Virus de ARN monocatenario infectan las algas simbióticas que viven dentro de los corales
Los impresionantes colores de los corales formadores de arrecifes provienen de las algas fotosintéticas que viven dentro de los corales. Un innovador estudio de tres años ha descubierto que los virus pueden aumentar sus ataques a estas algas simbióticas durante las olas de calor marinas.
Pocos estudios han examinado cómo afectan el calor y otras formas de estrés los brotes de virus de coral, y menos aún han analizado la dinámica a escala de arrecife de esos brotes. Un estudio publicado ayer hace ambas cosas. También es el primer estudio que analiza la prevalencia, la persistencia, los factores desencadenantes y los impactos en la salud en todo el arrecife de los "virus de ARN que infectan a los dinoflagelados" (dinoRNAV), virus de ARN monocatenario que infectan las algas simbióticas que viven dentro de los corales.
La autora principal, Lauren Howe-Kerr, dijo que los investigadores de enfermedades marinas y de coral están prestando más atención a los virus de coral a raíz de estudios en octubre de 2021 y febrero de 2022 que encontraron evidencia que sugiere que las infecciones virales de dinoflagelados simbióticos podrían ser responsables de la enfermedad de pérdida de tejido de coral duro (SCTLD ). SCTLD, una de las enfermedades coralinas más letales jamás registrada, ha diezmado los arrecifes de Florida y el Caribe desde que se identificó por primera vez en 2014.
"Si bien este estudio no se centra en SCLTD, aumenta nuestra comprensión de los virus de coral y, en particular, de los virus de ARN que infectan a los endosimbiontes de coral", dijo Howe-Kerr, investigadora postdoctoral de Rice que fue coautora del estudio con más de una docena de colegas.
"Nuestro trabajo proporciona la primera evidencia empírica de que la exposición a altas temperaturas en el arrecife desencadena infecciones de dinoRNAV dentro de las colonias de coral, y demostramos que esas infecciones se intensifican en colonias de coral no saludables", dijo Howe-Kerr.
Imagen: Un arrecife de coral cerca de la isla del Pacífico Sur de Moorea, Polinesia Francesa. Crédito: Laboratorio Correa/Universidad Rice
El estudio se llevó a cabo en la estación de Investigación Ecológica a Largo Plazo del Arrecife de Coral de Moorea en la isla de Moorea en el Océano Pacífico en la Polinesia Francesa. Moorea, que está a unas 20 millas de Tahití, está rodeada de arrecifes de coral. Se recolectaron muestras de 54 colonias de coral alrededor de la isla dos veces al año entre agosto de 2018 y octubre de 2020. Las temperaturas del agua más cálidas durante ese lapso fueron en marzo de 2019. Los arrecifes de toda la isla sufrieron estrés relacionado con el calor durante este período, incluido el blanqueamiento generalizado.
Imagen: Vista aérea de Moorea, Polinesia Francesa. (Foto de Remi Jouan, CC BY-SA 3.0)
Los sitios de estudio estaban ubicados en una variedad de zonas de arrecifes que estaban sujetas a diferentes tipos de estrés ambiental. Por ejemplo, los arrecifes frontales que dan al océano son más profundos, con temperaturas del agua más frías y constantes, mientras que los arrecifes que bordean las lagunas cerca de la costa están sujetos a las temperaturas más altas y a la mayor variabilidad de temperatura.
Howe-Kerr obtuvo su doctorado de Rice en 2022 y recientemente terminó una beca de política oceánica de un año en la Fundación Nacional de Ciencias. El muestreo y el análisis se llevaron a cabo durante sus estudios de doctorado en el laboratorio Rice de la bióloga marina y coautora del estudio Adrienne Correa.
"Fue un gran esfuerzo de equipo salir y localizar y muestrear exactamente las mismas colonias de coral dos veces al año durante este período de tres años", dijo Correa. "Eso se complicó aún más por la pandemia, que nos impidió tomar muestras en marzo de 2020, pero al final valió la pena. Aprendimos mucho sobre la dinámica viral en todo el arrecife".
Imagen: Resumen de muestreo y resumen de detección de dinoRNAV de colonias de Porites lobata en los arrecifes de Moorea, Polinesia Francesa (Pacífico Sur).
Correa dijo que estaba claro a partir de estudios anteriores que los corales "albergan muchos virus diversos", pero no se sabía cómo se distribuían los tipos virales específicos en un arrecife. Un estudio de 2022 de su grupo, cuyo autor principal fue otro exalumno, Carsten Grupstra, tuvo hallazgos detallados de experimentos basados en tanques que mostraron que la actividad viral de un solo grupo viral, los dinoRNAV, en los corales aumentó bajo estrés por calor.
"Este estudio de tres años se basa en eso y muestra que también puede ocurrir en el océano", dijo Correa. "Vimos el mismo tipo de aumentos inducidos por el calor en la producción viral en los arrecifes".
Howe-Kerr dijo que el nuevo estudio también ofrece uno de los primeros atisbos de cómo se comportan los dinoRNAV en el tiempo y el espacio sobre arrecifes y zonas de arrecifes.
"Pudimos caracterizar la diversidad de dinoRNAV y su prevalencia en colonias a lo largo de varios años y entornos de arrecifes", dijo. "Detectamos infecciones de dinoRNAV en más del 90% de las colonias muestreadas en algún momento de los tres años. Y la composición y diversidad de virus que encontramos en esas infecciones diferían entre las zonas de arrecifes. Eso indica que las condiciones ambientales juegan un papel en la dinámica de estos brotes".
Si bien las 54 colonias sobrevivieron al experimento de tres años, el 50% sufrió una mortalidad parcial. Los más afectados fueron los arrecifes frontales que miran al océano, que tenían casi tres veces más probabilidades de experimentar una mortalidad parcial que los corales de los arrecifes periféricos, que pueden estar más acostumbrados a lidiar con las altas temperaturas de las aguas menos profundas cerca de la costa, dijo Correa.
Dijo que se encontró una variedad más amplia de virus de ARN en colonias estresadas por el calor en 2019, lo que sugiere que había aumentado la producción viral. Y el patrón demostró ser más fuerte en las colonias que sufrieron una mortalidad parcial, lo que apunta a interacciones específicas entre el huésped y el virus que podrían generar impactos en el ecosistema, dijo.
"Es probable que la productividad viral aumente a medida que las temperaturas del océano continúen aumentando", dijo Correa. "Es importante aprender todo lo que podamos sobre las interacciones anfitrión-virus, porque tienen el potencial de alterar la simbiosis fundamental que sustenta los ecosistemas de arrecifes de coral".
La investigación se ha publicado en ISME Communications: Viruses of a key coral symbiont exhibit temperature-driven productivity across a reefscape
