Un estudio publicado en Nature revela los mecanismos genéticos y celulares que explican la extraordinaria resistencia del coral pétreo Oculina patagonica frente al aumento de las temperaturas marinas.
Una excepcional estrategia de “alimentación dual” sustenta la resistencia de un coral mediterráneo ante el aumento de las temperaturas marinas, según un estudio publicado en la revista Nature.
El coral pétreo Oculina patagonica es conocido por su capacidad para alimentarse con o sin algas. Ahora, la primera comparación directa entre las células huésped de algas de la O. patagonica y las de otras especies de coral revela cómo funciona esta flexibilidad a nivel genético y celular.
Descubierta por primera vez en el golfo de Génova en 1966, la O. patagonica se consideró durante décadas una especie invasora procedente del Atlántico. Sin embargo, estudios recientes demostraron que es originaria del Mediterráneo, donde ha persistido en pequeñas poblaciones durante millones de años, hasta que las condiciones cambiantes favorecieron su expansión.
Desde entonces, el coral se ha extendido con rapidez, estableciendo poblaciones a lo largo de la mayoría de las costas poco profundas del Mediterráneo, donde las temperaturas del agua oscilan entre unos 10 ºC, o menos, en invierno, y más de 30 ºC en verano.
Cuando se documentó por primera vez en aguas levantinas, se pensó que la O. patagonica no sobreviviría porque las temperaturas estivales eran demasiado altas
“Cuando se documentó por primera vez en aguas levantinas, se pensó que la O. patagonica no sobreviviría porque las temperaturas estivales eran demasiado altas, pero contra todo pronóstico consiguió establecerse, y sus poblaciones están creciendo”, explica la doctora Shani Levy, primera autora del estudio, que realizó la investigación en el Centro de Regulación Genómica (CRG) de Barcelona.
La Oculina es un tipo de coral pétreo, animales marinos que construyen esqueletos duros. Los corales pétreos albergan algas fotosintéticas en sus células y dependen de ellas para obtener energía, en una relación simbiótica mutuamente beneficiosa. Las algas pueden aportar hasta un 90% de las necesidades energéticas del coral, alimentando la formación de los macizos esqueletos de carbonato cálcico que constituyen la base y estructura de los arrecifes.
Sin embargo, la Oculina es distinta. Su esqueleto es pequeño y su asociación con las algas es opcional. Cuando la temperatura del mar Mediterráneo supera los 29 ºC, expulsa las algas de sus células huésped y pierde su característico color marrón anaranjado.
La capacidad de la Oculina para vivir sin un socio fotosintético le permite asentarse en aguas más profundas, donde la luz escasea, o tolerar aguas turbias
Este fenómeno de blanqueamiento resultaría fatal para otras especies, pero la Oculina sobrevive el tiempo suficiente para recuperar las algas cuando las aguas se enfrían en otoño. Incluso puede subsistir completamente sin ellas, con poblaciones que se encuentran en cuevas o a profundidades de entre 30 y 40 metros, donde penetra muy poca luz.
“La capacidad de la Oculina para vivir sin un socio fotosintético le permite asentarse en aguas más profundas, donde la luz escasea, o tolerar aguas turbias, donde la luz se ve bloqueada por la sedimentación generada por el tráfico marítimo. Es una enorme ventaja en un Mediterráneo transformado por la actividad humana, y una de las razones por las que decidimos estudiar esta especie”, explica el doctor Xavier Grau Bové, coautor del estudio e investigador posdoctoral en el CRG.
Los autores analizaron la resistencia de este coral pétreo desde un enfoque genético, celular y evolutivo. El grupo de investigación se especializa en combinar la secuenciación del genoma con análisis single cell (de células individuales) para desentrañar cómo evolucionaron los componentes celulares de la vida, especialmente en organismos no modelo o poco estudiados.
Secuenciaron el genoma de la Oculina patagonica y analizaron decenas de miles de células individuales para determinar qué genes se activan cuando el animal marino contiene o no algas simbióticas. Además, elaboraron atlas celulares comparables de dos corales tropicales que dependen por completo de las algas, lo que permitió una comparación directa entre especies.
Descubrieron que, cuando las algas están presentes, las células de la Oculina dependen en gran medida de los lípidos o grasas obtenidos de sus simbiontes. Estos lípidos son componentes esenciales que pueden almacenarse para su uso posterior, proporcionando al coral una reserva de energía más estable que los azúcares.
Cuando las algas desaparecen, la Oculina reajusta sus programas celulares, aumentando la actividad de células de tipo inmunitario que probablemente eliminan los restos de las células simbióticas moribundas. También expande sus células glandulares y digestivas, lo que le permite capturar y digerir partículas directamente del agua, un modo de alimentación conocido como heterotrofia.
“La Oculina es resistente porque no depende estrictamente de los productos fotosintéticos de las algas”, explica el profesor de investigación ICREA Arnau Sebé Pedrós, autor principal del estudio e investigador del CRG. “Puede obtener esos productos cuando las algas están presentes, lo cual es probablemente la situación óptima, pero también puede sobrevivir alimentándose únicamente de manera heterotrófica, ingiriendo pequeñas partículas orgánicas y plancton que captura y digiere en su sistema digestivo”, añade.
La comparación de los atlas celulares reveló que otros corales dependientes de las algas tienen los mismos tipos de células y vías genéticas que la Oculina emplea para alimentarse de forma heterotrófica, aunque se encuentran desactivadas.
El hallazgo sugiere que la capacidad de alimentarse sin algas no es exclusiva de la Oculina, sino una habilidad ancestral presente en todos los corales y probablemente conservada desde un antepasado común.
La estrategia vital de la Oculina parece basarse en la resiliencia a través de la diversificación
“La estrategia vital de la Oculina parece basarse en la resiliencia a través de la diversificación. No necesitó inventar un nuevo modo de vida desde cero, sino desempolvar viejas herramientas de su caja”, afirma Grau Bové.
El estudio ofrece una visión única sobre la forma en que las especies marinas están adaptándose al cambio climático en el Mediterráneo. Al ser un mar semicerrado, sus aguas experimentan variaciones más bruscas de temperatura, salinidad y aportes de nutrientes que el océano abierto.
“Funciona como una especie de prueba de estrés natural”, afirma la doctora Levy. “Los corales y otros organismos que viven aquí ya afrontan fluctuaciones extremas, por lo que el Mediterráneo nos ofrece una especie de avance de cómo podría desenvolverse la vida marina bajo un cambio climático acelerado”.
Aunque el estudio sugiere que corales como la O. patagonica podrían tener mayores probabilidades de sobrevivir en océanos cada vez más cálidos, los autores del estudio advierten de que la Oculina no es un coral constructor, por lo que difícilmente podrá compensar la pérdida de los arrecifes, ecosistemas que cubren menos del 1 % del fondo oceánico, pero que albergan una cuarta parte de todas las especies marinas.
“La mejor manera de ayudar a cualquier ecosistema marino, incluidos los arrecifes, a soportar este mundo cada vez más cálido será siempre evitar el calentamiento desde su origen”, concluye Grau Bové.
El hallazgo representa la evidencia más antigua conocida hasta ahora de incremento de tamaño y alargamiento de las vértebras cervicales.
Restos de 1,5 millones de años de Paranthropus boisei, que incluyen manos y pies completos, permiten reconstruir por primera vez su capacidad de manipulación.
