Las comunidades bacterianas asociadas a los corales contribuyen a la tolerancia del estrés térmico en el holobionte coralino

Las comunidades bacterianas asociadas a los corales contribuyen a la tolerancia del estrés térmico en el holobionte coralino

Imagen tomada de: https://cdn.reefs.com/blog/wp-content/uploads/2015/01/coral-from-glynn.jpg 

“Más allá de la aclimatación fisiológica y la adaptación del huésped, la adaptación microbiana en el coral constituye otro posible mecanismo para contrarrestar los efectos del cambio climático”

Según un estudio realizado por Ziegler y colaboradores en el 2017, se encontró que la comunidad microbiana presente en los corales está asociada con patrones de resiliencia (capacidad de las comunidades o ecosistemas de absorber perturbaciones) térmica de los corales en hábitats variables, donde se evidenció una relación dinámica entre los microorganismos y las condiciones ambientales. Las comunidades microbianas presentes en ambientes más estables y fríos muestran un cambio microbiano pronunciado durante las condiciones de blanqueamiento encontrándose en corales sensibles térmicamente, por otro lado, los microorganismos en un entorno más caliente y variable, el cual está expuesto frecuentemente a estrés térmico, mantienen su composición original a lo largo del estrés, encontrándose presentes en corales tolerantes al estrés con poco blanqueamiento. Asimismo, esta investigación resalta que la respuesta al estrés térmico difiere con la composición de la comunidad microbiana y sugiere el papel fundamental de las comunidades microbianas en la respuesta al estrés térmico del coral.

La necesidad de entender los sistemas biológicos y las interacciones que existen entre los componentes del mismo han cuestionado al ser humano, y a través de los años la investigación ha avanzado para resolver estos enigmas. Para entender el holobionte (conjunto formado por un organismo multicelular y todos sus microorganismos) coralino como un sistema, es importante reconocer sus componentes, interacciones y como las condiciones ambientales afectan el holobionte (Fig 1.A).  Por este motivo, se han estudiado los efectos del aumento de temperatura en el océano y frente al rápido cambio climático, los corales se consideran particularmente susceptibles, siendo de vital importancia comprender los mecanismos que contribuyen a su resiliencia.

Figura 1. A) Holobionte coralino. Los corales están compuestos de tres estructuras que proveen hábitat para bacterias como el mucus, el tejido coralino y el esqueleto de carbonato de calcio. Tomado de Rosenberg et al. 2007 doi:10.1038/nrmicro1635. B) Vista de la ubicación de las piscinas de arrecife (HV y MV ) en América Samoa y el diseño experimental del muestreo del experimento de trasplante recíproco de colonias fragmentadas. Tomado de Ziegler et al. 2017.

Varios estudios han demostrado que las bacterias confieren beneficios al huésped coralino, entre estos esta la tolerancia a ciertas enfermedades coralinas, la producción de carbohidratos para regular el estrés térmico, producción de metabolitos secundarios necesarios para el desarrollo del huésped, la transformación de Nitrógeno atmosférico a otros estados disponibles para el coral, la transformación de otros nutrientes y la defensa contra potenciales patógenos, haciendo que la comunidad microbiana ejecute un papel fundamental en la ecología del arrecife. Debido a este enfoque, en el estudio de Ziegler 2017 se estudió la composición de las comunidades bacterianas del coral Acropora hyacinthus para determinar la contribución de las comunidades microbianas a la resistencia térmica del holobionte coralino. El estudio se realizó en el Parque Nacional Natural de Samoa Americana, en la isla de Ofu, y se ejecutó un experimento (Fig. 1.B) donde se tomaron colonias de dos zonas o piscinas térmicamente diferentes, una altamente variable (HV) con temperaturas mayores y la otra moderadamente variable (MV) con temperaturas más bajas y se realizaron trasplantes recíprocos que fueron dejados 17 meses en el mar para evaluar los cambios en la comunidad microbiana.

Posteriormente, estas colonias fueron sometidas a estrés térmico para determinar las dinámicas bacterianas y observar como varían desde sus primeros estadios en los diferentes ambientes. El experimento del estrés reveló que las comunidades bacterianas presentes en el coral tolerante al calor son estables y pueden contribuir en la resiliencia del holobionte coralino bajo estas desafiantes temperaturas, debido al arsenal metabólico que poseen los microorganismos regulando esta respuesta al estrés.

Gracias al entendimiento de la microbiología de los corales, es posible comprender algunas relaciones e interacciones presentes en el holobionte, sin embargo, aún no se sabe la composición microbiana de algunas especies coralinas, la cual es fundamental para identificar relaciones de coevolución entre el coral y sus simbiontes. La capacidad metabólica de los microorganismos y su interacción especifica con su huésped siguen siendo campos incipientes de la ecología microbiana, por lo cual es necesario profundizar los estudios e investigaciones que esclarezcan el mundo microscópico que alberga un arrecife coralino y su importancia en el sistema biológico.

Sandra Montaño Salazar, 2017 

smmontanoS@unal.edu.co