Corais compartilham características que promovem resistência a doenças

By Danielle Moloney 

Edited by Jasmine Haskell

Translated by Jessica Bleuel

Reviewed by Ana Carolina Grillo

Introdução

Recifes de corais em todo o mundo enfrentam uma série de estressores que desafiam seu sucesso de sobrevivência. Do aquecimento das temperaturas do oceano à acidificação do oceano, esses sistemas já frágeis têm muito a enfrentar para garantir sua sobrevivência. Doenças são um dos vários obstáculos para recifes de corais. Em baixa frequência, as doenças podem ajudar a selecionar corais mais resilientes (já que indivíduos mais fracos morrem da infecção) e podem ajudar a construir uma colônia mais forte. Entretanto, surtos frequentes de doenças  podem eliminar gerações de crescimento e impactar a biodiversidade do recife. As doenças marinhas são ainda mais evasivas que suas contrapartes terrestres – a água oferece um meio em constante mudança onde patógenos podem se espalhar facilmente de um lugar e de um indivíduo para outro, com chances muito baixas para cientistas conseguirem isolar a doença que está se espalhando. Corais promovem uma série de serviços ecossistêmicos além de dar suporte a várias pessoas com alimento e emprego, tornando a sua sobrevivência  essencial também para os humanos. Apenas na região do Caribe, recifes geram mais de cinco bilhões de dólares estadunidenses por ano através do turismo e outras atividades relacionadas aos recifes. Um novo estudo avaliou como sete espécies de corais formadoras de recifes no Caribe respondem à exposição a doenças. Os resultados indicam que certas características genéticas são conservadas entre diferentes espécies, e que essas características determinam se o coral será resiliente ou recipiente à doença quando ela se espalha.

Doença da praga branca

Pesquisadores expuseram corais saudáveis a uma doença conhecida como doença da praga branca. Esta doença causa a perda do tecido do coral ao longo do tempo através do desenvolvimento de lesões. As lesões são caracterizadas pela falta de pigmento e a exposição do esqueleto do coral (sem nenhuma zooxantela simbiótica associada às áreas lesionadas). A doença da praga branca tem sido considerada como uma doença extremamente letal para muitas espécies de corais, e ao longo de muito tempo surtos têm dizimado grandes áreas de corais nos recifes da Flórida e Caribe.

Métodos

Cada uma das sete espécies foi aclimatada às condições de laboratório, depois exposta à doença da praga branca e monitorada ao longo de um período experimental de sete dias. Os corais foram organizados em pares. Se um coral teve uma lesão e seu par permaneceu saudável ao final do experimento, este indivíduo saudável foi denominado “resistente à doença”. Se um coral teve uma lesão e seu par também, este foi denominado “suscetível à doença”. Taxas da doença e progressão da doença foram monitoradas em todos os tratamentos. O tecido do coral foi processado e analisado para três tipos diferentes de respostas a doenças: lesão progressiva, expressão gênica entre espécies, e expressão gênica em vários estágios da expressão da doença. As espécies foram ranqueadas em uma escala de suscetível à resistente (Figura 1).

Figura 1. A imagem representa as sete espécies de corais testadas no experimento ao longo de uma escala desde mais susceptíveis à doença da praga branca até mais resistentes. Cortesia da MacKnight et al. 2022.

Fatores que controlam a resiliência

Os resultados encontrados mostram que corais suscetíveis a doenças apresentaram respostas imunológicas específicas relacionadas à disposição de seu citoesqueleto (citoesqueleto: uma rede de proteínas dentro das células de muitos organismos que lhes dão a forma e estrutura), o que os tornavam mais propensos a experimentar lesões. Por outro lado, corais resilientes à doença exibiram níveis maiores de tráfego de proteínas intracelulares (o transporte de proteínas entre as células do organismo) comparados aos seus equivalentes suscetíveis, e que essa característica foi herdada através da linhagem do coral, tornando certas linhagens mais resistentes a doenças do que outras. Além disso, eles encontraram que se um coral desenvolve ou não a lesão isso é parcialmente controlado pela plasticidade de genes que regulam três processos celulares: manutenção da matriz extracelular, a decomposição celular do tecido (autofagia) e a morte celular controlada (apoptose) (Figura 2).

Figura 2. Uma lista de genes encontrados em cinco das sete espécies de corais testadas e como esses genes correlacionam com a progressão das lesões na doença da praga branca. O tamanho dos círculos azuis e vermelhos indicam o valor de p da correlação, onde baixos valores de p (mais próximos ao centro do diagrama) indicam uma relação forte entre esse gene e a progressão das lesões, seja ela positiva ou negativa. Cortesia de MacKnight et al. 2022.

Conclusões

A doença é uma ferramenta poderosa que tem a habilidade de alterar a aparência e o funcionamento do ecossistema. Estudos recentes indicam que as doenças marinhas estão aumentando tanto em escala quanto em gravidade, tornando ainda mais imperativo entender o que isso irá significar para os corais no futuro. Poucos estudos científicos têm feito comparações entre as respostas imunológicas de diferentes espécies de corais à doença, especialmente quando essas espécies diferem em resistência a doenças. Os resultados deste estudo podem ajudar os cientistas a compreender melhor o futuro de certas espécies de corais em casos de surtos de doenças. Outras pesquisas poderão acessar uma estrutura semelhante a este estudo, mas expandir o escopo para incluir um conjunto mais amplo de espécies ou examinar respostas imunológicas a diferentes doenças juntas (como a doença da perda de tecido do coral pétreo, uma doença recente que tem afetado muitos corais nos recifes da Flórida e Caribe). Resultados mostrando que certas características que promovem resiliência à doenças podem ser passadas através de linhagens genéticas de corais apresentam uma esperança para corais saudáveis no futuro em meio a  surtos de doenças.

Leia o artigo completo de MacKnight et al aqui.

Por favor, entre em contato com o autor se tiver alguma dúvida: dmoloney@fandm.edu

Foto em destaque cortesia de The Nature Conservancy.