Los corales son animales calcificantes y son los principales arquitectos del ecosistema marino más diverso, los arrecifes de coral. El animal coralino alberga pequeñas microalgas como simbiontes en su tejido, donde fijan CO2 a través de la fotosíntesis y proporcionan al animal huésped carbono orgánico para su respiración. Sucesivamente, las microalgas obtienen refugio y nutrientes en el tejido coralino, que se extiende sobre un esqueleto complejo de carbonato de calcio depositado por el animal huésped.

El coral anfitrión toma varias medidas para optimizar la recolección de luz de sus simbiontes, evitando la exposición excesiva a la luz. Esto incluye la contracción y relajación de los tejidos, así como la síntesis de pigmentos de hospedadores de coral, incluyendo complejos de proteínas fluorescentes brillantes similares a las proteínas fluorescentes verdes bien conocidas que se utilizan ampliamente como marcadores celulares en las ciencias de la vida.

La observación directa de los corales vivos no es fácil y se ha basado en imágenes de campo brillante y microscopía de epifluorescencia con una profundidad y resolución de área limitadas debido al tejido coralino opaco. que se compone de diferentes capas de células, así como la retrodispersión difusa del esqueleto de coral subyacente. El uso de luz visible para tales observaciones también puede influir en los corales, p.ej. estimulando la fotosíntesis o por exposición a luz azul y UV potencialmente dañina.

Un equipo internacional de científicos encabezado por el profesor Michael Kühl en el Departamento de Biología, La Universidad de Copenhague ha superado estas limitaciones en la observación de la organización de los tejidos de los corales vivos mediante el uso de tomografía de coherencia óptica.

Michael Kühl explica:"La OCT es una tecnología óptica similar al ultrasonido que, por ejemplo, los médicos emplean para monitorear el daño tisular en el ojo. Implica el uso de radiación infrarroja cercana no actínica que penetra más profundamente en el tejido que la luz visible y puede revelar estructuras microscópicas con diferentes propiedades reflectantes. Usamos un sistema OCT que permitió un escaneo 3D rápido de un área de 1-2 cm2 hasta una profundidad de tejido / esqueleto de 1-3 mm con una resolución espacial de unos pocos μm. Esto permitió obtener información fascinante de los aspectos internos y externos organización de tejidos sobre el esqueleto de los corales vivos ".

Fue posible identificar diferentes capas de tejido y cuantificar su plasticidad ante los cambios en la exposición a la luz de los corales vivos. Los corales contrajeron rápidamente su tejido bajo un alto estrés lumínico, haciéndolo más reflectante protegiendo así a sus simbiontes del exceso de luz. OCT también permitió la cuantificación de pigmentos hospedadores fluorescentes organizados en gránulos que también hicieron que el tejido fuera más reflectante, especialmente después de la contracción.

En la oscuridad, los corales expanden sus tejidos para obtener un mejor acceso al oxígeno, y OCT demostraron que la superficie de tejido de los corales se puede duplicar durante la noche. La superficie de los corales expuestos al agua de mar y a la luz incidente es, por tanto, muy dinámica, y OCT ahora puede cuantificar tales cambios. Esto puede tener implicaciones importantes para las mediciones de las tasas metabólicas de los corales, que normalmente se normalizan al área de la superficie del esqueleto de coral después de que se ha eliminado el tejido, asumiendo que dichas mediciones de área son representativas del área de superficie del tejido de coral. Los resultados de la OCT indican que este supuesto debe revisarse.

También fue posible monitorear la producción de moco de coral en la superficie del tejido, que es un componente importante de la vida de los corales, ya que el moco alberga microorganismos beneficiosos y también atrapa partículas con fines de alimentación o autolimpieza. La producción mejorada de moco también es una característica de los corales estresados, p.ej. al inicio del blanqueamiento del coral. Es más, Los corales pueden expandir estructuras especiales de tejido defensivo, como filamentos mesenteriales, bajo estrés mecánico, y OCT también podría visualizar tales respuestas dinámicas.

Michael Kühl resume:"OCT es una técnica poderosa para estudiar la estructura dinámica de los corales vivos y su respuesta conductual al estrés ambiental. Ahora permite muchas aplicaciones novedosas en la ciencia de los corales, así como en otras áreas de la biología marina. Nuestro estudio también ilustra el importancia de los enfoques interdisciplinarios en la ciencia. ¿Quién hubiera pensado que una técnica utilizada en la clínica oftalmológica sería útil para la investigación de los corales? "