Los arrecifes de coral enfrentan luchas cada vez más intensas a medida que los gases de efecto invernadero calientan y acidifican el océano, pero una nueva investigación sugiere un lado positivo potencial:algunas enfermedades de los corales también podrían disminuir en medio del cambio ambiental.

Un estudio de laboratorio controlado dirigido por Mote Marine Laboratory y publicado el 1 de junio en la revista revisada por pares. MÁS UNO reveló que la enfermedad de la banda negra era menos mortal para el coral estrella montañoso (Orbicella faveolata) a medida que se acidificaba el agua, o disminución del pH. Científicos de Mote y la Universidad de Carolina del Sur, y estudiantes de la Universidad de Rhode Island, Universidad de New Hampshire, University of Hawaii y Unity College en Maine realizaron el estudio.

El pH del océano está disminuyendo a través del proceso de acidificación del océano (OA) impulsado por el exceso de dióxido de carbono, la misma temperatura de conducción de los gases de efecto invernadero aumenta en todo el mundo. La OA puede debilitar o disolver los esqueletos duros de los corales y causar otros cambios en múltiples especies marinas. El calentamiento del agua estresa a los corales, haciendo que pierdan las algas vitales en sus tejidos. Enfermedades de los corales, otra gran amenaza, puede empeorar en los corales estresados ​​por el calentamiento de la temperatura del agua, pero pocos estudios han examinado cómo estas enfermedades podrían cambiar en medio de los bajos niveles de pH que se esperan con la OA.

El nuevo estudio es el primero en examinar cómo el agua de pH bajo afecta la banda negra, una a menudo mortal, Enfermedad mundial de los corales que afecta al menos a 42 especies de corales solo en el Caribe. Las especies afectadas incluyen el coral estrella montañoso, un importante contribuyente al sistema de arrecifes de los Cayos de Florida y catalogado como amenazado bajo la Ley de Especies en Peligro de EE. UU.

Banda negra un grupo variable de múltiples especies de bacterias, forma un círculo oscuro que se extiende por un coral, matandolo.

"El coral estrella montañoso solo crece un par de milímetros al año, y la banda negra puede matar un coral centenario en semanas, "dijo la Dra. Erinn Muller, autor principal y gerente del Programa de Investigación de Enfermedades y Salud de los Corales de Mote.

A muy pequeña escala, la banda negra produce un ambiente de pH más bajo que su entorno:acidificación localizada. "En el laboratorio, pensamos que exponer un coral infectado a agua acidificada aceleraría la virulencia de esta enfermedad, pero para nuestra sorpresa, sucedió lo contrario, "Dijo Muller.

Durante el trabajo de laboratorio de 2013 en el campus de Summerland Key de Mote, los investigadores inocularon 32 fragmentos de coral estrella montañoso con la enfermedad de la banda negra, colocando algunos en tanques con temperatura y pH similares al agua del océano actual, y otros en tanques con temperatura elevada, pH reducido o ambos, utilizando proyecciones para el año 2100 del Quinto Informe de Evaluación del Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático.

"Estos estudios experimentales en el laboratorio son extremadamente importantes:nos dan una idea del futuro potencial de nuestros arrecifes, "dijo el gerente del Programa de Investigación de Acidificación Oceánica de Mote, Dra. Emily Hall. Ella supervisa la investigación en la Unidad de Conductos Experimentales de Flujo de Acidificación Oceánica de Mote en Summerland Key, que se estableció gracias a una subvención de la NSF. "Con la acidificación del océano, no todos los organismos se ven afectados de la misma manera. Es importante que los administradores de áreas marinas protegidas sepan cómo pueden variar los impactos ".

Los investigadores monitorearon cuidadosamente las condiciones del agua y fotografiaron y midieron la cobertura de la banda negra durante 16 días; para entonces, algunos fragmentos de coral habían muerto por completo a causa de la enfermedad. El equipo tomó muestras de bacterias de banda negra y de las bacterias residentes naturales de los corales, algunas de las cuales contribuyen al sistema inmunológico de los corales, y secuenció su gen de ARNr 16S. que ayuda a clasificar las bacterias en categorías científicas.

Su análisis reveló una sorpresa:"Aunque las temperaturas más cálidas no afectaron significativamente la progresión de la enfermedad de la banda negra en este período de tiempo, el tratamiento de pH bajo lo hizo:redujo la tasa de progresión de la enfermedad en un 25 por ciento, ", Dijo Muller." Nos tomó un tiempo creerlo ".

Escéptico, Muller y sus colegas realizaron pruebas similares con otras especies de coral además del coral estrella montañoso en el estudio actual. El coral estrella montañoso mostró la tendencia más clara, pero los datos de otras especies sugirieron patrones similares.

¿Cómo podría la acidificación frenar la enfermedad de la banda negra?

"La enfermedad de la banda negra tiene un consorcio muy distinto de microbios, y parece que la disminución del pH afectó a diferentes microbios de diferentes maneras, ", dijo el Dr. Kim Ritchie, socio del estudio, profesor asociado de la Universidad de Carolina del Sur en Beaufort." La abundancia de un miembro importante del consorcio disminuyó ".

Específicamente, el agua acidificada redujo la abundancia de Oscillatoriophycidae, una clase de cianobacterias que a menudo domina la enfermedad de banda negra. Estas bacterias portan pigmentos que le dan a la enfermedad su color distintivo. Aunque estas bacterias viven en el entorno ya acidificado de la banda negra, Estudios anteriores de otros sugieren que la cianobateria puede disminuir si el agua se acidifica más allá de sus límites de tolerancia.

"También hubo cambios en la propia comunidad microbiana de los corales, pero ninguno que explicara el cambio en la enfermedad, "Dijo Muller." Lo que sucedió en la propia banda negra, una reducción en el principal contribuyente al consorcio de enfermedades, era probablemente una mejor explicación ".

"Uno de nuestros próximos pasos es estudiar cómo el pH bajo influye en las condiciones de muy pequeña escala en el microambiente de la enfermedad de la banda negra a medida que cambia el entorno exterior". "Dijo Muller.

Los investigadores también buscan expandir y replicar el estudio en más instalaciones, con más detalle, marcos de tiempo más largos, más especies de coral y más enfermedades. Ningún estudio de laboratorio puede simular todas las complejidades de los impactos proyectados de la acidificación de los océanos, pero se vislumbran importantes avances en el horizonte. Mote abrió su nuevo Centro Internacional Elizabeth Moore para la Investigación y Restauración de Arrecifes de Coral (IC2R3) en mayo de 2017 en Summerland Key, Florida. Este 19, La instalación de 000 pies cuadrados incluye nuevos laboratorios para mejorar la investigación de la acidificación del océano, gracias en gran parte a una donación de la Fundación Alfred y Ann Goldstein, lo que permitió a Mote establecer su Instituto Alfred Goldstein de Estudios sobre el Cambio Climático.

En el campo, Muller y otros están investigando posibles métodos para controlar la propagación de la banda negra en los corales silvestres.

El nuevo MÁS UNO El estudio se benefició del arduo trabajo de los pasantes en el programa de Experiencias de investigación para estudiantes universitarios de NSF y del extenso programa de pasantías universitarias de Mote. A través del estudio, El pasante de pregrado de la Universidad de St. Andrews, Keir Macartney, fue coautor de su primer artículo de revista revisado por pares y encontró nuevas direcciones para su carrera.

"Mi experiencia con Mote me llevó hacia los arrecifes de coral; fue increíble, "dijo Macartney, un buzo que ahora está obteniendo su doctorado en la Universidad de New Hampshire, estudiar esponjas en arrecifes de aguas más profundas. Con dos veranos de trabajo en el MÁS UNO estudio, Macartney articula el claro mensaje para llevar a casa:

"La acidificación de los océanos seguirá teniendo impactos negativos ecológicos, pero puede que no desestabilice los arrecifes exactamente de la manera que esperamos, ", Dijo Macartney." Teniendo en cuenta cómo cambiaron las comunidades microbianas en este estudio, Creo que la acidificación de los océanos puede hacer cosas que realmente nos sorprenderán ".