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La genética, clave ante el blanqueamiento de los corales
23 marzo, 2023 0

La genética, clave ante el blanqueamiento de los corales

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 unasverdes, las otras rojas, verdaderas algas encostradas en sus sales calcáreas, quelos naturalistas, tras largas discusiones, clasificaron definitivamente en el reinovegetal. Mas, según lo dice un pensador, es este, quizás, el punto real en que lavida despierta oscuramente de su sueño de piedra, sin desprenderse aún de eserudo 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 especiesmarinas conocidas hasta ahora. Los arrecifes de coral forman una comunidad donde habita una grandiversidad de animales marinos y proveen diversos servicios ambientales como espacios de reproducciónde especies o como barreras que cambian la dirección y velocidad de las corrientes marinas, o deprotección de las costas frente a huracanes.Pese a su importancia, se estima que alrededor de 60% de los arrecifes del mundo están amenazadospor diversas actividades como la sobrepesca, la pesca destructiva, los desarrollos costeros y lacontaminación, poniendo en riesgo estos importantes ecosistemas.Sumergirse en un arrecife coralino, representa adentrarse en un mundo conocido por su belleza, por suvariedad 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 dearrecifes, 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 proporcionancarbohidratos 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…

En busca del coral…icolido
16 mayo, 2022 0

En busca del coral…icolido

Por: Betzi Fernanda Pérez Ortega* Nuestra capacidad visual es sorprendente. Los seres humanos podemos distinguir diferentes formas y movimientos a distancias cortas y lejanas con un campo visual de 180°, menos que el de un gato, que es de 200°. A pesar de esta habilidad, a lo largo de la historia se han desarrollado diferentes objetos que han permitido que veamos más allá de lo que en primera instancia podemos apreciar y, con ello, se han descubierto otros seres vivos y formas de vida difíciles de observar a simple vista, aun si tuviéramos la vista de un gato. Hace muchos años, cuando mirábamos el mar y nos asombrábamos por las formas y los colores de los corales, desconocíamos a qué se debía. Ahora sabemos que los diferentes colores son aportados por miles de diminutas algas (llamadas comúnmente zooxantelas) que viven dentro del tejido de los corales. Entre estos dos organismos existe una relación de simbiosis. ¿Simbio… qué…? Sí, simbiosis. Se trata de una relación en la que dos organismos se asocian y son beneficiados uno del otro; por ejemplo, las algas por medio de la fotosíntesis proveen de alimento al coral, y éste, a su vez, brinda un espacio de protección a las algas. Las relaciones simbióticas no son las únicas que existen en la naturaleza, también están el canibalismo, el mutualismo y el parasitismo. Este último es tal vez uno de los más sorprendentes mecanismos de sobrevivencia; en él hay, en primera instancia, dos organismos que interactúan: el parásito y el huésped. Se le da el nombre de parásito porque vive a expensas del hospedero, pues lo utiliza como hábitat, se alimenta de él, crece en él, se reproduce en él, entre otras cuestiones, pero ¡ojo!, el parásito no es un asesino, no mata a su huésped (salvo algunas excepciones) porque ello significaría la pérdida de su sustento de vida y, por lo tanto, el fin de su propia existencia. No hay que subestimar los parásitos, pues son organismos que han desarrollado múltiples mecanismos para sobrevivir porque, contrario a lo que muchas personas piensan, vivir a expensas de otro no es sencillo. Antes de asentarse en un hábitat, el parásito debe sortear una serie de obstáculos, desde seleccionar un individuo sano, de buen tamaño, así como esquivar las defensas de este, hasta modificar conductas de los huéspedes, a fin de lograr su éxito reproductivo.          Gracias a los avances en las técnicas de secuenciación genética, se ha podido descubrir que en los corales no solo habitan las zooxantelas, sino también una serie de organismos eucariotas,[1] entre los que destacan los coralicolidos. Y aunque bien se pudieron nombrar de una manera más sencilla, en realidad esto concuerda con la complejidad de su asociación con los corales. Estos organismos no son sencillos de observar, de hecho, se sabe que existen debido a que, al realizar secuencias genéticas de los corales y sus simbiontes (las algas), los investigadores encontraron secuencias de ARN que no pertenecían a ninguno de esos grupos. Las secuencias “extrañas” estaban emparentadas con organismos que pertenecen a un grupo llamado Apicomplexa, que son microscópicos parientes cercanos a los corales y las medusas y son parásitos de una gran variedad de organismos. Para sobrevivir, los parásitos pueden adherirse a la superficie de su huésped, o bien penetrarlo para alojarse en su interior. Aquellos que eligen la primera opción son ectoparásitos y viven en la piel o las cavidades externas de sus hospederos. Por otra parte, los endoparásitos eligen una forma de vida dentro del huésped (como los coralicolidos), y son más frecuentes de encontrar en los intestinos, los riñones o el hígado de su hospedero, incluso pueden estar en la sangre. La estrategia de vida que prefieren los parásitos depende de factores evolutivos, por ejemplo, de los órganos de fijación que cada parásito ha desarrollado (ventosas, ganchos) y de su forma de reproducción y alimentación, entre otros. Los parásitos no son los “malvados” de la historia, ya que desempeñan un papel muy importante en las cadenas tróficas de los ecosistemas como reguladores de las poblaciones de los huéspedes, pero también se ha descubierto que realizan un papel como catalizadores de su conducta. Por ejemplo, los parásitos pueden modificar el comportamiento de su hospedero para que este sea una presa fácil para otro organismo, de manera que el parásito pueda completar su ciclo de vida. El parasitismo en una estrategia de vida que se encuentra en organismos de diferentes grupos taxonómicos. Si observas un árbol de la vida, de esos con muchas ramificaciones que reflejan la historia de la vida en el planeta, podrás ver, por ejemplo, el grupo de los hongos y sus diferentes especies que están emparentadas, o bien el grupo de los mamíferos, y cómo, según la familia a la que pertenecen, se agrupan en especies. Pero los parásitos no la ponen fácil, por ejemplo, tan solo entre los helmintos, a los que también se les llama gusanos parásitos, los parasitólogos reconocen cuatro grandes grupos: platelmintos, acantocéfalos, nematodos y anélidos; sin embargo, entre ellos no existe relación de parentesco porque evolutivamente han tenido distintos orígenes. Más aún, hay especies parásitas que pertenecen al grupo de los hongos o de los vertebrados, por lo que no se encuentran clasificadas en los grupos mencionados. Seguirles la pista a los parásitos no es sencillo, sobre todo a los endoparásitos. La cuestión con los parásitos internos es que, para observarlos y estudiarlos, necesariamente se necesita que el huésped esté muerto porque se requiere diseccionar sus órganos. Aún más difícil es seguir la pista de aquellos parásitos que por su pequeño tamaño son imperceptibles a nuestros ojos, y cuya presencia está indicada únicamente por su secuencia genética, como el caso de los coralicolidos. Por ello, a estos parásitos de los corales también se les ha denominado genotype-N o ARL-V (por sus siglas en inglés, que significan Linaje Relacionado a los Apicomplexa), y propiamente no se ha descrito alguna especie. Para registrar una nueva especie, ya sea de planta, hongo, reptil o insecto, los…