El aporte energético de los alimentos ingeridos directamente se subestimaba anteriormente
Los corales obtienen energía de dos maneras: primero, mediante la fotosíntesis realizada por sus algas simbióticas, y segundo, absorbiendo pequeñas partículas de alimento, como el plancton, directamente del agua. En términos científicos, este proceso se conoce como "heterotrofia".
En un nuevo estudio un equipo internacional de investigación, que incluye a la científica Marleen Stuhr, radicada en Bremen, informa que la contribución de la ingesta de alimento heterotrófica a la producción de energía en los corales se ha subestimado considerablemente hasta la fecha. La razón subyacente radica en los propios métodos de medición.
Los arrecifes de coral proporcionan sustento a millones de personas, ya sea mediante la pesca, la protección costera o el turismo. Sin embargo, la crisis climática está ejerciendo una presión cada vez mayor sobre los arrecifes de todo el mundo. Recientes publicaciones científicas, como el Informe Global de Puntos de Inflexión, advierten que estos ecosistemas esenciales podrían alcanzar pronto un punto crítico.
Los investigadores intentan descubrir cómo pueden los corales desarrollar una mayor resiliencia frente al aumento de las temperaturas y la acidificación de los océanos. Esto requiere una comprensión detallada de cómo se alimentan los corales, el papel de la absorción directa de plancton y la contribución de sus algas simbiontes.
Imagen derecha: El coral pétreo formador de arrecifes Stylophora pistillata en un arrecife de Eilat, en el Golfo de Áqaba, al norte del Mar Rojo. Crédito: Marleen Stuhr, ZMT
Hasta ahora, la proporción heterotrófica de la nutrición coralina se ha medido principalmente mediante el análisis de isótopos de carbono en el tejido coralino. Investigadores de la Universidad de Rhode Island y del Centro Leibniz para la Investigación Marina Tropical (ZMT) de Bremen han demostrado que este método por sí solo no ofrece una visión completa.
Gran parte del carbono derivado del alimento heterotrófico no permanece en el tejido coralino, sino que se excreta o se respira rápidamente. En cambio, los isótopos de nitrógeno y ciertos ácidos grasos son marcadores mucho más eficaces. Estas sustancias penetran directamente en el tejido coralino y permanecen detectables durante largos periodos.
En sus experimentos, realizados en 2019 en el Instituto Interuniversitario de Ciencias Marinas (IUI) en Eilat, Israel, el equipo trabajó con el coral pétreo constructor de arrecifes Stylophora pistillata, una especie ampliamente estudiada y común en los arrecifes tropicales.
A lo largo de una serie experimental de 22 días, los investigadores examinaron sistemáticamente el comportamiento alimentario de los corales exponiéndolos a diferentes escenarios de alimentación: algunas colonias se dejaron sin alimentar, algunas recibieron alimento dos veces por semana, otro grupo fue alimentado seis veces por semana y otro grupo había sido blanqueado de antemano y luego fue alimentado intensivamente. Las larvas de artemia recién cultivadas (zooplancton) sirvieron como alimento predilecto.
"Luego, medimos parámetros fisiológicos como el rendimiento fotosintético, la densidad de algas simbiontes, el contenido de clorofila, el crecimiento y las reservas de proteínas para hacer visibles los efectos de la alimentación", explica Stuhr, de ZMT.
Los marcadores revelan las vías de nutrientes
Metodológicamente, los investigadores aplicaron tres enfoques complementarios: analizaron isótopos estables de carbono y nitrógeno, examinaron los perfiles de ácidos grasos y midieron directamente la cantidad de presas consumidas por los corales.
"Gracias a esta combinación, pudimos determinar qué marcadores son los más adecuados para captar la contribución de la nutrición heterotrófica", afirma el primer autor Connor Love de la Universidad de Rhode Island.
Los experimentos demostraron que Stylophora pistillata absorbe los nutrientes de los alimentos de forma selectiva, no uniforme. El nitrógeno se incorpora al tejido con mucha mayor frecuencia que el carbono. El carbono, en cambio, suele respirarse o liberarse en forma de moco.
Imagen derecha: Buzos científicos recolectan Stylophora pistillata en un vivero experimental de coral en el norte del Mar Rojo, cerca de Eilat. | Foto: Marleen Stuhr, ZMT
"Como resultado, muchos métodos convencionales basados en el análisis de isótopos de carbono subestiman significativamente la verdadera proporción de nutrición heterotrófica", afirma Stuhr. "Al mismo tiempo, demostramos que los isótopos de nitrógeno y los biomarcadores específicos de ácidos grasos son indicadores muy fiables de la ingesta de alimento, tanto en el coral como en los simbiontes".
Los resultados destacan que los anteriores métodos estándar no siempre son significativos y que la combinación de varios marcadores proporciona una imagen más realista de la absorción de nutrientes.
"Si solo es detectable en el tejido una parte de los nutrientes absorbidos, se pasa por alto una contribución esencial a la nutrición", afirma Love. "El uso de marcadores más robustos, como los isótopos de nitrógeno y los perfiles de ácidos grasos, nos permitirá rastrear con mayor precisión cómo equilibran los corales su gestión energética entre la fotosíntesis autótrofa y la alimentación heterótrofa".
Los investigadores añaden que los biomarcadores probados ayudarán a los estudios experimentales, a los programas de monitoreo y a los esfuerzos de restauración de arrecifes a evaluar mejor si los corales absorben nutrientes además de la fotosíntesis (y en qué medida), por ejemplo para compensar el estrés. Los experimentos también mostraron que la alimentación mejoraba ciertos parámetros fisiológicos, pero no podía compensar totalmente las consecuencias del blanqueamiento de los corales.
Implicaciones para la protección de los arrecifes de coral
El estudio muestra que los métodos comúnmente utilizados subestiman significativamente la contribución de la nutrición heterotrófica en los corales. Esto crea el riesgo potencial de que la resiliencia de los arrecifes se evalúe erróneamente en los modelos ecosistémicos o en los proyectos de restauración.
Los hallazgos son cruciales para comprender cómo los corales responden al estrés ambiental y sobreviven en ambientes marinos pobres en nutrientes. Cuando sube la temperatura del océano o después de eventos de blanqueamiento, la capacidad de absorber alimento adicional puede ser crucial. Una mejor comprensión de las estrategias de alimentación también mejora las predicciones de supervivencia de los corales en la crisis climática.
"Los arrecifes son ecosistemas altamente complejos y productivos cuya estabilidad depende en gran medida de la nutrición de cada coral. Si los corales pueden compensar las pérdidas de energía y nutrientes mediante una mayor heterotrofia, podrían resistir mejor eventos estresantes como el blanqueamiento inducido por el calor", afirma Stuhr. "Evaluaciones más precisas de la resiliencia de los arrecifes respaldan la toma de decisiones en materia de protección costera, pesca y turismo".
Love agrega: "Para la protección de los arrecifes, nuestro estudio envía dos claros mensajes: primero, los corales probablemente dependen más de la nutrición heterotrófica de lo que se pensaba anteriormente, lo que conecta la supervivencia de los arrecifes con la dinámica del plancton oceánico. En segundo lugar, encontramos un conjunto confiable de biomarcadores que sirven como una valiosa herramienta para evaluar el estado nutricional y la resiliencia de los corales para informar modelos de ecosistemas, estrategias de gestión y esfuerzos de restauración".
La investigación se ha publicado en Communications Biology: Selective nutrient incorporation may underestimate heterotrophy of a mixotrophic reef-building coral
