Ciencia UANL

CUANDO EL ESTRÉS LLEVA AL DIVORCIO: LA SIMBIOSIS ALGA-CORAL Y EL BLANQUEAMIENTO CORALINO

Tania Islas-Flores*, Estefanía Morales-Ruiz*

CIENCIA UANL / AÑO 24, No.110, noviembre-diciembre 2021

Los arrecifes de coral son uno de los ecosistemas marinos más diversos y productivos, los cuales proporcionan sustento a una amplia variedad de especies y a las actividades relacionadas con los servicios ambientales del arrecife – como la pesca y el turismo– que generan ingresos de gran importancia económica. Los organismos que principalmente dan estructura al arrecife son los corales. A pesar de que viven en aguas marinas pobres en nutrientes (oligotróficas), los corales viven y prosperan gracias a su asociación con microalgas unicelulares fotosintéticas, las cuales les proveen hasta 95% de los nutrientes que necesitan; de hecho, sin esta relación los arrecifes de coral no existirían (Davy et al., 2012).

En las últimas décadas se ha observado un aumento en la mortandad masiva de corales, conocida como blanqueamiento, resultado de la pérdida de sus microalgas, o a que éstas pierden sus pigmentos fotosintéticos. Esto a su vez se debe a perturbaciones en el ambiente, como cambios de pH, así como aumento o descenso anormales en la temperatura y la irradiación solar. El blanqueamiento coralino puede ser reversible, es decir, que las microalgas pueden establecerse de nuevo en el coral si las condiciones vuelven a ser favorables dentro de un lapso corto. Estudiar esta relación microalga-coral es de suma importancia para establecer estrategias de protección con la finalidad de preservar los arrecifes, ya que el conocimiento generado permite establecer planes efectivos para mitigar el efecto de estresores que modifican la relación simbiótica.

LOS CORALES

Los arrecifes de coral agrupan distintas especies de animales, entre los que destacan los cnidarios como los principales formadores de estructuras. Los cnidarios son un grupo de hasta 10,000 animales acuáticos, entre los que se encuentran, además de corales, anémonas y medusas. El nombre cnidario se debe a que estos animales poseen células urticantes llamadas cnidocitos, las cuales les sirven para defenderse y cazar su alimento.

Los corales son animales coloniales, es decir, agrupan múltiples seres vivos organizados y conectados, conocidos como pólipos. Los pólipos son parecidos a las anémonas, en su estructura se distingue un anillo de tentáculos rodeando la boca que corona la cavidad corporal (figura 1A). Los pólipos de corales escleractinios o corales duros secretan carbonato de calcio con el que forman el esqueleto que da lugar a la estructura de los arrecifes. La manera en la que crecen y se distribuyen los pólipos da como resultado la amplia diversidad de corales que se conocen (Rodríguez-Troncoso, 2014).

La luz, la temperatura y la profundidad son factores abióticos que tienen influencia en la tasa de crecimiento de los corales (Baker y Weber 1975). Sin embargo, los corales son de crecimiento muy lento, pueden crecer, en promedio, entre 1 y 7 cm anuales según la especie y su ubicación geográfica. Asimismo, su reproducción se da sólo una o dos veces al año. Su lento crecimiento y reproducción representan un reto para la restauración y los programas de protección, ya que para que se forme una gran área de arrecife pueden pasar hasta cientos de años, mientras que el blanqueamiento y muerte ocurre en semanas.

La mayoría de los corales forman una asociación con unas microalgas unicelulares dinoflageladas de la familia Symbiodiniaceae, de las cuales obtienen los nutrientes necesarios para su metabolismo, crecimiento, reproducción y desarrollo, así como su color marrón característico. A esta interacción microalga-coral se le conoce como simbiosis mutualista, ya que perdura a lo largo del tiempo y ofrece beneficios para ambas especies.

LAS MICROALGAS ENDOSIMBIONTES

Las microalgas que se asocian con los corales hacen fotosíntesis, y gracias a sus pigmentos fotosintéticos (clorofila y carotenoides) son de color amarillo-marrón (figura 1B).

Estas microalgas simbióticas pueden vivir dentro de las células de diversos cnidarios –por lo que se les llama endosimbiontes–, pero también pueden vivir libremente en el agua. De tal modo que tienen dos formas de vida: como un coco inmóvil cuando hacen simbiosis y como una célula flagelada en vida libre.

Cuando viven en simbiosis proveen a su hospedero con fuentes de carbono (principalmente glicerol y glucosa) derivadas de la fotosíntesis que realizan, y a cambio reciben algunos nutrientes (nitrógeno y fósforo), , y una posición privilegiada con acceso al sol y a salvo de depredadores.

Como se mencionó con anterioridad, la simbiosis coral-microalga es crucial para la vida y el mantenimiento del coral, y por ende del arrecife entero. Existe evidencia de que esta simbiosis ocurre desde hace 240 millones de años, y es tan estrecha que se propone que ambos organismos han evolucionado juntos y que, incluso, fue gracias a su asociación que se pudieron formar los arrecifes de coral. Esta asociación es tan importante que cuando las microalgas abandonan al coral, o son incapaces de realizar fotosíntesis, el coral muere y pierde su color –se blanquea–, dado que los pigmentos fotosintéticos del alga son los que dan su color (figura 1C).

Figura 1. Colonias de coral Pseudodiploria strigosa sana (A) y blanqueada (B). (A) En la parte superior se muestra una colonia de coral P. strigosa color café-marrón, indicativo de que se encuentra en estado saludable. En la parte inferior se representan tres pólipos con sus tentáculos rodeando la boca central, el color café indica la presencia de su simbionte (B). (C) La colonia de coral P. strigosa en la parte superior se observa casi en su totalidad blanca, lo que indica que perdió sus simbiontes debido a algún estrés; en la parte inferior se muestran pólipos blanqueados que no contienen simbiontes (fuente: imágenes cortesía de Esmeralda Pérez Cervantes).

El fenómeno de blanqueamiento es resultado de la afectación de la simbiosis por algún estresor, que puede ser químico, físico o biológico. El mecanismo principal del blanqueamiento es la expulsión de la microalga endosimbionte que, dependiendo de la severidad y duración del estrés, puede ser seguida de la propia destrucción del coral. La severidad del blanqueamiento depende de la duración e intensidad del estrés, y puede ser reversible si hay suficiente alga en vida libre cerca del coral y se disminuyen los factores estresantes.

El blanqueamiento representa un grave problema para la salud y la supervivencia de los arrecifes de coral, pues los corales son los principales constructores y proveen la estructura física que sostiene este ecosistema. De manera importante, los eventos de blanqueamiento han aumentado en las últimas décadas, como consecuencia directa del calentamiento y acidificación de los océanos, la contaminación y las prácticas de pesca agresivas.

En México, existen arrecifes de coral en las costas del océano Pacífico (Baja California Sur y Norte, Sonora, Sinaloa, Nayarit, Jalisco, Colima, Michoacán, Guerrero y Oaxaca), las costas de Veracruz y Campeche, y la costa oriental de la península de Yucatán, desde Isla Contoy hasta Banco Chinchorro, donde se encuentra el Sistema Arrecifal Mesoamericano (SAM), la segunda barrera arrecifal más grande del mundo.

Específicamente, en las costas de Quintana Roo se han reportado colonias de corales que sufren entre 50 y 90% de blanqueamiento. Esto se debe al crecimiento en la población y el aumento del turismo, que impactan en la calidad del agua y la explotación del SAM. Por otro lado, también se ha demostrado una leve recuperación de estos corales (Elías-Ilosvay, 2020). A pesar de estos datos positivos, se prevé que los factores antropogénicos seguirán perturbando los arrecifes de coral, por lo que es importante mitigar y disminuir las actividades humanas para proteger y preservar este importante ecosistema. Por ejemplo, en el Parque Nacional del Sistema Arrecifal Veracruzano se estableció una estrategia de restricción de acceso y pesca a zonas del arrecife para ayudar a conservar la relación simbiótica microalga-coral y evitar el blanqueamiento (Ortiz-Lozano, 2009).

 

* Universidad Nacional Autónoma de México.
Contacto: tislasf@gmail.com, esmoru@gmail.com

REFERENCIAS

Baker, P.A., y Weber, J.N. (1975). Coral growth rate: Variation with depth. Earth and Planetary Science Letters. 27(1):57-61. doi.org/10.1016/0012-821X(75)90160-0
Davy, S.K., Allemand, D., y Weis, V.M. (2012). Cell biology of cnidarian-dinoflagellate symbiosis. Microbiology and Molecular Biology Reviews. 76(2):229-261.
Elías-Ilosvay, X.E., Contreras-Silva, A.I., Álvarez-Filip, L., et al. (2020). Coral Reef Recovery in the Mexican Caribbean after 2005 Mass Coral Mortality-Potential Drivers. Diversity. 12(9):338.
Ortiz-Lozano, L., Granados-Barba, A., y Espejel, I. (2009). Ecosystemic zonification as a management tool for marine protected areas in the coastal zone: Applications for the Sistema Arrecifal Veracruzano National Park, Mexico. Ocean & Coastal Management. 52(6):317-323.
Rodríguez-Troncoso, A.P., y Tortolero-Langarica, J.D.J.A. (2014). Corales: organismos base constructores de los ecosistemas arrecifales. En J.L. Cifuentes Lemus, F.G. Cupul-Magaña (eds). Temas sobre investigaciones costeras. (Pp. 33-55). México: Universidad de Guadalajara.