La misteriosa supervivencia de los corales en la historia de la Tierra (y el cambio climático)

corales

Corales y arrecifes coralinos (Fuente: Google imágenes)

La naturaleza de la Tierra se encuentra repleta de maravillas. Sin embargo por su belleza y diversidad los corales sobresalen como pocas. Si en el futuro los fondos marinos son considerados suelos, tengan toda la seguridad que los arrecifes de coral serán clasificados como tales “de algún modo”, siguiendo una lógica parecida a la de las turberas terrestres o Histosoles. De hecho los archipiélagos de origen volcánico, cuya vida se puede considerarse breve en términos geológicos, terminan siendo sumergidos tras colapsase los edificios que dejaron sus juveniles erupciones, dando paso en su senectud, es decir antes de que las islas desaparezca (como es el conocido caso de los atolones) a unos suelos aéreos sobre la escasa y menguante superficie de coral  que coronaba las antaño imponentes montañas de basalto, etc. emergidas que finalmente serán enterradas bajo el mar. ¡Amén!. Como ya reiteramos en post precedentes, en los denominados estudios acerca del calentamiento climático,  se han publicado demasiadas cosas, ¡demasiadas!, que a mi modo de ver carecen de mucho sentido, o simplemente no atesoran ninguno. Sin embargo, ¡en primera instancia!, la degradación y pérdida de las masas coralinas resulta ser uno de esos casos que pudiera encontrarse justificado, siendo motivo de una honda preocupación. La degradación de los corales y los arrecifes coralinos (como por ejemplo el denominado blanqueamiento de los corales) puede ser debida a diversas causas, como el cambio de la temperatura de las aguas, su composición química, la contaminación de los vertidos generados por los humanos en la tierra emergida, enfermedades, el incremento de la carga sedimentaria de los cauces fluviales, debido al aumento de la erosión de la superficie terrestre que emerge sobre las aguas, materiales tóxicos que vertemos los humanos,  etc.   Obviamente, en lo que respecta a la temperatura y química de las aguas el mentado calentamiento climático puede afectarlos negativamente y en gran medida. ¡No lo dudo!. Sin embargo, llevaba tiempo pensando en explicar en un post que a mi ¡algo no me cuadraba!.

Estas estructuras han vivido en el Planeta durante cientos de millones de años, habiéndose detectado fósiles con la venerable edad de 548 cientos de millones de años en el desierto de Namibia. Algunas estructuras actuales comenzaron de hecho a formarse hace decenios de millones. Como se trata de un tema que vende mucho, por combinarse la gravedad del problema con su productividad económica y la aludida hermosura, los estudios y notas de prensa han proliferado, como la miríada de pólipos y las micro-algas que conforman estas formas de vida simbióticas. Y de este modo, se ha ido embutiendo en la mente de los ciudadanos que se encontraban bajo un serio peligro de extinción. Debo suponer que diversos colegas también serán de la misma opinión porque si no…… Empero reitero que algo no me cuadraba. Veamos el porqué.

 A lo largo de cientos de millones de años la Tierra ha sufrido algunas glaciaciones globales, inmensos y prolongados periodos de erupciones volcánicas, el impacto de ciertos cuerpos extraterrestres que, como algunos meteoritos, cambiaron el clima abruptamente, condicionando la posterior evolución de la vida, provocando la acidificación de los océanos, periodos mucho más cálidos que los actuales, y un largo etc. Y todo este tipo de avatares fueron superados por las masas coralinas.  ¿Por qué ahora si la temperatura media del Planeta asciende uno o dos grados no iban a sobrellevar y resistir, tal menudencia? Francamente no lograba entenderlo.

Hace ya muchos meses o quizás algún año, leí una noticia en la que ya decía los autores decían haber comprobado lo que la nota de prensa que os muestro hoy dice “haber descubierto”:Promiscuity may help some corals survive bleaching events” En esta nota, y como ya pueden entender los que tengan algún conocimiento de esa endiablada lengua a la que denominamos suajili, los arrecifes lograron sortear tanto ajetreo debido a su “promiscuidad” ¿¿??. ¡hasta bajo del agua la naturaleza parece ser sexualmente incorrecta!: ¡cochinas ellas!, o mejor sería decir. “cuánto titular calenturiento.

Básicamente la denominada “promiscuidad” de estas criaturas, da cuenta que cuando la asociación entre el pólipo y el alga se ve seriamente perturbada por un cambio en las condiciones ambientales, como la temperatura o la química del agua, en la colonia, el alga que contenía es sustituida por otra especie, que mejora la respuesta del cuerpo simbiótico, adaptando toda la estructura a las nuevas condiciones ambientales. Este tipo de procesos, no es  ni mucho menos singular, existiendo ejemplos, que ya hemos descrito, en el suelo, como por ejemplo entre una especie arbórea y sus micorrizas, entre otros. ¿Y eso es todo?. Francamente no lo sé, pero el mecanismo, por pura lógica, parece ser lo suficientemente razonable como para explicar, que tanta preocupación seguramente no se encuentra justificada. Obviamente el mundo de los corales es lo suficientemente complejo como para que existan algunas excepciones, por lo que podrían extinguirse algunos tipos y afectarse temporalmente amplias regiones. Por lo tanto, posiblemente en algunos lugares, la polución, exceso de sedimentos erosionados tierra adentro que acarrean los ríos al mar y algunas, así como otras actividades humanas, puedan dañar o arrasar algunas formaciones coralinas, sin embargo, esos maravillosos corales permanecerán entre nosotros y seguramente después de que nos extingamos.

Os reitero que, por mucho que la nota de prensa diga lo contrario, yo ya había leído este proceso con anterioridad. Punto y final al misterio de los corales. Abajo os dejo la nota de prensa, así como otra relacionada con el zooplancton, que da cuenta de lo poco que sabemos sobre la vida en el mar, por mucho que los científicos pretendamos aparentar lo contrario. También os dejo unas notas preliminares extraídas de Wikipedia, “National Geographic”, y algún que otro sitio Web más, con vistas a que no tengáis que buscar material básico acerca de la naturaleza de los corales. Espero haber eliminado algo de estrés ambiental de vuestras mentes. Pero………

Sin embargo, como algunos  hoy terminaré otro post con una noticia casi coetánea que nos advierte que el ascenso de medio grado de temperatura en el planeta es decir 2 en lugar de 1.5 ºC  pondría en amenaza a los corales. En fin que parece ser que no leemos y cada científico dispara por donde le peta.

Juan José Ibáñez

Coral national Geographics (fragmento)

Los organismos coralinos, llamados pólipos, son autosuficientes, aunque están asociados íntimamente a las comunidades calizas espectacularmente variadas que construyen y que se conocen como arrecifes.

Los pólipos coralinos son pequeños organismos con cuerpo blando emparentados con las anémonas marinas y las medusas. Su base está formada por un duro esqueleto protector calcáreo, que compone la estructura de los arrecifes de coral. Los arrecifes comienzan a formarse cuando un pólipo se ancla a una roca del lecho marino y a continuación se divide, o rebrota, en miles de clones. La estructura calcárea de los pólipos conecta a estos entre sí, creando una colonia que funciona como un organismo individual. A medida que las colonias van creciendo a lo largo de miles de años, se agrupan con otras colonias para formar arrecifes. Algunos de los arrecifes de coral existentes hoy en el planeta comenzaron a formarse hace más de 50 millones de años.

Los pólipos coralinos son en realidad animales translúcidos. Los espectaculares tonos de color de los arrecifes provienen de los miles de millones de algas (zooxantelas) que albergan. Cuando se sienten estresados por factores como la contaminación o el cambio de la temperatura del agua, los corales expulsan a las algas que los rodean, provocando el blanqueamiento del coral, que puede acabar por matar la colonia si el estrés no se reduce.

Coral (De Wikipedia, la enciclopedia libre)

Los corales marinos son animalescoloniales, salvo excepciones (…), filoCnidaria, claseAnthozoa. Las colonias están formadas por hasta miles de individuos zooides y pueden alcanzar grandes dimensiones.

Aunque los corales pueden atrapar plancton y pequeños peces con las células urticantes en sus tentáculos, la mayoría de los corales obtienen la mayor parte de sus nutrientes de las algasunicelularesfotosintéticas denominadas zooxantela, que viven dentro del tejido del coral. Estos corales requieren de luz solar y crecen en agua clara y poco profunda, normalmente a profundidades menores de 60 metros. Los corales pueden ser los principales contribuyentes a la estructura física de los arrecifes de coral que se formaron en aguas tropicales y subtropicales, como la enorme Gran Barrera de Coral en Australia y el arrecife Mesoamericano en el mar Caribe. Otros corales, que no tienen una relación simbiótica con algas, pueden vivir en aguas mucho más profundas y en temperaturas mucha más bajas, como las especies del géneroLophelia que pueden sobrevivir hasta una profundidad de 3000 metros.[2]

El término “coral” no tiene ningún significado taxonómico y es poco preciso; suele usarse para designar a los antozoos en general, tanto a los que generan un esqueleto calcáreo duro, especialmente los que construyen colonias ramificadas, como las acroporas; pero también es común denominar coral a especies con colonias compactas (“coral cerebro” como Lobophyllia) e incluso con esqueleto córneo y flexible, como las gorgonias. Asimismo, se llaman corales blandos a las especies del orden Alcyonacea, que no generan esqueleto y utilizan el calcio en forma de espículas repartidas por su tejido carnoso, para proporcionarles mayor rigidez y consistencia.Tanto en el mundo del buceo como en acuariofilia, los corales se dividen en blandos y duros, según tengan esqueleto o no. Y los duros, a su vez, se subdividen en (…)

Simbiosis

La simbiosis suele ser identificada con las relaciones simbióticas mutualistas, que son aquellas en las que todos los simbiontes salen beneficiados. Por analogía, en sociología, simbiosis puede referirse a sociedades y grupos basados en la colectividad y la solidaridad (….)Muchos corales, así como otros grupos de cnidarios tales como Aiptasia (un género de anémonas de mar), forman una relación simbiótica con una clase de algas, zooxantelas, del género Symbiodinium, un dinoflagelado.[22] Aiptasia, una plaga conocida entre los aficionados de acuarios de coral, sirven como un valioso organismo modelo en el estudio de la simbiosis cnidarios-algas. Típicamente, cada pólipo alberga una especie de alga. A través de la fotosíntesis, estos proporcionan energía al coral, y ayudan en la calcificación.[23] Hasta un 30 % del tejido de un pólipo puede ser material vegetal.[22]

 El blanqueo decoral o (decoloración de coral) es debido a estrés inducido por la expulsión o muerte de su Protozoosimbionte, Zooxanthellae, o por la pérdida de pigmentación del protozoo.[1] Los corales que forman estructuras de grandes de Ecosistemas de arrecifes de coral de mares tropicales dependen de la relación simbiótica con un protozoo unicelular flagelado, llamado zooxanthellae que da al coral su coloración, con su color específico par cada clado. Bajo estrés, el coral expulsa sus zooxanthellae, lo que le da un tono claro o completamente blanco, dando así el término “blanqueo”.[2]

Una vez que el blanqueo comienza, tiende a continuar incluso sin continuar el estrés. Si la colonia de coral sobrevive al periodo de estrés, zooxantellae muchas veces requiere de semanas a meses para recuperar la densidad normal.[3] Nuevos recientes pueden ser de otras especies. Algunas especies de zooxantellae y corales son más resistentes a estrés que a otras especies.

¿Por qué ocurre el blanqueamiento de los corales?

Uno de los problemas que está causando el cambio climático sobre los océanos, es el del blanqueamiento de los corales, debido al aumento de la temperatura del agua. Para poder alimentarse, viven en simbiosis con unas microalgas conocidas como zooxantelas. Las zooxantelas les aportan productos fotosintéticos como oxígeno y moléculas orgánicas, dándole hasta el 90% de la energía que necesita. Con el aumento de temperatura, la simbiosis entre la zooxantela y el coral se rompe, con lo que el coral se blanquea poco a poco hasta morir.

 Promiscuity may help some corals survive bleaching events

by Staff Writers: Melbourne, Australia (SPX) Apr 26, 2016

Researchers have shown for the first time that some corals surviving bleaching events can acquire and host new types of algae from their environment, which may make the coral more heat-tolerant and enhance their recovery.

The research, published in The ISME Journal, was led by Southern Cross University postgraduate student Ms Nadine Boulotte and included scientists from SCU’s Marine Ecology Research Centre, the University of Melbourne, the Australian Institute of Marine Science (AIMS) and the University of Hawai’i.

“This new study will cause a paradigm shift in our understanding of corals that build reefs,” Ms Boulotte said.

Most corals were previously believed to only acquire microalgae in their juvenile stage, and to house the same algae types for their lifetime.

“Our study shows for the first time that some adult corals can be promiscuous, and swap their algal partners later in life.

“This algae partner-swapping could help corals to better adapt to climate change and survive bleaching events if they can acquire more heat-tolerant microalgae.”

Coral bleaching occurs when the microalgae living within coral polyps die off, leaving the coral tissues white. These microalgae are essential for coral survival and live in a symbiotic (mutually beneficial) relationship, providing corals with much of the energy they need for reef building.

The team used very sensitive new DNA sequencing techniques to analyse thousands of algal symbionts from corals in the beautiful subtropical reef at Lord Howe Island during and after the coral bleaching events of 2010 and 2011.

“We monitored the diversity and dominance patterns of the symbiotic microalgae present in polyp tissues of two coral species and found an extraordinary range of different types of microalgae present in the corals,” said Ms Boulotte.

“Even more exciting was that some of the corals surviving the bleaching events appeared to have acquired new algal types from the surrounding environment.

“One of these new types of microalgae became very abundant, occupying about one-third of the microalgal community present in the coral population sampled.”

Professor Madeleine van Oppen from the University of Melbourne and Australian Institute of Marine Science (AIMS) was a co-author on the study.

“This is the first evidence that symbiont switching can occur in adult corals, as previously it was believed that uptake of new types of symbiotic microalgae was restricted to coral larvae or juvenile coral polyps,” Professor van Oppen said.

“The relative bleaching tolerance of corals is partly determined by the microalgal symbiont community composition, and some algal types are known to provide higher heat tolerance to the coral than others.

“These results highlight a mechanism of corals to cope with increased sea temperatures that had previously been hypothesised to exist, but never been shown to actually occur.”

Professor Peter Harrison, director of SCU’s Marine Ecology Research Centre and also a co-author, said the findings were significant.

“Given the severe coral bleaching event on the northern Great Barrier Reef and some other regions around the world that is killing many corals, and the increasing threat of catastrophic bleaching events into the future as sea temperatures continue to warm, the research is timely.

“We need to expand this research from the subtropical region into tropical reef areas, where most coral reefs occur and where mass bleaching events are severely impacting coral communities, to see if other types of corals can select new algal symbionts.

“Fortunately, the corals at Lord Howe Island have not bleached so far this year so we are hoping that they will escape this stress as the offshore subtropical waters start to cool. But as the 2010 and 2011 bleaching events showed even the southernmost coral reef in the world is not immune from major bleaching impacts.”

Research paper: Exploring the Symbiodinium rare biosphere provides evidence for symbiont switching in reef-building corals

Giant plankton gains long due attention
by Staff Writers
Paris, France (SPX) Apr 26, 2016

A team of marine biologists and oceanographers from CNRS, UPMC1 and the German organization GEOMAR have revealed the importance in all the world’s oceans of a group of large planktonic organisms called Rhizaria, which had previously been completely underestimated. According to their findings, these organisms make up 33% of the total abundance of large zooplankton in the world’s oceans, and account for 5% of the overall marine biomass.

The study was carried out on samples collected during eleven oceanographic campaigns (2008-2013) covering the world’s main oceanic regions, and included the Tara Oceans expedition. It is published on 20 April 2016 on the website of the journal Nature (print edition 28 April2 ).

Although invisible to the naked eye, marine plankton play a key role in the balance of our planet. Still largely unexplored, they consist of an astonishingly wide variety of tiny organisms that produce half the Earth’s oxygen and form the base of the oceanic food chain that feeds fish and marine mammals. Rhizarians, from their Latin name Rhizaria, are a group of large planktonic organisms whose importance had been overlooked until now.

Most estimates of the distribution of marine organisms are performed locally (in a defined marine area) and are based on collection with plankton nets. However carefully carried out, this operation can damage certain fragile organisms such as rhizarians, preventing their identification.

Marine biologists and oceanographers have pooled their skills with the aim of analyzing samples collected during eleven oceanographic campaigns from 2008 to 2013, using a less destructive method, namely an underwater camera deployed at depth. This in situ imaging system, which involved no collection, was used to study the organisms directly in their environment without damaging them.

In all, sampling was carried out at 877 stations (corresponding to 1 454 immersions of the camera down to 1 500 meters), covering the world’s main oceanic regions. In total, the scientists analyzed 1.8 million images in order to quantify the abundance and biomass represented by Rhizaria3.

The results were surprising: their estimates unequivocally show that Rhizaria make up more than a quarter of the total abundance of the world’s large zooplankton. They also found that they account for 5% of the total biomass in the oceans (taking into account all organisms, from plankton to whales).

The presence of Rhizaria in all the planet’s oceans had previously been completely overlooked. However, they are unevenly distributed: these giant plankton are predominant in the nutrient-poor regions (located at the center of the large oceans) that cover most of the ocean area.

This distribution could be explained by Rhizaria’s ability to live in association (symbiosis) with microalgae, just like coral. In symbiosis, the partnership between organisms is based on mutual exchange of food: by directly benefiting from the products of photosynthesis, Rhizaria are able to survive in nutrient-deficient waters. Plankton are gradually giving up their secrets, unveiling unsuspected wealth and diversity.

In situ imaging reveals the biomass of giant protists in the global ocean, Tristan Biard, Lars Stemmann, Marc Picheral, Nicolas Mayot, Pieter Vandromme, Helena Hauss, Gabriel Gorsky, Lionel Guidi, Rainer Kiko and Fabrice Not. Nature, 20 April 2016. doi: 10.1038/nature17652

 New study shows why half a degree matters
by Staff Writers;  Munich, Germany (SPX) Apr 26, 2016

European researchers have found substantially different climate change impacts for a global warming of 1.5C and 2C by 2100, the two temperature limits included in the Paris climate agreement. The additional 0.5C would mean a 10-cm-higher global sea-level rise by 2100, longer heat waves, and would result in virtually all tropical coral reefs being at risk. The research is published (21 April) in Earth System Dynamics, an open access journal of the European Geosciences Union, and is presented at the EGU General Assembly.

“We found significant differences for all the impacts we considered,” says the study’s lead author Carl Schleussner, a scientific advisor at Climate Analytics in Germany. “We analysed the climate models used in the [Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC)] Fifth Assessment Report, focusing on the projected impacts at 1.5C and 2C warming at the regional level. We considered 11 different indicators including extreme weather events, water availability, crop yields, coral reef degradation and sea-level rise.”

The team, with researchers from Germany, Switzerland, Austria and the Netherlands, identified a number of hotspots around the globe where projected climate impacts at 2C are significantly more severe than at 1.5C. One of these is the Mediterranean region, which is already suffering from climate change-induced drying. With a global temperature increase of 1.5C, the availability of fresh water in the region would be about 10% lower than in the late 20th century. In a 2C world, the researchers project this reduction to double to about 20%.

In tropical regions, the half-a-degree difference in global temperature could have detrimental consequences for crop yields, particularly in Central America and West Africa. On average, local tropical maize and wheat yields would reduce twice as much at 2C compared to a 1.5C temperature increase.

Tropical regions would bear the brunt of the impacts of an additional 0.5C of global warming by the end of the century, with warm spells lasting up to 50% longer in a 2C world than at 1.5C. “For heat-related extremes, the additional 0.5C increase marks the difference between events at the upper limit of present-day natural variability and a new climate regime, particularly in tropical regions,” explains Schleussner.

The additional warming would also affect tropical coral reefs. Limiting warming to 1.5C would provide a window of opportunity for some tropical coral reefs to adapt to climate change. In contrast, a 2C temperature increase by 2100 would put virtually all of these ecosystems at risk of severe degradation due to coral bleaching.

On a global scale, the researchers anticipate sea level to rise about 50 cm by 2100 in a 2C warmer world, 10 cm more than for 1.5C warming. “Sea level rise will slow down during the 21st century only under a 1.5C scenario,” explains Schleussner.

Co-author Jacob Schewe, of the Potsdam Institute for Climate Impact Research in Germany, says: “Some researchers have argued that there is little difference in climate change impacts between 1.5C and 2C. Indeed, it is necessary to account for natural variability, model uncertainties, and other factors that can obscure the picture. We did that in our study, and by focusing on key indicators at the regional level, we clearly show that there are significant differences in impacts between 1.5C and 2C.”

William Hare, a senior scientist and CEO at Climate Analytics who also took part in the Earth System Dynamics research, adds: “Our study shows that tropical regions – mostly developing countries that are already highly vulnerable to climate change – face the biggest rise in impacts between 1.5C and 2C.”

“Our results add to a growing body of evidence showing that climate risks occur at lower levels than previously thought. It provides scientific evidence to support the call by vulnerable countries, such as the Least Developed Countries and Small Island Developing States, that a 1.5C warming limit would substantially reduce the impacts of climate change,” says Hare.

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Comentarios

El tema del blanqueamiento de los arrecifes es uno que siempre pone los pelos de punta por la importancia que tienen en el ecosistema, asi que se agradecen noticias asi.

Otra noticia que contribuye a reducir el “estres medioambiental” como tu dices, la reciente sobre las orugas disuelve-plasticos: https://www.theguardian.com/science/2017/apr/24/plastic-munching-worms-could-help-wage-war-on-waste-galleria-mellonella

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