La genética de los corales podría salvar el Golfo de México, aunque puede llevar algunos cientos de años.

El Golfo, Limita al norte con Alabama, Florida, Luisiana, Mississippi y Texas, fue gravemente dañado por el accidente de Deepwater Horizon de 2010 que resultó en la muerte de 11 trabajadores de plataformas petroleras y el mayor derrame de petróleo marino de la historia.

El derrame tuvo un impacto catastrófico en la vasta extensión del Golfo, ecosistemas interconectados. Dañó recursos naturales tan diversos como el pescado y el marisco, Hábitats productivos de humedales, playas de arena, aves, tortugas marinas en peligro de extinción y amenazadas, mamíferos marinos protegidos y comunidades de coral de aguas profundas.

Los corales de aguas profundas, que viven a más de 150 pies de profundidad, son invertebrados marinos, un grupo de animales sin columna vertebral. Sus estructuras en forma de rama sirven como base de muchos ecosistemas en el Golfo, proporcionando hábitats para que las comunidades de peces, diversas y abundantes, prosperen y se reproduzcan. Asegurar la restauración y sostenibilidad de los corales de aguas profundas del Golfo es clave para asegurar la restauración y sostenibilidad del Golfo.

Sin embargo, poco se sabe acerca de cómo el Golfo es espacialmente discreto, Las comunidades de coral con forma de isla están conectadas entre sí. Comprender la relación entre las comunidades es importante para determinar sus patrones reproductivos y, por último, para lograr su plena regeneración.

Ahí es donde entra en juego la genética de los corales, según Santiago Herrera, Profesor asistente invitado en el Departamento de Ciencias Biológicas de la Universidad de Lehigh. Herrera es un oceanógrafo biológico con experiencia en ecología molecular, evolución y genómica de invertebrados, con un enfoque en los corales de aguas profundas.

Él y sus colegas han recibido una subvención de 1,3 millones de dólares del Programa Científico de la Ley RESTORE de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA). una agencia federal basada en la ciencia, abordar las brechas cruciales en la comprensión de los procesos que dan forma a los patrones de conectividad de la población en los corales de aguas profundas que forman hábitats que viven entre 150 y 7 años, 500 pies de profundidad en el Golfo de México, incluidas las especies directamente afectadas por el derrame de petróleo de Deepwater Horizon.

Además de Herrera, quien servirá como líder, los investigadores principales son Andrea Quattrini de Harvey Mudd College; Annalisa Bracco del Instituto de Tecnología de Georgia y Peter Etnoyer de los Centros Nacionales de Ciencias Oceánicas Costeras, un grupo dentro de NOAA.

El equipo colaborará con Erik Cordes de Temple University, así como los gerentes del Santuario Marino Nacional Flower Garden Banks, un área submarina protegida y designada por el gobierno federal, la única de su tipo en el Golfo. El santuario ha propuesto una expansión de los límites de las áreas protegidas actuales para abarcar sitios de coral adicionales. El trabajo del equipo tiene como objetivo ayudar a orientar las decisiones sobre qué sitios son particularmente importantes para designar como áreas marinas protegidas e informar su gestión.

La subvención financiará tres expediciones al Golfo para muestreo de campo y recopilación de datos utilizando vehículos operados por control remoto. La primera expedición comienza la próxima semana el miércoles, 19 de julio. El equipo buscará determinar la diversidad y la estructura genética de las poblaciones clave de coral. También identificarán la dirección y la velocidad del intercambio genético entre las poblaciones de coral para establecer cuáles son la fuente de las larvas más exitosas:las "semillas" del coral que eventualmente forman nuevas colonias.

Mediante el uso de un enfoque de análisis genómico de poblaciones de última generación llamado Secuenciación de ADN asociada a sitios de restricción (RADseq), promovida por Herrera para su uso en corales, y modelos predictivos de dispersión de larvas, podrán estimar hasta qué punto determinadas familias de corales "difundir y determinar patrones de conectividad entre poblaciones de coral.

"Actualmente tenemos una comprensión deficiente de los factores que limitan el intercambio reproductivo entre las poblaciones de corales de aguas profundas, ya que no se han realizado estudios para investigar los patrones de conectividad genética de las comunidades de coral a estas profundidades entre 150 y 450 pies, y más profundo que 3, 000 pies, ", dice Herrera." Obtener una comprensión holística de las corrientes de aguas profundas y los patrones de dispersión de larvas es fundamental para saber qué áreas son las más cruciales para proteger para restaurar el Golfo ".

Determinación del intercambio reproductivo entre corales.

Cuando se trata de reproducción, los corales tienen mucho en común con los árboles:ambos permanecen en su lugar, confiando en un mecanismo externo para dispersar sus "semillas" a otros lugares. Las semillas de los árboles son transportadas por animales o por el viento a lugares en la tierra donde germinan y echan raíces. Los corales de aguas profundas dependen de las corrientes oceánicas para dispersar a sus crías, en forma de larvas.

Una de las formas en que Herrera y sus colegas determinarán cómo están conectadas las poblaciones de coral del Golfo es observando la interacción de los rasgos específicos de las especies entre las comunidades de coral en diferentes lugares.

Generarán datos genómicos de población utilizando RADseq, una estrategia de secuenciación genómica que puede examinar la diversidad genética contenida en miles de loci diferentes (la posición en un cromosoma), lo que lo hace ideal para inferir tasas de dispersión y direccionalidad del flujo de genes en las poblaciones. El uso de este método, que Herrera ya ha utilizado con éxito para dilucidar patrones de estructura genética en los corales, debería mejorar drásticamente la capacidad de detectar patrones ecológicos y evolutivos subyacentes en comparación con estudios anteriores.

"Cuando combinamos información sobre las corrientes oceánicas con los datos genéticos, podremos inferir cómo se relacionan las diferentes poblaciones de coral en el Golfo, ", dice Herrera." Estos datos nos darán una ventana a cómo se comparten los genes, si, por ejemplo, una determinada población de coral se reproduce principalmente entre sí o con otras poblaciones de coral. Saber esto podría revelar qué poblaciones de coral son la fuente de las larvas más exitosas ".

Agrega:"Debido a que es probable que la regeneración demore décadas o, incluso, siglos, debido a las tasas de crecimiento lento de los corales, saber qué poblaciones son la fuente de la descendencia más exitosa es una información crucial. Estos datos podrían informar las decisiones sobre qué áreas son las más importantes a proteger para la regeneración de los corales dañados y la restauración final del Golfo ".