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Um estudo inovador de três anos no Pacífico Sul encontrou evidências de que o aquecimento do oceano pode desencadear surtos de “vírus de RNA que infectam dinoflagelados” que atacam algas simbióticas dentro dos corais. Os vírus dos recifes de coral ganharam maior atenção desde que foram apontados em 2021 como uma possível causa da doença de perda de tecido de coral pedregoso que dizimou os recifes da Flórida e do Caribe por quase uma década.
As cores de tirar o fôlego dos corais construtores de recifes vêm de algas fotossintéticas que vivem dentro dos corais. Um estudo inovador de três anos descobriu que os vírus podem aumentar seus ataques a essas algas simbióticas durante as ondas de calor marinhas.
Poucos estudos examinaram como o calor e outras formas de estresse afetam os surtos de vírus de coral, e menos ainda analisaram a dinâmica desses surtos em escala de recife. O estudo publicado online hoje em Comunicações ISME faz ambos. É também o primeiro estudo a analisar a prevalência, persistência, gatilhos e impactos na saúde de “vírus de RNA infectantes de dinoflagelados” (dinoRNAVs), vírus de RNA de cadeia simples que infectam as algas simbióticas que vivem dentro dos corais.
A autora principal, Lauren Howe-Kerr, disse que os pesquisadores de doenças marinhas e de corais estão prestando mais atenção aos vírus de corais após estudos em outubro de 2021 e fevereiro de 2022 que encontraram evidências sugerindo que infecções virais de dinoflagelados simbióticos podem ser responsáveis pela doença de perda de tecido de coral pétreo (SCTLD ). Uma das doenças de corais mais mortais já registradas, a SCTLD vem dizimando recifes na Flórida e no Caribe desde que foi identificada pela primeira vez em 2014.
“Embora este estudo não seja focado em SCLTD, ele aumenta nossa compreensão dos vírus de coral e, particularmente, dos vírus de RNA que infectam endossimbiontes de coral”, disse Howe-Kerr, pesquisador de pós-doutorado da Rice que foi coautor do estudo com mais de uma dúzia de colegas da Rice, Northeastern University, University of Oregon, University of the Virgin Islands, Rutgers University, Oregon State University, George Mason University, National Institute of Water and Atmospheric Research da Nova Zelândia e Coral Reef Research and Restoration Center do Mote Marine Laboratory em Summerland Chave, Flórida.
“Nosso trabalho fornece a primeira evidência empírica de que a exposição a altas temperaturas no recife desencadeia infecções por dinoRNAV nas colônias de corais, e mostramos que essas infecções são intensificadas em colônias de corais insalubres”, disse Howe-Kerr.
O estudo foi realizado na estação de Pesquisa Ecológica de Longo Prazo do Recife de Coral de Moorea, na ilha de Moorea, no Oceano Pacífico, na Polinésia Francesa. Moorea, que fica a cerca de 32 quilômetros do Taiti, é cercada por recifes de corais. Amostras de 54 colônias de corais ao redor da ilha foram coletadas duas vezes por ano entre agosto de 2018 e outubro de 2020. As temperaturas mais quentes da água durante esse período foram em março de 2019. Os recifes em toda a ilha sofreram estresse relacionado ao calor durante esse período, incluindo branqueamento generalizado.
Os locais de estudo estavam localizados em uma variedade de zonas de recifes que estavam sujeitas a diferentes tipos de estresse ambiental. Por exemplo, os recifes frontais voltados para o oceano são mais profundos, com temperaturas de água mais frias e consistentes, enquanto os recifes próximos à costa em lagoas estão sujeitos às temperaturas mais altas e à maior variabilidade de temperatura.
Howe-Kerr obteve seu doutorado em Rice em 2022 e recentemente concluiu uma bolsa de estudos de política oceânica de um ano na National Science Foundation. A amostragem e análise foram realizadas durante seus estudos de doutorado no laboratório Rice da bióloga marinha e coautora do estudo, Adrienne Correa.
“Foi um grande esforço de equipe sair e localizar e amostrar exatamente as mesmas colônias de corais duas vezes por ano durante esse período de três anos”, disse Correa. “Isso foi ainda mais complicado pela pandemia, que nos impediu de colher amostras em março de 2020, mas no final valeu a pena. Aprendemos muito sobre a dinâmica viral em todo o recife.”
Correa disse que ficou claro a partir de estudos anteriores que os corais “abrigam muitos vírus diversos”, mas não se sabe como tipos virais específicos foram distribuídos em um recife. Um estudo de 2022 de seu grupo, de autoria de outro ex-aluno, Carsten Grupstra, apresentou descobertas detalhadas de experimentos em tanques que mostraram atividade viral de um único grupo viral – dinoRNAVs – em corais aumentado sob estresse térmico.
“Este estudo de três anos se baseia nisso e mostra que também pode acontecer no oceano”, disse Correa. “Vimos o mesmo tipo de aumento induzido pelo calor na produção viral nos recifes”.
Howe-Kerr disse que o novo estudo também oferece um dos primeiros vislumbres de como os dinoRNAVs se comportam no tempo e no espaço sobre recifes e zonas de recifes.
“Fomos capazes de caracterizar a diversidade de dinoRNAVs e sua prevalência em colônias ao longo de vários anos e ambientes de recife”, disse ela. “Detectamos infecções por dinoRNAV em mais de 90% das colônias amostradas em algum momento dos três anos. E a composição e diversidade dos vírus que encontramos nessas infecções diferiram entre as zonas de recife. surtos”.
Enquanto todas as 54 colônias sobreviveram ao experimento de três anos, 50% sofreram mortalidade parcial. Os mais atingidos foram os recifes frontais, que tiveram quase três vezes mais chances de sofrer mortalidade parcial do que os corais dos recifes marginais, que podem estar mais acostumados a lidar com as altas temperaturas das águas mais rasas próximas à costa, disse Correa.
Ela disse que uma variedade maior de vírus de RNA foi encontrada em colônias sob estresse térmico em 2019, o que sugere que a produção viral aumentou. E o padrão se mostrou mais forte em colônias que sofreram mortalidade parcial, o que aponta para interações específicas entre hospedeiro e vírus que podem causar impactos no ecossistema, disse ela.
“A produtividade viral provavelmente aumentará à medida que as temperaturas dos oceanos continuarem a subir”, disse Correa. “É importante aprender o máximo que pudermos sobre as interações hospedeiro-vírus, porque elas têm o potencial de alterar a simbiose fundamental que sustenta os ecossistemas dos recifes de corais”.
Esta pesquisa foi financiada pela National Science Foundation (2224354, 1933165, 1635913, 1635798, 2145472), uma bolsa de pesquisa de início de carreira do Programa de Pesquisa do Golfo das Academias Nacionais de Ciências (2000009651), Fundação Gordon e Betty Moore, Rice University, o Texas Branch of the American Society for Microbiology’s Eugene and Millicent Goldschmidt Graduate Student Award, o American Philosophical Society’s Lewis and Clark Fund for Exploration and Field Research, e o Wagoner Foreign Study Scholarship Program da Rice University.
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