Prediciendo el microbioma de los corales en un ambiente cambiante

Escrito por Evan Quinter, Traducido por Diana Carolina Vergara, Revisado por Catalina Ramírez-Portilla. Original artcicle here.

Los corales son conocidos como la columna vertebral de los ecosistemas de arrecifes  porque albergan una amplia diversidad de organismos marinos. También albergan criaturas mucho más pequeñas como los microorganismos, que ayudan a los corales con una variedad de funciones, incluido el ciclado de nutrientes y la producción de energía. Aunque pueden atrapar su propia comida, los corales dependen de sus micro-residentes fotosintéticos para el 90% de su consumo de energía. Podemos verlo de esta manera, los corales defienden el medio ambiente del arrecife, pero la comunidad microbiana los defiende a ellos. Sin embargo, estos diminutos organismos son susceptibles a un entorno cambiante y, ante la posibilidad de que se produzca un evento de blanqueamiento masivo, necesitamos mejorar nuestra comprensión de los impactos ambientales en las estructuras de la comunidad microbiana de los corales. Afortunadamente, un artículo reciente, escrito por la candidata a doctorado Lais Lima de la Universidad Estatal de San Diego y sus colegas, propone un modelo que podría predecir las respuestas microbianas a uno de los principales factores de influencia ambiental: la temperatura.

Fig. 1 Los microorganismosson organismos microscópicos como bacterias, virus, hongos, algas y protozoos. Este diagrama muestra los diferentes microbios que interactúan con un coral anfitrión. Puedes ver cómo cada uno tiene un rol o relación con el coral y una relación entre ellos. Recurso: Peixoto et al 2017, https://doi.org/10.3389/fmicb.2017.00341.

Los microorganismos son sensibles a las condiciones ambientales, muchas de las cuales, como los niveles de pH y la eutrofización (enriquecimiento con nutrientes), se ven agravados por el cambio climático. El alcance total del impacto de cada factor aún no está claro, pero las fluctuaciones de temperatura impactan claramente en la funcionalidad y fisiología del microorganismos. Además de estos influenciadores externos, las interacciones y las redes entre los microorganismos juegan un papel clave en la configuración de las comunidades microbianas de coral. El estudio intenta comprender estas influencias en el microbioma de coral y propone, “… un modelo dinámico para determinar la estructura de la comunidad microbiana asociada con la capa mucosa superficial (SML – del inglés Surface Mucus layer) de los corales utilizando la temperatura como factor externo y la red microbiana como factor interno. “Al observar los factores fuera y dentro de la comunidad de coral, el modelo podría predecir la estructura de la comunidad de SML de coral en un entorno determinado. Para probar el modelo, el equipo fue a recolectar muestras de campo en el Archipiélago de las Bermudas.

Fig. 2 Arrecifes de barrera en el archipiélago de Bermuda. Créditos de la foto a la Sociedad de Zoología de Bermuda (Bermuda Zoological Society)

El equipo extrajo muestras de SML de seis colonias de coral Pseudodiploria strigosa en los arrecifes internos y externos. Una colonia de coral contiene tres microhábitats distintos: la SML, el tejido y el esqueleto, cada uno con su propia comunidad microbiana. La SML es la capa más externa del microbioma de coral, como un rompevientos viscoso para los corales y, por lo tanto, es la más influenciada por el hábitat circundante. La abundancia y la biodiversidad de la comunidad de microorganismos se estimaron usandola metagenómica de shotgun, una herramienta de secuenciación diseñada para obtener una imagen más amplia de la información genética de una muestra. En comparación, los resultados teóricos del modelo no fueron significativamente diferentes de las muestras de arrecifes de Bermuda, lo que significa que el modelo puede ser un predictor válido de la abundancia de la comunidad de la SML del coral.

Fig. 3 Varias de las capas de un pólipo de coral. Crédito de la foto a William N.S. Arlidge

Al investigar los impactos de la temperatura y la red microbiana, el estudio no solo demuestra la influencia de factores externos e internos en los microhábitats de coral, sino también que la temperatura es un formulador principal de la comunidad de la SML. Sus resultados respaldan los hallazgos de literatura pasada y podrían servir como una herramienta de predicción para detectar la disbiosis del microbioma de coral, que es un cambio o pérdida en las estructuras de microcomunidades de coral. Además, el modelo podría expandirse para probar la reacción de otros entornos de arrecifes a la temperatura y otros factores estresantes como la disponibilidad de luz, los niveles de pH y las concentraciones de nutrientes. Es bastante difícil comprender los complejos efectos del cambio de hábitat en el microbioma de coral, pero este modelo comienza a desvelar esta relación.

Nuestro mundo es un lugar vibrante y volátil, un espacio en constante cambio donde nuestras acciones contribuyen a su inestabilidad. Los arrecifes de coral y sus microcomunidades residenciales son propensos a la degradación por factores ambientales; su conservación depende en gran medida de nuestra comprensión de las respuestas coloniales del coral a su hábitat. Este artículo demuestra el impacto de la temperatura y las interacciones de la comunidad de microbios en la capa SML y ofrece un modelo potencial para predecir las futuras adaptaciones de la comunidad a las condiciones ambientales. A medida que continuamos buscando conocimientos sobre el complejo microecosistema del coral, recordemos que el modelado es una herramienta crucial para cerrar la brecha entre los estudios de campo y de laboratorio.

Si desea obtener más información sobre el microcosmos de coral y lo importante que es el moco para las colonias de coral, ¡siga los enlaces a continuación!

Dinsdale Lab (autores del estudio): https://dinsdalelab.sdsu.edu/wordpress/coral-reef-ecology/ 

El Microbioma Coralino de iBiology: https://www.youtube.com/watch?v=BSPmUbXRO7U 

El Proyecto Global del Microbioma Coralino: http://coralmicrobes.org/

El rol del moco coralino 101: https://ryotanakajima.com/coral-reefs/the-role-of-coral-mucus-101