La genética, clave ante el blanqueamiento de los corales

23 marzo, 2023 0

Por: Norberto Colín y Ángel David Chi Pisté*

Este texto y obras de arte fueron preparados como parte de la Revista Pingüica en su número 6, especial ENES-Mérida. Pingüica es un proyecto para la interpretación artística de temas científicos.

“Entre los arbolillos coralinos observé otros pólipos no menos curiosos, melitas,
iris de ramificaciones articuladas, luego algunas matas de coralinas, las unas
verdes, las otras rojas, verdaderas algas encostradas en sus sales calcáreas, que
los naturalistas, tras largas discusiones, clasificaron definitivamente en el reino
vegetal. Mas, según lo dice un pensador, es este, quizás, el punto real en que la
vida despierta oscuramente de su sueño de piedra, sin desprenderse aún de ese
rudo punto de partida”
Julio Verne, Veinte mil leguas de viaje submarino.

Cubren menos del 1% del océano y aún así, son hogar de alrededor del 25% de todas las especies
marinas conocidas hasta ahora. Los arrecifes de coral forman una comunidad donde habita una gran
diversidad de animales marinos y proveen diversos servicios ambientales como espacios de reproducción
de especies o como barreras que cambian la dirección y velocidad de las corrientes marinas, o de
protección de las costas frente a huracanes.
Pese a su importancia, se estima que alrededor de 60% de los arrecifes del mundo están amenazados
por diversas actividades como la sobrepesca, la pesca destructiva, los desarrollos costeros y la
contaminación, poniendo en riesgo estos importantes ecosistemas.
Sumergirse en un arrecife coralino, representa adentrarse en un mundo conocido por su belleza, por su
variedad de formas y colores, y que atrae a miles de turistas en diversas partes del mundo. Sin embargo,
el aumento en la temperatura del océano está provocando el blanqueamiento de corales formadores de
arrecifes, que está convirtiendo a las colonias arrecifales en vastos cementerios marinos.

Y es que todo depende de una delicada simbiosis entre las algas zooxantelas, que proporcionan
carbohidratos al coral a través de la fotosíntesis y que permite que los corales crezcan y construyan sus exoesqueletos de carbonato de calcio, en tanto que los corales, a cambio, proporcionan a las zooxantelas nutrientes y un entorno protegido. Cuando este equilibrio se ve afectado por las altas temperaturas del gua, la simbiosis se rompe y se genera un proceso en el que el coral expulsa a las zooxantelas, y aunque los corales pueden sobrevivir durante algún tiempo sin ellas, este fenómeno provoca la degradación o incluso la muerte de sus colonias, ya que los corales brindan refugio y/o alimento a un gran número de peces e invertebrados.
Se estima que, aproximadamente, el 80% de los arrecifes de coral lleguen a sufrir de blanqueamiento en este siglo, y esta afección puede llegar a convertirse en la más importante en el Caribe mexicano y afectar al Sistema Arrecifal Mesoamericano, que constituye la segunda barrera de coral más grande en el mundo, sólo por detrás de la Gran Barrera de Coral de Australia. Por lo tanto, es de suma importancia promover acciones que ayuden a combatir esta amenaza desde los distintos campos académicos y no académicos, para así elegir una unión adecuada entre herramientas para hacer frente a este daño que el cambio climático está provocando en los distintos ecosistemas marinos.

Hallando respuestas a la genética.

Los marcadores moleculares son una herramienta necesaria en muchos campos de la biología como evolución, ecología, bio-medicina y en estudios de diversidad, y se utilizan para localizar y aislar genes de interés. En la actualidad, existen varias técnicas moleculares que nos permiten conocer cómo se encuentran las proporciones de genes en diversos organismos, y para el caso de las poblaciones coralinas, esta herramienta es crucial para comprender los mecanismos de respuesta a las variaciones de las condiciones climáticas y elegir aquella variante genética que cuente con mayor resistencia ante los cambios del entorno dentro de las especies que conforman estas poblaciones, empleando la Selección Asistida por Marcadores Moleculares, a fin de desarrollar diversas técnicas de restauración in situ.

Es por ello que el equipo de investigación del Laboratorio de Biología Celular y Molecular de la ENES-Mérida, en colaboración con Wave of Change de Grupo Iberostar, en el que participan estudiantes de licenciatura, maestría y doctorado de diversas instituciones académicas, se centran en la evaluación de la expresión de los genes de los corales y sus simbiontes que codifican las proteínas de choque térmico (HSP por sus siglas en inglés).

Las HSP son una familia de proteínas que se encuentran en todas las células en condiciones normales, pero su expresión aumenta cuando la célula es sometida a altas temperaturas, variación del pH, o falta de oxígeno, entre otras, por lo que son buenos indicadores de respuesta al estrés térmico.

Cuando un organismo se encuentra bajo estas condiciones de estrés, se activa el gen factor de choque térmico (HSF), induciendo la transcripción de genes HSP, que tienen un importante rol en la regulación de la metamorfosis y el desarrollo de plasticidad de los corales.

Aunado a esto, en la investigación se evalúa la expresión de genes asociados a la presencia de contaminantes en el agua y su influencia en la capacidad de resiliencia de los corales a las perturbaciones ambientales.

La detección de organismos con los niveles de expresión de HSP más bajos, se usarán como organismos base para los programas de restauración en el Caribe Mexicano.

Para hacer este tipo de estudios se debe realizar un monitoreo de las condiciones de cada arrecife a estudiar, detectar colonias de corales que sobrevivan a eventos de estrés ambiental; ya sea una variación en la temperatura del agua o el impacto de un huracán. Posteriormente se toma una pequeña muestra de los organismos y se evalúa la expresión de los genes de interés en el Laboratorio de Biología Celular y Molecular de la ENES Mérida.

Este proyecto se lleva a cabo en arrecifes del Caribe mexicano, actualmente se monitorean colonias de las especies de coral Montastraea cavernosa, Orbicella annularis, Porites astreoides, entre otras, provenientes del arrecife Manchonsitos en la Riviera Maya. El monitoreo y la colecta de organismos se realiza en colaboración con la organización Wave of Change de Grupo Iberostar.

El blanqueamiento de corales todavía no ha llegado a cubrir todo el sistema arrecifal, pero las proyecciones no son esperanzadoras: de continuar esta tendencia, las tasas de mortalidad en las poblaciones de coral serán altísimas, llevando a estos sistemas al borde de la extinción.

Los corales formadores de arrecifes han estado en la Tierra durante cientos de millones de años, su destino hoy pende de un delgado hilo que debe basarse en la investigación, conservación y gestión en todo el mundo.

Agradecimientos: Cinvestav Mérida y Wave of Change de Grupo Iberostar.

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Norberto Colín García* es doctor en Ciencias Marinas por el CINVESTAV Mérida. Su área de estudio comprende el uso de herramientas moleculares para la conservación de las especies en organismos marinos a través de estudios de diversidad genética, así como la detección de genes indicadores de adaptación y mecanismos de evolución. norberto.colin@enesmerida.unam.mx

Ángel David Chi Pisté* es estudiante de la Licenciatura en Comunicación Social de la UADY y prestador de prácticas profesionales en el Departamento de Divulgación de la ENES Mérida en el proyecto Narrativas transmedia.

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Rocío Romero: @rocioromeroarte