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Diante do aquecimento global e outras mudanças ambientais, os corais do Oceano Atlântico diminuíram vertiginosamente nos últimos anos, enquanto os corais dos oceanos Pacífico e Índico estão se saindo melhor. Ao descrever várias espécies de algas simbióticas que esses corais precisam para crescer, uma equipe internacional liderada pela Penn State descobriu que essas relações mutualísticas do Indo-Pacífico podem ser mais flexíveis e, em última análise, resistentes a temperaturas oceânicas mais altas do que as do Atlântico.
Os recifes de corais são vastas estruturas geológicas feitas de carbonato de cálcio produzido por corais cujas colônias possuem densas populações de algas fotossintéticas da família Symbiodiniaceae — aqui denominadas “simbiontes” — em seus tecidos. O branqueamento de corais ocorre quando as condições ambientais, como o aumento da temperatura dos oceanos, causam o rompimento da relação entre as algas e os corais, resultando em uma colônia branca ou branqueada. Embora os corais possam se recuperar, o branqueamento pode resultar na mortalidade dos corais, dependendo da intensidade e duração do estresse.
“O branqueamento de corais não afeta apenas os próprios corais, mas também ecossistemas inteiros de organismos – de invertebrados, como ouriços-do-mar e lagostas espinhosas, a vertebrados, como peixes e tartarugas marinhas”, disse Todd LaJeunesse, professor de biologia da Penn State. “É importante estudar a biologia dos corais e seus simbiontes para que possamos prever como eles responderão a futuras mudanças ambientais, especialmente o aquecimento dos oceanos”.
Mas, disse LaJeunesse, nem todos os corais e simbiontes responderão da mesma maneira. Isso porque os oceanos do mundo contêm milhares de espécies de corais, cada uma com seus próprios atributos. E, até recentemente, disse ele, ninguém realmente apreciava a vasta diversidade de espécies simbiontes e sua importância para a sobrevivência dos corais.
“Os cientistas anteriormente agrupavam todos os simbiontes em alguns grupos amplos”, disse LaJeunesse. “O trabalho do meu laboratório nos últimos anos tem sido descrever espécies individuais de simbionte para que saibamos com o que estamos lidando. Sem esta informação, você realmente não pode estudar adequadamente a ecologia, fisiologia e biogeografia dos corais.”
Quando LaJeunesse e seus colegas começaram a descrever as espécies simbiontes, eles aprenderam que algumas são especialistas – o que significa que só podem se associar com uma ou algumas espécies de corais hospedeiros – enquanto outras são generalistas – o que significa que podem se associar com muitas espécies de corais. hosts. Além disso, eles descobriram que alguns corais, especialmente do Caribe, dependem de simbiontes especializados, enquanto os corais do Indo-Pacífico se associam a generalistas. A falta de flexibilidade entre os corais do Caribe pode torná-los mais sensíveis às mudanças ambientais, enquanto os corais do Indo-Pacífico com parcerias mais flexíveis podem resistir a mudanças ambientais maiores.
De fato, de acordo com LaJeunesse, as espécies simbiontes que a equipe descreveu são importantes para os ecossistemas dos recifes por causa de seu domínio ecológico e sua importância para tantas espécies de corais em grandes áreas geográficas.
Ele disse: “É possível que essas espécies venham a dominar as comunidades de corais à medida que os oceanos da Terra esquentam e os simbiontes mais sensíveis morrem”.
A nova pesquisa da equipe, publicada em 1º de maio no Jornal de Ficologia, fornece descrições formais para várias espécies simbiontes generalistas hospedeiras na região do Indo-Pacífico. Para conduzir o estudo, os pesquisadores coletaram amostras de corais de todo o Indo-Pacífico, incluindo os recifes de Palau, na Tailândia, Zanzibar, na Tanzânia, as Ilhas Phoenix, a Grande Barreira de Corais da Austrália e a Nova Caledônia. Em seguida, eles extraíram as algas simbióticas dessas amostras e sequenciaram seu DNA. Eles então identificaram e descreveram cinco espécies de simbiontes que são capazes de se associar a uma variedade de espécies de corais hospedeiros.
“É difícil comunicar sobre coisas que não conhecemos, ou mesmo para as quais não temos um nome”, disse Caleb Butler, estudante de pós-graduação em biologia, Penn State, e primeiro autor do artigo. “Quando descrevemos formalmente uma espécie, estamos dando um nome a esses organismos, ajudando a construir uma identidade sobre a qual podemos falar e nos permitindo conectar estudos anteriores com pesquisas futuras. Os organismos que descrevemos são amplamente difundidos e, à medida que os oceanos esquentam, esses generalistas termicamente tolerantes provavelmente se expandirão para novas comunidades de corais. Reconhecer essas espécies distintas permite pesquisas informadas sobre sua ecologia e, em seguida, a capacidade de comunicar com precisão sobre as implicações de nossas descobertas.”
Especificamente, os simbiontes que a equipe descreveu pertencem ao gênero Cladocopium.
“Os Cladocopium são excepcionalmente biodiversos em relação a outros simbiontes de corais; ainda assim, muito poucas espécies deste gênero foram cultivadas com sucesso”, disse Matthew Nitschke, pesquisador do Instituto Australiano de Ciências Marinhas (AIMS). “Uma das espécies que a equipe descreveu, C. proliferum, pode ser cultivada em um tubo de ensaio, o que permite um progresso significativo na compreensão dos mecanismos subjacentes à simbiose coral-algal, e tornou-se uma espécie modelo para essa pesquisa na Austrália. Nossa equipe australiana, liderados pela professora Madeleine van Oppen, estão atualmente usando culturas de C. proliferum na pesquisa e desenvolvimento de restauração de recifes, com foco em como esses simbiontes de algas contribuem para a tolerância ao calor dos corais”.
Outros autores no papel incluem Kira Turnham, Penn State; Allison Lewis, Laboratório Nacional Lawrence Berkeley; Mark Warner, Universidade de Delaware; Dustin Kemp, Universidade do Alabama em Birmingham; Ove Hoegh-Guldberg, Universidade de Queensland; Bill Fitt, Universidade da Geórgia; e Madeleine van Oppen, Instituto Australiano de Ciências Marinhas e Universidade de Melbourne.
A National Science Foundation, IOC-UNESCO-World Bank e Eberly College da Penn State apoiaram esta pesquisa.
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