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Revelados los secretos de la interacción entre las algas y los corales

Los arrecifes de coral tienen una gran importancia ecológica y económica, ya que proporcionan a millones de personas alimentos, ingresos y protección del litoral. Sin embargo, se sabe muy poco sobre los mecanismos moleculares que subyacen a estas maravillas naturales.
Revelados los secretos de la interacción entre las algas y los corales
La clave de la inmensa productividad y biodiversidad de los arrecifes de coral es la estrecha y duradera asociación (simbiosis) entre corales y algas fotosintéticas, que viven en el interior de las células coralinas y transfieren nutrientes esenciales a sus hospedadores. El aumento de la temperatura de los océanos puede provocar que esta simbiosis termine de manera abrupta, un fenómeno conocido como «blanqueamiento» del coral. La frecuencia de eventos de blanqueamiento está aumentando en todo el mundo y estos se han relacionado con el cambio climático mundial.

En la actualidad, no se conocen muy bien los mecanismos moleculares que subyacen a esta íntima asociación entre corales y algas, en gran parte debido a que los corales no son unos candidatos muy adecuados para llevar a cabo análisis moleculares en el laboratorio. El proyecto financiado con fondos europeos ESYMBIOSIS ha perfeccionado un nuevo sistema modelo empleando un género de anémonas de mar («Aiptasia») en aras de desvelar las características básicas de la simbiosis en corales.

Un novedoso sistema experimental

Las anémonas de mar del género «Aiptasia» establecen relaciones simbióticas con el mismo tipo de algas que los corales. Sin embargo, a diferencia de los corales, estas anémonas pueden mantenerse fácilmente en el laboratorio como líneas clonales con reproducción asexual. Es más, puede inducirse su reproducción sexual, lo que permite un acceso ilimitado a larvas de vida libre que se asocian rápidamente con simbiontes del entorno.

«Caracterizamos distintas líneas de anémonas y cepas de simbionte utilizadas en el laboratorio mediante técnicas de filogenia molecular (es decir, la historia evolutiva de una especie) y zoología», comenta la coordinadora del proyecto, la doctora Annika Guse. Llevando un paso más allá los estudios realizados por un laboratorio colaborador para utilizar diodos emisores de luz azules que simulan una luna llena, los investigadores desarrollaron un protocolo eficaz para inducir la reproducción sexual de las anémonas con el fin de producir larvas de anémona de forma regular.

Estas larvas, que adquieren simbiontes del entorno, son empleadas para estudiar el establecimiento de relaciones simbióticas a través de herramientas moleculares modernas. «Describimos el desarrollo larvario y la adquisición de simbiontes a nivel celular y desarrollamos herramientas para analizar la expresión génica y localizar proteínas. Además, identificamos factores clave relacionados con la simbiosis y realizamos experimentos comparativos con corales recolectados “in situ”», explica la doctora Guse.

Los investigadores secuenciaron el genoma de «Aiptasia» y desarrollaron varias técnicas moleculares, bioquímicas y de biología celular diferentes, como métodos metabolómicos, lipidómicos y transcriptómicos. La doctora Guse dice: «Nuestro trabajo ha allanado el camino para el empleo de larvas de “Aiptasia” como un nuevo sistema experimental destinado al estudio de la simbiosis en corales y ha conducido a la publicación de publicaciones científicas revisadas por pares».

Cómo sobreviven los corales

ESYMBIOSIS trata ahora de responder preguntas relevantes como, por ejemplo, si existen células específicas responsables de adquirir los simbiontes. También está investigando mecanismos de reconocimiento para la adquisición de simbiontes, cómo los simbiontes evitan ser destruidos por su hospedador y cómo se transfieren nutrientes clave entre los socios de la simbiosis. «Estamos investigando cómo funcionan transportadores lipídicos conservados a lo largo de la evolución que están involucrados en la transferencia de (colo)esterol entre el simbionte y hospedador. Este proceso constituye un requisito previo para la supervivencia de los corales, ya que estos han perdido la capacidad de sintetizar (cole)esteroles por sí mismos», revela la doctora Guse.

Al igual que en la investigación médica, comprender el buen estado de salud de la simbiosis en los corales puede proporcionar una base para determinar lo que sucede durante las enfermedades y los eventos de blanqueamiento de los corales. «Nuestro estudio sienta las bases no solo para una investigación más específica del blanqueamiento de los corales, sino también para el desarrollo de estrategias centradas en la protección de los arrecifes de coral», apunta la doctora Guse. «También sensibiliza sobre los ecosistemas de los arrecifes de coral y destaca los retos a los que se enfrentan como resultado de la contaminación provocada por las actividades humanas», concluye la investigadora.

Palabras clave

ESYMBIOSIS, coral, simbiosis, «Aiptasia», algas
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