La relación mutuamente beneficiosa entre las algas y los corales modernos, que proporciona refugio a las algas, le da a los arrecifes de coral sus colores y proporciona nutrientes a ambos organismos comenzó hace más de 210 millones de años, según un nuevo estudio realizado por un equipo internacional decientíficos, incluidos investigadores de la Universidad de Princeton.
Que esta relación simbiótica surgió durante una época de expansión masiva mundial de los arrecifes de coral sugiere que la interconexión de algas y corales es crucial para la salud de los arrecifes de coral, que proporcionan hábitat para aproximadamente un cuarto de toda la vida marina. Los arrecifes están amenazadospor una tendencia en el calentamiento del océano que ha provocado que los corales expulsen las algas y se vuelvan blancas, un proceso llamado blanqueamiento de los corales.
Publicado en la revista Avances científicos , el estudio encontró una fuerte evidencia de esta relación coral-algas en esqueletos de coral fosilizados que datan de más de 210 millones de años hasta el período Triásico tardío, una época en que aparecieron los primeros dinosaurios y los continentes de la Tierra eran una sola masa terrestre conocida como Pangea.Aunque se reconoce que la simbiosis es importante para el éxito de los arrecifes de hoy en día, estaba menos claro que ese era el caso de los corales antiguos.
"Es importante saber hasta qué punto evolucionó la simbiosis en el tiempo porque da una idea de cuán importante es la simbiosis para la salud de los arrecifes de coral", dijo Daniel Sigman, profesor de ciencias geológicas y geofísicas de Princeton en Dusenbury y miembro de PrincetonInstituto Ambiental. "Parece que el origen de la simbiosis corresponde al surgimiento de los arrecifes de coral en general".
Además de confirmar que la simbiosis se remonta al Triásico, el estudio encontró que los corales habitaban ambientes marinos pobres en nutrientes, no muy diferentes de las aguas subtropicales de hoy en día, donde la simbiosis algas-coral desempeñó un papel importante en el desarrollo del arrecife.
"El inicio de la simbiosis con algas fue muy rentable para los corales", dijo el autor principal Jaroslaw Stolarski, profesor de biogeología en el Instituto de Paleobiología de la Academia de Ciencias de Polonia. "Les permitió sobrevivir en aguas muy pobres en nutrientes", y al mismo tiempo crecer y expandirse "
Las algas que pertenecen al grupo conocido como dinoflagelados viven dentro de los tejidos de los corales. Las algas usan la fotosíntesis para producir nutrientes, muchos de los cuales pasan a las células de los corales. Los corales a su vez emiten productos de desecho en forma de amonio, quelas algas consumen como nutriente
Esta relación mantiene el reciclaje de nutrientes dentro del coral en lugar de alejarse en las corrientes oceánicas y puede aumentar en gran medida el suministro de alimentos del coral. La simbiosis también ayuda a construir arrecifes: los corales que albergan algas pueden depositar carbonato de calcio, el esqueleto duro que forma los arrecifes, hasta 10 veces más rápido que los corales no simbióticos.
Descubrir cuándo comenzó la simbiosis ha sido difícil porque los dinoflagelados no tienen partes duras ni óseas que se fosilicen. En cambio, los investigadores buscaron tres tipos de firmas en los fósiles de coral que indican la presencia pasada de algas: microestructuras fósiles, niveles de diferentes tiposde carbono y oxígeno, y niveles de dos formas de nitrógeno.
El primer autor Katarzyna Frankowiak del Instituto de Paleobiología de la Academia de Ciencias de Polonia realizó el análisis microestructural con la ayuda de Marcelo Kitahara de la Universidad Federal de Sao Paulo en Brasil, Maciej Mazur de la Universidad de Varsovia y Anders Meibom de la EcolePolytechnique Federale de Lausanne y la Universite de Lausanne. Su análisis reveló patrones de crecimiento regularmente espaciados consistentes con la dependencia de los corales simbióticos en la fotosíntesis de algas, que solo tiene lugar durante el día.
Frankowiak y Anne Gothmann, quien obtuvo su doctorado del Departamento de Geociencias de Princeton en 2015 y ahora es investigadora postdoctoral en la Universidad de Washington, midió las proporciones de diferentes tipos de oxígeno y carbono y descubrió que los resultados coincidían con lo quese esperaría cuando ocurra la simbiosis.
El tercer enfoque, determinar las formas de nitrógeno, que derivan en parte del amonio que los corales habían excretado, fue realizado por Xingchen Tony Wang, quien obtuvo su doctorado en geociencias de Princeton en 2016 y ahora es unbecario de investigación postdoctoral que trabaja con Sigman.
Los átomos de nitrógeno, que están atrapados en la matriz de carbonato de calcio del fósil, vienen en dos formas, o isótopos, que varían solo por la cantidad de neutrones que tienen: 14N tiene siete neutrones mientras que 15N tiene ocho neutrones, lo que lo hace un poco más pesado.Al estudiar los corales modernos, los investigadores sabían que los corales simbióticos contienen una proporción más baja de 15N a 14N en comparación con los corales no simbióticos.El equipo descubrió que los corales fosilizados también tenían una proporción baja de 15N a 14N, lo que indica que eran simbióticos.
"Aunque las algas no estaban presentes en los fósiles, dejaron firmas químicas", dijo Wang. "Encontramos pruebas contundentes de que los corales fosilizados eran simbióticos y que vivían en un ambiente pobre en nutrientes. Pudimos vincular elcondiciones ambientales desde hace 200 millones de años hasta la evolución de los corales "
George Stanley, profesor de geociencias de la Universidad de Montana, había explorado antes la cuestión de cuándo evolucionó la simbiosis en los corales. "Esto confirma una hipótesis que mis colegas y yo planteamos hace 20 años", dijo Stanley, quien esfamiliarizado con la investigación pero no tuvo ningún papel en ella ". Es realmente emocionante ver esta confirmación"
Los fósiles utilizados en el estudio fueron recolectados en una región montañosa en Antalya, Turquía. Durante su vida, vivieron en un cuerpo de agua poco profundo iluminado por el sol llamado Mar de Tetis.
Stanley dijo que el trabajo no hubiera sido posible sin los fósiles de coral, que estaban notablemente bien conservados ". Estos corales son un recurso maravilloso porque son como si los hubieras recogido de la playa ayer, y esto es porquefueron sellados en depósitos durante siglos "
El registro fósil también muestra una expansión significativa del arrecife ocurrida hace unos 205 millones de años, y esto encaja con un impulso en el crecimiento de los corales debido al desarrollo de simbiosis, dijo Stanley.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Princeton . Original escrito por Catherine Zandonella. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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