Los corales han evolucionado a lo largo de milenios para vivir, e incluso prosperar, en aguas con pocos nutrientes. En los arrecifes sanos, el agua suele ser excepcionalmente clara, principalmente porque los corales han encontrado formas de hacer un uso óptimo de los pocos recursos que los rodean. Cualquier cambio en estas condiciones puede desequilibrar la salud de un coral.
Ahora, los investigadores del MIT y la Institución Oceanográfica Woods Hole (WHOI), en colaboración con oceanógrafos y biólogos marinos de Cuba, han identificado microbios que viven dentro de las biopelículas viscosas de algunas especies de coral que pueden ayudar a proteger el coral contra ciertos desequilibrios de nutrientes.
El equipo descubrió que estos microbios pueden absorber y "eliminar" el nitrógeno de los alrededores de un coral. En bajas concentraciones, el nitrógeno puede ser un nutriente esencial para los corales, proporcionándoles energía para crecer. Pero una sobreabundancia de nitrógeno, por ejemplo, de la lixiviación de fertilizantes ricos en nitrógeno en el océano, puede desencadenar el florecimiento de las esteras de algas. Las algas pueden competir con el coral por los recursos, dejando los arrecifes estresados y descoloridos.
Al absorber el exceso de nitrógeno, los microbios recién identificados pueden impedir la competencia de las algas, sirviendo así como diminutos protectores del coral que habitan. Aunque los corales de todo el mundo están experimentando un estrés y un blanqueamiento generalizados a causa del calentamiento global, parece que algunas especies han encontrado formas de protegerse de otras fuentes de estrés relacionadas con el nitrógeno.
"Uno de los aspectos de encontrar estos organismos en asociación con los corales es que hay una forma natural en que los corales pueden combatir la influencia antropogénica, al menos en términos de disponibilidad de nitrógeno, y eso es algo muy bueno", dice Andrew Babbin, el Profesor Adjunto Doherty en Utilización de los Océanos en el Departamento de Ciencias Terrestres, Atmosféricas y Planetarias del MIT. "Esta podría ser una forma muy natural de que los arrecifes se protejan, al menos hasta cierto punto."
Babbin y sus colegas han informado de sus hallazgos en el ISME Journal.
Análogos de zonas muertas
El grupo de Babbin estudia cómo las comunidades marinas en el ciclo oceánico del nitrógeno, un elemento clave para la vida. El nitrógeno en el océano puede tomar varias formas, como el amoníaco, el nitrito y el nitrato. Babbin se ha interesado especialmente en estudiar cómo los ciclos de nitrógeno, o se capta, en los ambientes anóxicos - regiones del océano de bajo oxígeno, también conocidas como "zonas muertas", donde raramente se encuentran peces y donde la vida microbiana puede prosperar.
"Los lugares sin suficiente oxígeno para los peces son donde las bacterias empiezan a hacer algo diferente, lo cual es emocionante para nosotros", dice Babbin. "Por ejemplo, pueden empezar a consumir nitrato, lo que tiene un impacto en la productividad de una parte específica del agua".
Las zonas muertas no son las únicas regiones anóxicas del océano donde las bacterias exhiben un comportamiento de consumo de nitrógeno. Los ambientes bajos en oxígeno se pueden encontrar a escalas más pequeñas, como en las biopelículas, el limo rico en microbios que cubre las superficies marinas desde los cascos de los barcos naufragados hasta los arrecifes de coral.
"Tenemos biopelículas dentro de nosotros que permiten que sucedan diferentes procesos anaeróbicos", señala Babbin. "Lo mismo ocurre con los corales, que pueden generar una tonelada de moco, que actúa como esta barrera de retardo para el oxígeno."
A pesar de que los corales están cerca de la superficie y al alcance del oxígeno, Babbin se preguntaba si la baba de coral serviría para promover "bolsas anóxicas", o regiones concentradas de bajo oxígeno, donde podrían prosperar las bacterias consumidoras de nitrato.
Planteó la idea a la microbióloga marina Amy Apprill del WHOI, y en 2017, los investigadores partieron con un equipo científico en un crucero a Cuba, donde Apprill había planeado un estudio de los corales en el parque nacional protegido, Jardines de la Reina.
"Esta área protegida es uno de los últimos refugios para los corales saludables del Caribe", dice Babbin. "Nuestra esperanza era estudiar una de estas áreas menos impactadas para obtener una línea de base de qué tipo de dinámica del ciclo de nitrógeno está asociada con los propios corales, lo que nos permitiría entender lo que una perturbación antropogénica le haría a ese sistema".
Al explorar los arrecifes, los científicos tomaron pequeñas muestras de las especies de coral que abundaban en la zona. A bordo del barco, incubaron cada espécimen de coral en su propia agua de mar, junto con un trazador de nitrógeno, una versión ligeramente más pesada de las moléculas que se encuentran naturalmente en el agua de mar.
Trajeron las muestras a Cambridge y las analizaron con un espectrómetro de masas para medir cómo el equilibrio de las moléculas de nitrógeno cambiaba con el tiempo. Dependiendo del tipo de molécula que se consumió o produjo en la muestra, los investigadores pudieron estimar la tasa a la que el nitrógeno se redujo y esencialmente se desnitrificó, o aumentó a través de otros procesos metabólicos.
En casi todas las muestras de coral, observaron que las tasas de desnitrificación eran superiores a las de la mayoría de los demás procesos; era probable que algo en el propio coral absorbiera la molécula.
Los investigadores hicieron un frotis de la superficie de cada coral y cultivaron los especímenes viscosos en placas de Petri, que examinaron en busca de bacterias específicas que se sabe que metabolizan el nitrógeno. Este análisis reveló múltiples bacterias depuradoras de nitrógeno, que vivían en la mayoría de las muestras de coral.
"Nuestros resultados implicarían que estos organismos, que viven en asociación con los corales, tienen una forma de limpiar el entorno muy local", dice Babbin. "Hay algunas especies de corales, como este coral cerebro Diploria, que exhiben un ciclo de nitrógeno extremadamente rápido y resultan bastante resistentes, incluso a través de un cambio antropogénico, mientras que una Acropora, que se encuentra en una forma tosca en todo el Caribe, exhibe muy poco ciclo de nitrógeno. "
Aún no está claro si los microbios que depuran el nitrógeno contribuyen directamente a la salud del coral. Los resultados del equipo son la primera evidencia de tal conexión. En el futuro, Babbin planea explorar otras partes del océano, como el Pacífico tropical, para ver si existen microbios similares en otros corales, y hasta qué punto las bacterias ayudan a preservar sus huéspedes. Su suposición es que su papel es similar al de los microbios en nuestros propios sistemas.
"Cuanto más miramos al microbioma humano, más nos damos cuenta de que los organismos que viven en asociación con nosotros son los que impulsan nuestra salud", dice Babbin. "Lo mismo ocurre con los arrecifes de coral. Es el microbioma del coral el que define la salud del sistema coralino. Y lo que intentamos hacer es revelar qué metabolismos forman parte de esta red microbiana dentro del sistema coralino".
La anterior nota es una traducción litera de la nota en inglés publicada en este enlace:
https://phys.org/news/2021-01-scientists-slimy-microbes-coral-reefs.html
y fue redactada por Jennifer Chu, Massachusetts Institute of Technology
publicada el 8 de enero 2021