El descubrimiento de los biólogos del arroz se puede utilizar para ayudar a los arrecifes afectados por el clima a sobrevivir por ahora.
Los simbiontes podría ayudar a los arrecifes de coral a sobrevivir a las pruebas del cambio climático.
Y eso, a su vez, podría ayudarnos a todos.
Investigadores de la Universidad de Rice y del Instituto Español de Oceanografía ya conocían la importancia de las algas conocidas como dinoflagelados para la salud de los corales a medida que los océanos se calientan, y ahora han confirmado que las diminutas criaturas no solo se multiplican al dividirse por la mitad, sino que también pueden reproducirse a través del sexo.
Eso, según la bióloga marina de Rice Adrienne Correa y la estudiante de posgrado Lauren Howe-Kerr, abre un camino hacia la reproducción de cepas de simbiontes dinoflagelados que sirven mejor a sus socios de coral.
Los dinoflagelados no solo contribuyen a los impresionantes esquemas de color de los corales, sino que también ayudan a alimentar a sus anfitriones al convertir la luz solar en alimento.
La mayoría de los corales pétreos no pueden sobrevivir sin sus simbiontes y estos simbiontes tienen el potencial de ayudar a los corales a responder al cambio climático. Estos dinoflagelados tienen tiempos de generación de un par de meses, mientras que los corales solo pueden reproducirse una vez al año.
Howe-Kerr
Entonces, si podemos lograr que los simbiontes se adapten a las nuevas condiciones ambientales más rápidamente, podrían ayudar a los corales a sobrevivir a las altas temperaturas también, mientras todos abordamos el cambio climático.
Howe-Kerr
En un estudio de acceso abierto en Nature’s Scientific Reports , escribieron que el descubrimiento “prepara el escenario para investigar los desencadenantes ambientales” de la sexualidad simbionte “y puede acelerar la evolución asistida de un simbionte coralino clave para combatir la degradación de los arrecifes”.
Para comprender mejor las algas, los investigadores de Rice contactaron a Rosa Figueroa, investigadora del Instituto Español de Oceanografía que estudia los ciclos de vida de los dinoflagelados y es la autora principal del estudio.
“Le enseñamos sobre el sistema coral-algas y ella nos enseñó sobre el sexo en otros dinoflagelados, y formamos una colaboración para ver si podíamos detectar el sexo simbionte en los arrecifes”, dijo Howe-Kerr.
En conjuntos de datos genómicos de dinoflagelados de coral, los investigadores verían todos los genes que los simbiontes de coral deberían necesitar para reproducirse sexualmente, pero nadie había podido ver las células reales en el proceso. Eso es lo que tenemos esta vez.
Correa, profesor asistente de biociencias
El descubrimiento sigue al muestreo en los arrecifes de coral en Mo’orea, Polinesia Francesa, en julio de 2019 y luego a la observación de las algas a través de microscopios confocales avanzados que permiten una mejor visualización de estructuras tridimensionales.
Esta es la primera prueba de que estos simbiontes, cuando están secuestrados en células de coral, se reproducen sexualmente, y estamos emocionados porque esto abre la puerta para descubrir qué condiciones pueden promover el sexo y cómo podemos inducirlo. Queremos saber cómo podemos aprovechar ese conocimiento para crear más variación genética.
Kerr
Debido a que la descendencia de las algas en división solo hereda el ADN de su única célula madre, son, esencialmente, clones que generalmente no se suman a la diversidad de una colonia. Pero la descendencia del sexo obtiene ADN de dos padres, lo que permite una adaptación genética más rápida.
Correa
Las poblaciones de simbiontes que se vuelven más tolerantes al estrés ambiental a través de la evolución beneficiarían directamente a los corales, que protegen las costas de las tormentas y la escorrentía asociada.
Estos esfuerzos están en curso para tratar de criar corales, simbiontes y cualquier otro socio para hacer posibles las colonias más resistentes al estrés.
Para los simbiontes de coral, eso significa cultivarlos en condiciones estresantes como altas temperaturas y luego propagar los que logran sobrevivir.
Después de generaciones sucesivas, se seleccionará los que no puedan tolerar estas temperaturas.
Y ahora que se puede ver que hay sexo, hay muchos otros experimentos para aprender qué combinación de condiciones hará que el sexo ocurra con más frecuencia en las células.
Eso producirá simbiontes con nuevas combinaciones de genes, y es de esperar que algunas de esas combinaciones correspondan a la termotolerancia u otros rasgos necesarios.
Luego, se puede sembrar bebés de las especies de coral que albergan esa diversidad de simbiontes y usar esas colonias para restaurar los arrecifes.
Referencia: “Direct evidence of sex and a hypothesis about meiosis in Symbiodiniaceae” by R. I. Figueroa, L. I. Howe-Kerr and A. M. S. Correa, 22 September 2021, Scientific Reports.
DOI: 10.1038/s41598-021-98148-9