Genética Zooxanthellae

El término "zooxantelas" se refiere a una amplia variedad de algas del género simbiodiniáceas, anteriormente referido como Symbiodinium. Las zooxantelas son un grupo genéticamente diverso de dinoflagelados, que incluye nueve tipos filogenéticos, que se distinguen como clados A-I. Estos clados genéticamente distintos tienen diferentes características ambientales, ecológicas y geográficas que influyen en la resistencia y resiliencia de los corales al estrés térmico. Los estudios han revelado que los diferentes clados de zooxantelas tienen diferentes susceptibilidades al estrés térmico y lumínico.

Zooxantelas del Clado D

Las zooxantelas del Clado D son térmicamente tolerantes y aumentan la resistencia de los corales que las albergan a elevadas SST. ref. Las zooxantelas de clado D se encuentran en una amplia gama de especies de coral. Las zooxantelas del clado D están presentes en mayor abundancia en algunos arrecifes que en otros, y estos a menudo son arrecifes expuestos a niveles relativamente altos de estrés térmico o estresores locales (por ejemplo, sedimentación en los arrecifes) con antecedentes de blanqueamiento de los corales. Por ejemplo, las zooxantelas del clado D son más abundantes en los corales acropóridos de las lagunas de arrecifes posteriores en Samoa Americana, que experimentan temperaturas máximas más altas que los entornos de arrecifes frontales, donde Acropora principalmente alberga clado C. ref. Debido a que a menudo se encuentran en mayor abundancia en los arrecifes que están expuestos a factores de estrés ambiental, la presencia de simbiontes del clado D puede ser un indicador biológico de cambios negativos en la salud de los corales. Sin embargo, este no es siempre el caso; a veces, los simbiontes del clado D indican una aclimatación positiva a condiciones estresantes. La información sobre la abundancia de zooxantelas del clado D puede ayudar a los manejadores a comprender la susceptibilidad de corales específicos al estrés térmico e identificar cambios en la salud de los arrecifes de coral.

Mecanismos de zooxantelas

La capacidad de asociarse con múltiples clados de zooxantelas es común en los corales.  ref.  El intercambio selectivo de zooxantelas es un mecanismo potencial por el cual los corales podrían sobrevivir a los factores de estrés climático, como el aumento de la temperatura de la superficie del mar. Los cambios en los tipos dominantes de zooxantelas de una colonia de coral pueden ocurrir a través de dos procesos:

1. Mezcla - cambios en la abundancia relativa de clados de zooxantelas que ya están presentes en el tejido del coral.
2. Cambio - captación de nuevos clados de zooxantelas del medio ambiente

A corto plazo, los corales con simbiosis flexibles pueden barajar o cambiar las zooxantelas; y se espera un aumento en la abundancia de cepas de zooxantelas térmicamente tolerantes (como las del clado D) con una frecuencia creciente de condiciones de blanqueamiento. El potencial para adaptarse al aumento de las temperaturas de la superficie del mar depende de la magnitud de la variación genética para la tolerancia al calor, el tiempo de generación del huésped de coral y las zooxantelas y la fuerza de selección.

El conocimiento de las características biológicas de los corales individuales mejora la capacidad de predecir las respuestas al estrés ante un evento de blanqueamiento. Varias características biológicas y físicas de los corales pueden contribuir a su capacidad para resistir el blanqueamiento, las cuales incluyen:

• Proteínas de choque térmico: Muchas proteínas de choque térmico se encuentran en los tejidos de coral y su actividad influye en la respuesta al blanqueamiento. Las proteínas de choque térmico ayudan a mantener la estructura de las proteínas y la función celular, después del estrés. ref. Por ejemplo, en un estudio, los tejidos del coral aclimatados a alta luz Goniastrea aspera tenían concentraciones más altas de proteínas de choque térmico y estos tejidos no se blanqueaban, a diferencia de las áreas de la misma colonia que no se habían aclimatado a la luz alta. ref.
• Proteínas de tejido fluorescente: Los corales son conocidos por sus colores brillantes, debido principalmente a las proteínas fluorescentes en sus tejidos. Las proteínas fluorescentes proporcionan un sistema para regular la luz; protegen el coral de la radiación solar de amplio espectro al filtrar los dañinos rayos UVA. La capacidad protectora de estas proteínas proporciona un mecanismo de defensa interno que puede tener implicaciones importantes para la supervivencia a largo plazo de los corales expuestos al estrés térmico. Se ha encontrado que los corales que contienen proteínas fluorescentes se blanquean significativamente menos que las colonias no fluorescentes de la misma especie. Además, un estudio reciente ref. identificó un papel adicional de las proteínas fluorescentes como antioxidantes, que pueden ayudar a prevenir el estrés en el coral. Las concentraciones de proteínas fluorescentes varían entre las especies (p. Ej., Los pocilloporids y los acroporids tienen densidades relativamente bajas, mientras que los poritids, faviids y otros corales masivos de crecimiento lento tienen densidades altas).
• Cambio en el comportamiento de alimentación en respuesta al estrés térmico: Algunos corales dependen en gran medida de las partículas de alimentos capturados de la columna de agua para complementar sus requerimientos de energía. Estos corales pueden ser menos dependientes de la energía proporcionada por sus zooxantelas y, por lo tanto, menos propensos a la inanición durante un evento de blanqueamiento cuando las zooxantelas son expulsadas del coral. Además, algunos corales pueden cambiar su comportamiento de alimentación en respuesta al blanqueamiento. La evidencia sugiere que las especies de coral que pueden cambiar su comportamiento de alimentación pueden sobrevivir al blanqueamiento mejor que las especies que no pueden. ref.
• Grosor del tejido: El grosor de los tejidos de coral puede contribuir al nivel de susceptibilidad al blanqueamiento. El tejido delgado se encuentra en las especies de coral que son más susceptibles al blanqueamiento. El tejido más grueso puede ayudar a proteger las zooxantelas de la luz intensa, reduciendo el estrés térmico y, por lo tanto, disminuyendo la posibilidad de blanqueamiento.
• Sombreado: Es probable que la presencia de sombras aumente la resistencia al blanqueamiento. Cuando hay sombra, ya sea debido a las condiciones climáticas (nubosidad persistente) o la ubicación física de un coral (por ejemplo, bajo la sombra de una isla alta o vegetación sobresaliente), el blanqueamiento puede ser menos probable debido a la reducción de la radiación solar.
• Historia de la exposición: Los corales generalmente requieren rangos estrechos de ciertas condiciones para sobrevivir (por ejemplo, temperatura, salinidad, luz), pero algunos corales se han aclimatado a condiciones altamente estresantes en los límites exteriores de sus rangos. Un historial de exposición a altas temperaturas puede influir en la tolerancia térmica de los corales y mejorar su resiliencia. Por ejemplo, los corales sometidos a temperaturas más cálidas que el promedio antes de un evento de blanqueamiento pueden ser más tolerantes térmicamente en comparación con los corales que no han sido sometidos a estrés previo. ref. Los corales sanos en áreas donde la variabilidad térmica es alta (p. Ej., en arrecifes y lagunas) también pueden ser más resistentes al estrés térmico. ref. Además, las partes de los arrecifes que experimentan regularmente condiciones de estrés por calor, como las llanuras y las crestas de los arrecifes, pueden estar pobladas por corales que son más tolerantes y resistentes al estrés.