¿Cómo aprovechan los corales sus algas simbióticas?

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alga Breviolum minutum

Cambia la dinámica del intercambio de nutrientes entre las algas y el anfitrión

Los corales dependen de sus relaciones simbióticas con las algas que albergan. Pero, ¿cómo mantienen controlado el crecimiento de la población de algas? La respuesta a esta pregunta fundamental podría ayudar a los arrecifes a sobrevivir en un clima cambiante.

Un nuevo trabajo publicado en Nature Communications por un equipo que incluye a Tingting Xiang de Carnegie, Sophie Clowez, Rick Kim y Arthur Grossman indica cómo las anémonas de mar, que están estrechamente relacionadas con el coral, controlan el tamaño de sus poblaciones de algas que residen dentro de sus tejidos.

Al igual que los corales, las anémonas albergan algas fotosintéticas, que pueden convertir la energía del sol en energía química. Una alga comparte algunos de los azúcares que produce con sus anémona u hospedantes de coral, que a su vez proporcionan a la alga otros nutrientes necesarios, como dióxido de carbono, fósforo, azufre y nitrógeno.

Los mecanismos moleculares que subyacen a esta relación han permanecido misteriosos.

"Estamos ansiosos por entender las interacciones precisas entre el alga y su anfitrión porque si desaparecen las poblaciones de algas dentro del coral, como sucede durante los eventos de blanqueo causados por el calentamiento o la contaminación del océano, los corales y las anémonas pierden el acceso al sustento vital y es posible que no puedan sobrevivir. Por otro lado, el crecimiento desenfrenado de la población de algas simbióticas podría sobrecargar el metabolismo de los corales y hacerlos susceptibles a la enfermedad", explicó Grossman. "Queremos entender cómo los corales y las anémonas mantienen un equilibrio, lo que nos permite ayudar a las comunidades de arrecifes amenazadas".

Los investigadores, incluidos Erik Lehnert, Jan DeNofrio y John Pringle de la Universidad de Stanford, así como Robert Jinkerson de UC Riverside, revelaron que limitar el suministro de nitrógeno compartido es clave para la capacidad de una anémona de controlar el tamaño de su población de algas simbióticas.

anemona Exaiptasia pallidaEl equipo demostró que a medida que las poblaciones del alga simbiótica Breviolum minutum, alojada por la anémona Exaiptasia pallida, alcanzaban altas densidades, expresaban niveles elevados de productos celulares específicamente asociados con la limitación de nitrógeno. Este es el mismo comportamiento que se observa en las algas de vida libre que crecen fuera del anfitrión cuando se vuelve escaso el nitrógeno disponible en su entorno.

De manera crucial, a medida que aumenta la población de algas dentro del tejido del anfitrión, entregan a la anémona más y más azúcares producidos fotosintéticamente. Las anémonas pueden usar las cadenas principales de carbono de estas moléculas para retener y reciclar sus desechos de amonio que contienen nitrógeno. Esta disposición da como resultado un crecimiento más robusto de la anémona y limita la cantidad de nitrógeno disponible para las algas.

Entonces, el equipo demostró que la dinámica del intercambio de nutrientes entre las algas y la anémona cambia a medida que aumenta la población de algas, que es la clave para comprender el control de la población de algas dentro del anfitrión.

integración alga animal

imagen: Integración metabólica del crecimiento de algas y animales.

"Nuestro trabajo aclara cómo la asociación entre anémonas y algas, o coral y algas, asegura que esta relación simbiótica permanezca estable y beneficiosa para ambos organismos asociados", dijo el autor principal Xiang, quien ahora es profesor asistente en UNC Charlotte.

"Con la investigación en curso, esperamos comprender aún mejor los diversos mecanismos y reguladores específicos que son cruciales para integrar los metabolismos de estos dos organismos, lo que eventualmente podría permitir el trasplante de algas más resistentes en corales blanqueados y también manipular corales y algas para tener una mayor tolerancia a las condiciones adversas".

La investigación se publicó en Nature Communications: Symbiont population control by host-symbiont metabolic interaction in Symbiodiniaceae-cnidarian associations

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