha publicado en Nature Communications: A carbon-nitrogen negative feedback loop underlies the repeated evolution of cnidarian–Symbiodiniaceae symbioses
