Los corales y los microbios que albergan evolucionaron juntos, según muestra una nueva investigación de la Oregon State University.
Los hallazgos, publicados hoy en Comunicaciones de la naturaleza , agregue una nueva visión a la lucha para salvar los arrecifes de coral en la Tierra, las estructuras de origen biológico más grandes y significativas del planeta.
Financiado por la National Science Foundation, el estudio incluyó cientos de muestras de corales escleractinianos, también conocidos como corales pétreos, que desde su primera aparición hace 425 millones de años se han ramificado en más de 1,500 especies.
Muchos de ellos son grandes constructores de arrecifes de coral, que se encuentran en menos del 1 por ciento del océano, pero albergan casi una cuarta parte de todas las especies marinas conocidas. Los arrecifes también ayudan a regular los niveles de dióxido de carbono del mar y son crucialesterreno de caza que los científicos usan en la búsqueda de nuevos medicamentos.
"Muchos corales se han extinguido durante la industrialización y muchos otros están en peligro de extinción", dijo la coautora del estudio y microbióloga de OSU Rebecca Vega Thurber, quien aparece en el documental producido por la Universidad Estatal de Oregón de 2018 "Saving Atlantis".Vemos patrones de evolución entre los microbiomas y los corales, lo que nos da una idea de a qué microbios atacar: aprender qué hacen, cómo ayudan a los corales a resistir el cambio climático y cómo ayudan a amortiguar la contaminación por nutrientes.más profundidad en los microbios y entender cómo ayudan o lastiman a sus anfitriones ".
Los corales modernos albergan una composición compleja de dinoflagelados, hongos, bacterias y arqueas que juntos forman el microbioma del coral. Los cambios en la composición del microbioma están relacionados con cambios en la salud del coral.
"Probablemente, los corales ancestrales también albergaban comunidades microbianas complejas, pero hay muchas cosas que no sabemos sobre cómo evolucionaron estas simbiosis microbianas de coral o los factores clave que influyen en las comunidades microbianas en los corales modernos", dijo Vega Thurber. "Ciertas especies de coralestienen microbiomas distintos, hasta el punto en que ocurrieron en algún momento de su historia evolutiva. No hace 400 millones de años, pero hay grupos específicos de microbios que muestran evidencia muy fuerte de evolucionar con sus huéspedes más recientemente ".
Vega Thurber y Ryan McMinds, estudiante de doctorado en su laboratorio y coautora principal del artículo, formaron parte de una colaboración internacional que también incluyó a Monica Medina de la Universidad Penn State y al ex académico postdoctoral del estado de Oregon Jesse Zaneveld, ahora profesor asistente en la Universidad de Washington-Bothell.
El proyecto de investigación masivo, computacionalmente desafiante, consistió en tomar 600 muestras de coral de 21 arrecifes de las costas de Australia, que abarca 17 grados de latitud.
"En muchas escalas diferentes, cuanto más similares son los hospedadores de coral, más similares son las comunidades microbianas, tanto la comunidad entera como los microbios particulares", dijo McMinds. "Recolectamos muestras de tantos tipos de corales como era posible".posible. Para cada conjunto de muestras, observamos el tejido, el esqueleto y el moco de los corales para ver qué microbios había ".
Para hacer eso, los investigadores secuenciaron el gen 16S rRNA. El gen está presente en todos los organismos vivos, explica McMinds, pero es ligeramente diferente. Lo comparó con un "código de barras molecular" de cada organismo al que pertenece.
A partir de ahí, los científicos podrían buscar patrones entre las comunidades microbianas de los diferentes corales y determinar si se ha producido una coevolución de los corales y sus microbiomas.
"Encontramos un fuerte apoyo para la 'filosimbiosis' de microbios de coral, en la que la composición y riqueza del microbioma de coral se refleja en la historia evolutiva del huésped de coral", dijo Vega Thurber. "Cuando la especiación para las familias de coral modernas que construyen arrecifes comenzó entre aproximadamente 25 millonesy hace 65 años, eso fue acompañado por grandes cambios en la riqueza de microbiomas. Y los cambios continuaron acumulándose durante los eventos de especiación más recientes ".
La diversidad de corales es demasiado grande para evaluar los diversos factores que mantienen el microbioma de cada especie de coral, pero estos hallazgos proporcionan reglas generales para el ensamblaje de microbiomas "que informan las estimaciones de los efectos de los microorganismos en porciones poco estudiadas del árbol de coral".
"Ahora tenemos un marco para analizar los microbios del coral escleractiniano que pueden revelar cómo la historia evolutiva de los corales, los rasgos del huésped y el entorno local interactúan para dar forma a los microbiomas", dijo Vega Thurber. "En el mundo del coral, ha habido una larga hipótesis de quemicrobios y corales evolucionaron conjuntamente, pero no había un conjunto de datos suficiente para probar eso antes ".
Fue una sorpresa para los investigadores descubrir que las comunidades microbianas de los esqueletos de carbonato de calcio de los corales mostraron una mayor riqueza de microbiomas en comparación con los microbiomas de tejido y moco. Además, los microbiomas esqueléticos mostraron la señal más fuerte de filosimbiosis a largo plazo:- un patrón en el que la diversificación de un grupo relacionado de organismos hospedadores se correlaciona con cambios en las diferencias entre sus microbiomas.
"Originalmente pensamos que los corales mostrarían signos de filosimbiosis a lo largo de toda su historia filogenética, y los resultados lo respaldan para el esqueleto y el tejido, pero no para el moco", dijo McMinds. "A pesar de la variabilidad en la composición química del moco entre especies y significativaespecificidad del huésped en el microbioma mucoso, la especificidad del huésped se limitó a divergencias relativamente recientes ".
También señaló que la investigación encontró importancia potencial en "unos pocos grupos de microbios que nadie había pensado que fueran importantes".
"Hay miles de especies diferentes de microbios y no muchos que los investigadores hayan pensado que eran interesantes, e identificamos un par de otros objetivos microbianos que podrían estar influyendo en la salud de los corales", dijo McMinds. "No estamos segurossi son importantes, pero la evidencia sugiere que están cambiando junto con sus anfitriones, por lo que probablemente sea algo importante que estén haciendo. No son un simbionte estándar, pero parece que es algo que vale la pena mirar más de cerca ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Universidad Estatal de Oregón . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :