Por José Antonio Alonso García

Cambio climático, temperatura, acidificación del océano

Entre todos los factores que afectan la salud y estabilidad del arrecife de coral no se deben descartar los que tienen que ver con el cambio climático, porque el aumento “anormal” de la temperatura del mar desestabiliza muchísimo la relación simbiótica coral-alga, e incluso puede llegar a romperla, volviéndola disfuncional, afirma la doctora Susana Enríquez, investigadora del Instituto de Ciencias del Mar y Limnología.

Cuando el coral alcanza esta situación se blanquea, porque al expulsar a las algas simbióticas pierde el color y, a través de su tejido vivo transparente, deja ver el color blanco de su esqueleto.

El blanqueamiento puede revertirse si recupera la relación simbiótica con sus algas después del estrés; de lo contrario, muere y el blanqueamiento es irreversible. Esto, por desgracia, ocurre cada vez más a menudo, dependiendo tanto de la magnitud de la anomalía térmica como de la duración.

Por otro lado, recuerda la doctora Enríquez que durante mucho tiempo se había asumido que la acidificación del océano era un problema tan grave para los corales, y en general para la gran mayoría de los organismos marinos calcificadores, como el calentamiento global. “Lamentablemente se llegó a esta conclusión sin suficiente evidencia biológica”.

Para verificarlo, en su laboratorio sometió a corales, algas y pastos marinos a diferentes tratamientos experimentales, y sus conclusiones indican que los corales y las algas coralinas toleran mucho mejor la acidificación del agua que el estrés térmico y el lumínico.

Hizo, incluso, una proyección de condiciones para el año 2100, y “no encontramos que la fisiología del coral se vea realmente afectada por la acidificación del océano; por el contrario, anomalías de solo dos grados por encima del máximo del verano durante 10 días perturban fuertemente la relación simbiótica alga-coral”.

El campo lumínico del tejido de coral y el esqueleto

Durante las últimas décadas, el trabajo de los investigadores que han tratado de entender el efecto de la acidificación del océano no ha arrojado resultados claros, sino muchas inconsistencias, “pero nosotros hemos podido explicar esas inconsistencias como el resultado de caracterizaciones fisiológicas incompletas y/o interpretaciones erróneas de una de las herramientas más comunes para caracterizar estas respuestas, la señal de fluorescencia de las algas. Sin embargo, aunque nuestros resultados indican que los organismos calcificadores del arrecife de coral, y en especial corales y algas coralinas, son capaces de responder a la acidificación del océano y mantener su capacidad de calcificación, otros procesos, como el crecimiento del arrecife, sí podrían estar afectados por los cambios en el pH del mar”.

Refiere la doctora Enríquez que una de las contribuciones más importantes de su grupo de investigación en fotobiología fue descubrir que la gran diversidad morfológica de los esqueletos de coral que la evolución simbiótica ha generado durante más de 200 millones de años, no ha tenido como función principal que dispongan de un sustrato donde vivir.

La forma del esqueleto de coral, explica la científica, controla el campo lumínico de las algas simbiontes, tanto a nivel de tejido como a nivel de la colonia. Primero descubrió que el esqueleto coralino, formado por múltiples cristales de aragonita (un tipo de cristal de carbonato de calcio) distribuidos en genéticamente por el coral, es un enorme reflector que esparce la luz en múltiples direcciones, con un patrón de dispersión muy específico en cada morfología. Esto le permite alargar el paso óptico de los fotones, lo que incrementa la probabilidad de estos que encuentren un pigmento del alga y sean absorbidos.

“El coral es, por tanto, un colector de luz extraordinariamente eficiente”, recalca la investigadora. “Un centímetro cúbico brinda un área potencial para colectar luz similar a la que extiende la selva tropical con sus hojas. Con muy poquita inversión estructural en sus colectores de luz (complejos de pigmentos-proteínas), los corales han desarrollado una enorme habilidad para colectar la energía del sol que después va a ser aprovechada para mantener la población de algas simbiontes y formar el esqueleto y, de esta forma, mantener el arrecife de coral”.

Cambios del verano al invierno

Los arrecifes de coral solo se encuentran en zonas tropicales en unos rangos estrechos de variación de la temperatura del agua. A pesar de experimentar entre el invierno y el verano solo una pequeña oscilación térmica en comparación con los cambios que se producen en zonas templadas, los corales también sufren cambios estacionales muy relevantes en su fisiología.

En su laboratorio, la doctora Enríquez ha descrito dos fenotipos contrastantes entre el invierno y el verano. En el invierno, los corales suelen ser más pigmentados y muestran tasas de fotosíntesis, respiración y calcificación más bajas que en el verano. Por el contrario, en el verano suelen perder pigmentación, pero su metabolismo está mucho más activo.

En condiciones especialmente calientes, es decir, cuando la temperatura sube por encima del máximo del verano, la población de algas simbiontes puede disminuir más de lo normal. Como resultado, las algas que todavía están dentro del tejido coralino reciben demasiada cantidad de luz por vivir sobre un reflector súper eficiente, y llega un momento en que los niveles son tan intensos que las algas no pueden manejar el estrés lumínico y sufren un gran estrés oxidativo, lo que obliga al coral a expulsarlas para contrarrestar tanta toxicidad.

“Cuando se llega a esta condición y se traspasa el umbral de tolerancia de la relación simbiótica, se considera que el coral se ha blanqueado, independientemente de su color. No obstante, nosotros hemos comprobado en nuestro trabajo experimental que hay corales que no se blanquean a pesar de estar muy pálidos y, desafortunadamente, otros ya están blanqueados aunque todavía no hayan perdido tanta pigmentación”.

La científica revela que “de acuerdo con lo anterior, la misma propiedad biológica que explica el éxito evolutivo y ecológico de los corales simbióticos, es decir, la enorme eficiencia que han conseguido para colectar la luz, explica también su talón de Aquiles, porque en ella reside su vulnerabilidad, es decir, su estrecho margen de tolerancia al estrés lumínico cuando disminuye en exceso la pigmentación durante el estrés térmico”.

Por otro lado, en colaboración con un colega de la Universidad de Pensilvania, también está trabajando sobre la forma en que la colonia genera variabilidad en el ambiente lumínico al que está expuesta la población de simbiontes y, por tanto, determina también sus capacidades de crecer y calcificar, además de la de vivir en diferentes profundidades y condiciones de luz en el arrecife.

(continuará)