Adaptando los Arrecifes de Coral en un Mundo Caliente
La investigación revela cómo los corales se las arreglan con el aumento de temperaturas y las implicaciones para su supervivencia.
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Tabla de contenidos
El calentamiento global está cambiando las condiciones en las que viven muchas especies, especialmente en ambientes marinos. Esto puede afectar cuán bien estos organismos pueden sobrevivir y prosperar. Los arrecifes de coral, que son esenciales para la salud de los ecosistemas marinos, están entre los más amenazados por el aumento de temperaturas. La supervivencia de los arrecifes de coral y los servicios que proporcionan, como comida y turismo, está estrechamente relacionada con cómo enfrentan el aumento de las temperaturas.
Tolerancia térmica y Arrecifes de Coral
Los arrecifes de coral están formados por pequeños animales llamados corales que suelen vivir en aguas cálidas y poco profundas. Estos corales dependen de una relación especial con algas microscópicas, que les ayudan a obtener energía de la luz solar. Cuando las temperaturas del agua suben demasiado, las algas pueden dañarse, lo que provoca que los corales se blanqueen, lo que significa que pierden su color y la relación vital con sus algas. Esto puede llevar a la muerte de los corales y afectar todo el ecosistema del arrecife.
Diferentes especies de corales tienen distintas habilidades para tolerar el calor. Algunos corales pueden adaptarse a cambios de temperatura local durante su vida, mientras que otros pueden transmitir rasgos que ayudan a las futuras generaciones a aguantar aguas más cálidas. Los investigadores están estudiando estas diferencias para guiar los esfuerzos de conservación y predecir qué poblaciones de corales podrían sobrevivir a medida que los océanos continúan calentándose.
Eventos de Blanqueamiento de Coral
En las últimas décadas, han aumentado los eventos en los que los corales pierden sus algas debido al estrés por calor, conocidos como blanqueamiento masivo. Estos eventos impactan significativamente la salud de los corales y pueden llevar a una mortalidad generalizada. Estudios recientes sugieren que un gran porcentaje de los arrecifes de coral del mundo ha experimentado blanqueamiento, lo que amenaza la biodiversidad marina y las comunidades que dependen de estos ecosistemas.
Entender cómo responden diferentes especies de corales al estrés por calor es esencial para la conservación. Al medir cómo diferentes corales enfrentan temperaturas más altas, los científicos pueden evaluar cuáles poblaciones tienen más probabilidades de sobrevivir a los futuros cambios climáticos.
Enfoque de Investigación: Acropora spathulata
Una especie de coral que ha llamado la atención es Acropora spathulata. Este coral se encuentra comúnmente en la Gran Barrera de Coral y juega un papel significativo en la construcción de la estructura del arrecife. Los investigadores están especialmente interesados en medir cuán tolerante al calor es esta especie en diferentes lugares del arrecife, que se extiende por más de mil kilómetros.
Para estudiar esto, los científicos recolectaron muestras de 14 sitios diferentes del arrecife y midieron cómo respondieron estos corales a distintos tratamientos de temperatura que simulan el estrés por calor. Registraron los indicadores de salud de los corales y buscaban identificar qué arrecifes tenían los corales más tolerantes al calor.
Métodos de Estudio
Los científicos recolectaron muestras de coral a principios de 2022, centrándose en la salud de los corales bajo condiciones controladas de estrés por calor. El experimento consistió en someter las muestras de coral a aumentos de temperatura variados y monitorizar sus respuestas. Al recolectar datos sobre factores como profundidad, pigmentación y exposición a la temperatura, los investigadores buscaban entender cómo estos variables influían en la salud del coral.
Rasgos Fenotípicos y Mediciones
Se utilizaron dos mediciones clave para evaluar la salud de los corales: la eficiencia fotosintética y el contenido de clorofila. La eficiencia fotosintética indica cuán bien los corales pueden convertir la luz solar en energía, mientras que el contenido de clorofila refleja la salud de las algas simbióticas. Al monitorear cambios en estas medidas durante los experimentos de estrés por calor, los investigadores pudieron evaluar los niveles de estrés que experimentaban los corales.
Resultados: Variación en la Tolerancia del Coral
Los resultados mostraron que Acropora spathulata exhibió una gama de niveles de tolerancia al calor en diferentes sitios del arrecife. En general, los corales toleraron temperaturas de hasta 3°C a 6°C por encima de sus temperaturas normales de verano sin un estrés significativo. Sin embargo, a 9°C por encima de lo normal, algunos corales sufrieron caídas en su salud. Esta variación en la tolerancia destaca las diferencias en cómo los corales se adaptan a sus entornos locales.
A nivel del arrecife, los investigadores encontraron diferencias en los umbrales térmicos, siendo que los arrecifes del sur generalmente soportaban corales que podían tolerar temperaturas más altas en comparación con los arrecifes del norte. Sin embargo, los corales individuales dentro del mismo arrecife también mostraron una variación significativa, lo que sugiere que algunos corales estaban mejor preparados para soportar el estrés por calor que otros.
Factores Ambientales
Los investigadores también investigaron cómo los factores ambientales influían en la salud de los corales. Examinaron aspectos como la exposición histórica a temperaturas y el movimiento del agua, encontrando que los corales expuestos a una variedad de temperaturas a lo largo del tiempo tendían a ser más resistentes. Los arrecifes con mejor movimiento de agua también parecían reducir el estrés en los corales durante las olas de calor, enfatizando la importancia de las condiciones de agua dinámicas en la salud del coral.
Implicaciones para la Conservación del Coral
Los hallazgos de esta investigación tienen importantes implicaciones para los esfuerzos de conservación de corales. Al identificar qué poblaciones de Acropora spathulata son más tolerantes al calor, los conservacionistas pueden centrarse en proteger estas áreas y fomentar el crecimiento de corales resistentes. Esta información puede ayudar a guiar las decisiones sobre la gestión de parques marinos y proyectos de restauración de corales.
La Importancia de los Arrecifes de Coral
Los arrecifes de coral son ecosistemas vitales que proporcionan numerosos beneficios, como protección de costas, turismo y biodiversidad marina. Sirven como viveros para muchas especies de peces y contribuyen a la salud general de los ecosistemas oceánicos. Proteger estos hábitats es esencial no solo para la vida marina, sino también para las comunidades costeras que dependen de los arrecifes para sus medios de vida.
Direcciones de Investigación Futura
Aunque este estudio proporcionó valiosos conocimientos sobre la tolerancia al calor de Acropora spathulata, se necesita más investigación para entender los mecanismos genéticos subyacentes que confieren tolerancia al calor. Esta información podría llevar a estrategias de conservación más efectivas, especialmente ante los cambios climáticos que continúan.
Conclusión
La amenaza continua del calentamiento global necesita una comprensión más profunda de cómo los arrecifes de coral, en particular especies como Acropora spathulata, pueden adaptarse a las condiciones cambiantes. Al estudiar la tolerancia térmica y la salud de los corales en diferentes arrecifes, los científicos pueden informar mejor los esfuerzos de conservación y trabajar para asegurar la supervivencia de estos importantes ecosistemas en un mundo que se calienta.
Al centrarse en las poblaciones más resistentes, podemos aumentar las posibilidades de supervivencia de los arrecifes de coral ante los cambios ambientales y mantener su papel crítico en los ecosistemas marinos.
Título: Thermal tolerance traits of individual corals are widely distributed across the Great Barrier Reef
Resumen: Adaptation of reef-building corals to global warming depends upon standing heritable variation in tolerance traits upon which selection can act. Yet limited knowledge exists on heat tolerance variation among conspecific individuals separated by meters to hundreds of kilometers. Here, we performed standardized acute heat stress assays to quantify the thermal tolerance traits of 768 colonies of Acropora spathulata from 14 reefs spanning 1060 km (9.5{degrees} latitude) of the Great Barrier Reef. Thermal thresholds for photochemical efficiency and chlorophyll retention varied considerably among individual colonies both among reefs ([~]6 {degrees}C) and within reefs ([~]3 {degrees}C). Although tolerance rankings of colonies varied between traits, the most heat tolerant corals (i.e. top 25% of each trait) were found at virtually all reefs, indicating widespread phenotypic variation. Reef-scale environmental predictors explained 12-62% of trait variation. Corals exposed to high thermal averages and recent thermal stress exhibited the greatest photochemical performance, likely reflecting local adaptation and stress pre-acclimatization, and the lowest chlorophyll retention suggesting stress pre- sensitization. Importantly, heat tolerance relative to local summer temperatures was the greatest on southern reefs suggestive of higher adaptive potential. These results can be used to identify naturally tolerant coral populations and individuals for conservation and restoration applications.
Autores: Hugo DENIS, L. K. Bay, V. J. L. Mocellin, M. S. Naugle, G. Lecellier, S. W. Purcell, V. Berteaux-Lecellier, E. J. Howells
Última actualización: 2024-03-08 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.01.28.576773
Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.01.28.576773.full.pdf
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