Subgrupos genéticos de una especie de coral común muestra una notable tolerancia al calor extremo
El calentamiento de los océanos está provocando un aumento en la frecuencia y la gravedad de las olas de calor marinas, causando incalculables daños a los arrecifes de coral.
Los corales tropicales, que viven en simbiosis con diminutas algas unicelulares, son sensibles a las altas temperaturas y exhiben una respuesta de estrés llamada blanqueamiento cuando el océano se calienta demasiado.
En las últimas cuatro décadas, las olas de calor marinas han provocado una decoloración generalizada y han matado a millones de corales. Debido a esto, se está realizando una búsqueda global de arrecifes que puedan soportar el estrés por calor, sobrevivir al futuro calentamiento y actuar como fuentes de larvas de coral tolerantes al calor para reponer las áreas afectadas tanto de forma natural como mediante la restauración.
Ahora, los científicos que estudian los arrecifes en Palau, un archipiélago en el Pacífico tropical occidental, han identificado subgrupos genéticos de una especie de coral común que muestra una notable tolerancia al calor extremo asociado con las olas de calor marinas. Además, los científicos han encontrado pruebas de que las larvas de estos corales viajan desde sus lugares de nacimiento en las profundidades de las lagunas de Palau hasta el arrecife exterior, donde sobreviven y crecen, y mantienen su tolerancia al calor.
Comprender los mecanismos subyacentes que facilitan la tolerancia al calor de estos corales, así como las capacidades de dispersión de sus larvas contribuirá en gran medida a mejorar los esfuerzos de conservación y restauración de los arrecifes de coral en el océano del siglo XXI, según científicos del Woods Hole Oceanographic Institución (WHOI) que dirigió la investigación.
En la laguna principal de Palau, se ha levantado una red de arrecifes fosilizados muy antiguos para formar una serie de montañas conocidas como Rock Islands (Islas Rocosas). Estas formaciones ralentizan el flujo de agua dentro y alrededor de ellas, creando ambientes localizados en los que la temperatura del agua es consistentemente más alta que en otras áreas de los arrecifes de Palau.
Los científicos tomaron muestras de la especie de coral clave Porites lobata (coral lobulado) en Palau, incluidas las Rock Islands. Tomaron biopsias esqueléticas y examinaron los núcleos en busca de bandas de estrés, que son signos reveladores de blanqueamiento, una respuesta al estrés que tienen los corales a las altas temperaturas. Descubrieron que los corales de Rock Islands se blanquearon menos durante la intensa ola de calor de 1998 que los corales de otras áreas del arrecife, lo que indica una mayor tolerancia térmica.
Luego, los científicos investigaron la genética de los corales y descubrieron cuatro linajes distintos dentro de la misma especie. Dentro de las Rock Islands más cálidas, ciertos linajes, designados como linajes "LB" y "RD", eran mucho más comunes. Los científicos pudieron comparar la genética de cada coral con su propio historial de blanqueamiento y encontraron que durante 1998 se blanquearon menos individuos de los linajes "LB" y "RD", lo que indica una mayor tolerancia térmica.
Imagen: Distribución de linajes de Porites cf. lobata a través de los sitios de muestreo.
Sorprendentemente, los científicos encontraron que el linaje LB no estaba restringido a Rock Islands. Encontraron algunas colonias de LB que también vivían en los arrecifes exteriores más fríos. Un examen de las historias de blanqueo de estas colonias reveló nuevamente menos bandas de estrés, lo que indica que mantuvieron la tolerancia térmica característica de sus parientes en las Islas Rocosas (Rock Island).
"Esto sugiere que las Islas Rocosas proporcionan larvas naturalmente tolerantes a las áreas vecinas. Encontrar y proteger tales fuentes de corales térmicamente tolerantes es clave para la supervivencia de los arrecifes bajo el cambio climático del siglo XXI".
"A medida que los océanos de todo el mundo continúan calentándose, los corales derivados de hábitats extremos tendrán una ventaja competitiva y pueden permitir la supervivencia de arrecifes que de otro modo serían vulnerables", continúan los autores. "Identificar y salvaguardar los criaderos naturales de corales ambientalmente tolerantes que puedan prosperar en condiciones climáticas futuras será fundamental para la persistencia en las próximas décadas de los ecosistemas de arrecifes de coral en todo el mundo".
"Descubrimos que algunos de los arrecifes de Palau con las temperaturas más altas tienen corales que son más tolerantes de lo que cabría esperar", dijo el autor principal del artículo, Hanny Rivera, graduado del Programa Conjunto MIT-WHOI. Rivera, quien realizó este trabajo como parte de su doctorado e investigación postdoctoral, actualmente es director asociado de desarrollo comercial en Ginko Bioworks. "Además, son genéticamente distintos de los mismos corales que se encuentran en otras partes de Palau, lo que sugiere que en estas regiones ha habido una selección natural de corales más resistentes".
Imagen: Porites cf. lobata es un coral clave en la construcción de arrecifes en el Indo-Pacífico tropical, proporcionando hábitats para muchas especies. Crédito: Kharis Schrage, Institución Oceanográfica Woods Hole
El coautor del artículo, Michael Fox, agregó que el estudio es particularmente emocionante porque combina la genética de los corales con registros históricos de blanqueamiento conservados en sus esqueletos para arrojar luz sobre cómo pueden dispersarse en un arrecife los corales de hábitats extremos con tolerancia a altas temperaturas.
"Esta perspectiva integrada es esencial para mejorar las proyecciones de las comunidades de coral en un océano que se calienta", dijo Fox, quien fue becario postdoctoral en WHOI durante la investigación de este artículo. Actualmente es profesor asistente de investigación en el Centro de Investigación del Mar Rojo en la Universidad de Ciencia y Tecnología Rey Abdullah en Thuwal, Arabia Saudita.
La investigación de Palau está directamente relacionada con la iniciativa Super Reefs que WHOI lanzó con The Nature Conservancy y la Universidad de Stanford para ubicar comunidades de coral que puedan resistir las olas de calor marinas y trabajar con las comunidades locales y los gobiernos para protegerlas.
"Este trabajo es la base científica de la iniciativa Super Reefs", dijo la coautora del artículo Anne Cohen, científica del WHOI y asesora de Rivera en el estudio. "La investigación de Palau demuestra que existen los Súper Arrecifes y también proporciona conocimiento científico procesable que puede usarse para respaldar su protección".
Cohen señaló que hay otros arrecifes de coral, no solo en Palau, donde las comunidades de coral no se han blanqueado tan gravemente como predijeron los científicos en función de los niveles de estrés térmico.
"Cuando encontremos comunidades de coral que sean tolerantes al calor o resistentes a la decoloración, y las protejamos de otros factores de estrés que pueden matarlas, como la dinamita, la sobrepesca o el desarrollo costero, producirán millones de larvas que viajarán en las corrientes, fuera de sus lugares de origen como vemos en Palau, y repoblarán los arrecifes que han sido devastados por las olas de calor", dijo. "La naturaleza es asombrosa. Nuestro trabajo con la iniciativa Super Reefs es proteger estos arrecifes térmicamente resistentes y dejar que la naturaleza haga el resto".
Rivera agregó que está asombrada por el inmenso aprecio, respeto y administración que la gente de Palau tiene por su medio ambiente.
"Han sido uno de los países pioneros en promover la conservación marina y la protección ecológica. Es maravilloso saber que estos arrecifes especiales están en tan buenas manos", dijo Rivera. "Es mi mayor esperanza que nuestra investigación apoye aún más a la gente de Palau en sus esfuerzos por mantener un ecosistema marino saludable".
El artículo titulado "Palau's warmest reefs harbor thermally tolerant corals that thrive across different habitats", ha sido publicado en Communications Biology.