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El jardín del coral

Si nos preguntasen por Queensland en Australia casi nadie (excepto los concursantes de «Saber y ganar»), sabría que es un estado al noreste del país, que su capital es Brisbane y que allí tendríamos que ir (sigo ahorrando) para ver la gran barrera de arrecife…
Corales en la gran barrera de arrecife, cerca de Cairns (Queensland).

Autor: Toby Hudson, Wikimedia commons

 

Sección norte de la gran barrera.
Autor: astronauta desconocido, no es broma
NASA, Wikimedia commons

Sobre el tamaño de la gran barrera cabe decir que se extiende a lo largo de 2.600 km.
Pero lo que no cuenta la Wikipedia es que cubre un área similar a la de países europeos como Alemania,
ó en Sudamérica como la mitad de Chile.

Coral esférico, en la gran barrera de Australia.
Autor: Toby Hudson. Wikimedia Commons.

Estos días la gran barrera ha sido noticia en la prensa por el descenso en un 50% de la cobertura de coral entre 1985-2012 http://www.elmundo.es/elmundo/2012/10/01/natura/1349094624.html?cid=GNEW970103

La noticia procede del artículo de De’ath y col. (2012) en PNAS, donde describen las principales causas de la reducción del coral: el 90% son las tormentas y los predadores,
y en tercer lugar (10%), el «blanqueo» de los corales al perder sus Symbiodinium.Los pólipos de los corales son como un ejército de diminutas anémonas. Al igual que éstas, mantienen una relación simbionte con sus Symbiodinium, pero además segregan un exoesqueleto de carbonato cálcico (como las conchas de los moluscos), que en el transcurso de los años construye los arrecifes de coral…

Acanthaster planci, Tailandia. Autor: Jon Hanson
Wikimedia commons

Pero esta protección no es suficiente para defenderse de estrellas de mar como Acanthaster planci, también llamada «corona de espinas», que parecen ensañarse especialmente con las zonas de coral más perjudicadas por la actividad humana…

Y en cuanto al blanqueo del coral, se produce por la expulsión ó pérdida de Symbiodinium en situaciones de estrés, principalmente por temperaturas demasiado altas.
El coral puede sobrevivir durante un tiempo, pero si no recupera pronto sus zooxantelas termina por morir…El blanqueo repetido de los corales los debilita progresivamente, reduciendo su crecimiento y haciéndolos más vulnerables. Así que necesitamos estudiar a Symbiodinium para entender qué sucede ó sucederá en los arrecifes de coral en las próximas décadas en un océano afectado por el cambio climático.

El coral Favia pallida afectado por el blanqueo ó por
la corona de espinas….
Autor: Nick Hobgood , Wikimedia commons.

Hoy en día existen 8 especies de Symbiodinium formalmente descritas. En la fase vegetativa móvil es posible estudiar su morfología, pero para observar esas células necesitamos cultivar Symbiodinium en el laboratorio…y eso es muy difícil.

Gracias a los avances en biología molecular hay otra alternativa: secuenciar fragmentos de ADN para construir un «árbol evolutivo» donde las secuencias parecidas se agrupan en «ramas» del árbol.

Esas ramas ó tipos no tienen nombres científicos y se denominan con letras ó números. En el caso de Symbiodinium conocemos 9 tipos, con las letras «A»-«B»-«C»…así hasta la «I».

La única excepción, y posiblemente el primer caso en microalgas, es un trabajo que combina genética y ecología para describir dos nuevas especies de Symbiodinium «B» (LaJeunesse y col. 2012), sin más datos morfológicos que el tamaño de las «bolitas amarillas»…

Otros habitantes famosos
en los arrecifes de coral. Timor oriental.
Autor: Nick Hobgood, Wikimedia commons

A lo largo y ancho del mundo encontramos distintos grupos de Symbiodinium…en corales del Caribe por ejemplo dominan los Symbiodinium «A», «B» y «C»…en las anémonas de Nigrán (en la primera entrada de esta serie) posiblemente hay Symbiodinium «A» (nos fiamos de estudios en zonas cercanas, no lo vamos a comprobar en nuestro laboratorio, de momento !!).

En la gran barrera de Australia, y el Pacífico en general, domina el Symbiodinium «C».

Pero aunque domine un tipo de Symbiodinium, el coral puede albergar otros tipos minoritarios (crípticos), que aprovechan su oportunidad para convertirse en dominantes tras el blanqueo de su huésped.

Este parece ser el caso del Symbiodinium «D», especialmente adaptado a las altas temperaturas e intensidades de luz, y que en corales blanqueados de la gran barrera puede sustituir a los Symbiodinium «C». Pero esto, que parece ser una «luz de esperanza» para salvar corales en apuros no es tan bonito como parece.

La estatua de Gerald Durrell
(zoo de Jersey, Reino Unido)
el «culpable» de muchas vocaciones
en biología tras leer su trilogía de Corfú.
El Symbiodinium «D» es un oportunista que saca ventaja a sus competidores en condiciones difíciles pero no ofrece las mismas garantías de supervivencia a los corales.
En la gran barrera aquellos corales que sustituyen el Symbiodinium «C» por el «D» crecen mucho menos y esto a la larga podría disminuir la capacidad de regeneración del arrecife…

Habrá que ver el vaso medio lleno, porque proteger la gran barrera reduciendo la contaminación y controlando las estrellas de mar depende de nosotros…

Fin de la trilogía del coral

Referencias:
-Bythell JC y col. Algal genotype and photoacclimatory responses of the symbiotic alga Symbiodinium in natural populations of the sea anemone Anemonia viridis. Proc. Royal Soc. B 264: 1277-1282 (1997).
-De’ath G. y col.  The 27-year decline of coral cover on the great barrier reef and its causes. PlosOne (early edition).
-LaJeunesse T.C. y col. A genetics-based description of Symbiodinium minutum sp. nov. and S. psygmophilum sp. nov. (Dinophyceae), two dinoflagellates symbiotic with Cnidaria. J. Phycol. (in press).
-Stat M, Gates RD. Clade D Symbiodinium in scleractinian corals: a «nugget» of hope, a selfish opportunist, an ominous sign, or all of the above?. J. Mar. Biol. 211, 9 pp.

Zooxantelas y demás parientes

Ilustraciones de zooxantelas (Brandt, 1883)

Zooxantelas quiere decir «animalitos amarillos», aunque hoy en día sabemos que son algas, mayormente dinoflagelados fotosintéticos simbiontes

Los primeros experimentos serios con ellas los hizo un tal K. Brandt allá por 1883, quien se dedicó literalmente a matar de hambre anémonas (son carnívoras, doy fe de que les «chiflan» los mejillones) mantenidas con luz ó en oscuridad…

¿Y qué pasó? Brandt descubrió que sus anémonas en ayunas sobrevivían siempre que tuvieran luz gracias a las zooxantelas, mientras que en oscuridad palidecían y se morían en apenas dos meses.
Las anémonas pueden vivir también en oscuridad pero solo si tienen comida suficiente…

Ilustración de H.G. Smith (1939)

50 años después, en un dibujo de 1939 vemos el corte de un tentáculo de Anemonia sulcata, con las zooxantelas (z.) debajo, en la parte interior. En este trabajo se buscaban respuestas sobre la relación entre zooxantelas y anémonas: ¿se las comen? ¿qué le aportan al animal?…y estas mismas preguntas también se planteaban en el caso de los corales.

La medusa tropical Cassiopea xamachana.

A partir de aquí vamos a dejar de hablar de zooxantelas para llamarlas por su nombre científico, Symbiodinium. En 1962 H.D. Freudenthal describió formalmente la primera especie, Symbiodinium microadriaticum, en la medusa «invertida» Cassiopea xamachana.

Symbiodinium es muy «generoso» con los corales: 

les aporta el 95% de sus productos fotosintéticos, imprescindibles para la supervivencia y el crecimiento del arrecife en las zonas tropicales.Y el coral le «ofrece» nutrientes inorgánicos (fosfatos, amonio) y un medio de vida muy cómodo, aunque bajo control «dictatorial» como veremos…

El ciclo de vida de Symbiodinium.
Adaptado de Freudenthal (1962)

 

El ciclo de vida de Symbiodinium incluye un quiste vegetativo (A) que puede dividirse (B, C) y una célula flagelada móvil (E) pero solo cuando están en forma libre en el océano…Porque los corales manipulan el ciclo de vida de Symbiodinium, los mantienen en la fase de quiste en su interior. Y también controlan su abundancia: pueden expulsarlos al agua ó comérselos, aunque suelen elegir lo primero

¿Y cómo llega Symbiodinium al coral? Pues en algunos casos los capturan del océano, pero en otras especies se «heredan» los Symbiodinium de «padres a hijos» en la colonia de coral.

Symbiodinium también vive en La almeja gigante Tridacna maxima.
Autor: RevolverOcelote. Disponible en Wikimedia commons

Symbiodinium no solo vive en los corales, anémonas ó medusas, también en esponjas, moluscos (p.ej. almejas gigantes) e incluso algunos seres unicelulares (ciliados).

Durante más de 20 años se pensó que solo existía una especie, Symbiodinium microadriaticum, y que ésta se extendía de forma global en todos esos organismos…¿Cómo iba nadie a distinguir especies si lo único que veíamos eran bolitas amarillas…? Lo sabremos en la próxima entrada, viajando a la gran barrera de arrecife en Australia…
 

Referencias:

-Boschma H. On the food of reef corals. Proceedings Royal Acad. Amsterdam XXIV: 993-997 (1926).
-Brandt K. Ueber die morphologische und physiologische Bedeutung des Chlorophylls bei Thieren. Mitt. Zool. Stat. Neapel, Bd. 4 (1883).
-Freudenthal, H.D. Symbiodinium gen. nov. and Symbiodinium microadriaticum sp. nov., a Zooxanthella: Taxonomy, life cycle, and morphology. J. Protozool. 9:45–52 (1962).
-Smith H.G. The signficance of the relationship between actinians and zooxanthellae. J. Exp. Biol. 16:334-345 (1939).
-Stat M., Carter D., Hoegh-Guldberg O. The evolutionary history of Symbiodinium and scleractinian hosts-Symbiosis, diversity and the effect of climate change. P. Plant Ecol. Evol. Syst. 8:23-43 (2006).