Al igual que las olas de calor terrestres con las que todos estamos familiarizados, las olas de calor marinas están siendo amplificadas por el cambio climático . Estos fenómenos extremos de aguas cálidas han provocado algunos de los impactos más catastróficos del cambio climático y ahora son una gran amenaza para la vida oceánica.
Los arrecifes de coral, que albergan una cuarta parte de toda la vida en el océano, son los más vulnerables . Esta es una situación terrible, dado el gran número de personas que dependen de los arrecifes de coral para su sustento y sustento.
A medida que el cambio climático empuja a los corales más allá de sus límites, una pregunta clave es por qué los diferentes corales varían en su sensibilidad a las aguas cálidas.
En nuestro nuevo estudio en Science Advances , examinamos la genética de cientos de corales individuales durante la ola de calor provocada por El Niño de 2015-16. Nuestros resultados sugieren que las olas de calor tienen impactos ocultos en la composición genética de los corales formadores de arrecifes. Comprender esto podría ayudar a los científicos a reforzar la resiliencia de los arrecifes ante futuras olas de calor.
Sacar a los corales de su zona de confort
Los corales están altamente adaptados a la temperatura de sus aguas locales, con temperaturas incluso 1 C más cálidas de lo normal que los sacan de su zona de confort.
El agua inusualmente cálida altera la relación vital entre los corales pétreos (los constructores de arrecifes) y sus socios simbióticos, las algas microscópicas que proporcionan alimento a los corales. Esto provoca el blanqueamiento de los corales y, en muchos casos, la mortalidad.
La ola de calor tropical en nuestro sitio de estudio en el Océano Pacífico central, Kiritimati (Isla de Navidad), duró diez meses, un récord mundial. Esto provocó un blanqueamiento generalizado de los corales, lo que presenta una oportunidad para determinar por qué algunos corales murieron y otros sobrevivieron.
Diversidad críptica dentro de una especie de coral muy extendida
Nos centramos en el coral lobulado ( Porites lobata ), muy extendido. Esta especie se encuentra entre los corales más tolerantes al calor y, a pesar de que casi el 90 por ciento de toda la cubierta de coral se perdió en Kiritimati, más de la mitad de los corales lobulados sobrevivieron.
De hecho, algunas colonias de Porites no se blanquearon en absoluto.
¿Por qué?
Utilizando herramientas genómicas, identificamos tres tipos distintos de Porites lobata en Kiritimati. Estos linajes, que pueden representar especies distintas, son indistinguibles a simple vista pero genéticamente diferentes.
Esta biodiversidad se conoce como “diversidad críptica” o “diversidad oculta”. Aunque la diversidad críptica está muy extendida en los corales, sus implicaciones ecológicas siguen sin estar claras.
Las olas de calor marinas amenazan una diversidad críptica
Descubrimos que un linaje genético de Porites era muy sensible a la ola de calor: sólo el 15 por ciento de sus colonias sobrevivieron en comparación con el 50-60 por ciento de los otros linajes. Por lo tanto, incluso en un coral ampliamente considerado tolerante al estrés, las olas de calor pueden tener impactos ocultos, amenazando una diversidad invisible a simple vista.
Si las futuras olas de calor marinas continúan teniendo efectos similares, eventualmente genotipos sensibles como este podrían perderse por completo, reduciendo la diversidad genética de los arrecifes de coral.
Debido a que el mestizaje entre linajes y especies crípticos puede ofrecer una vía potencial para una adaptación futura , las pérdidas de diversidad genética podrían empeorar aún más un problema grave al limitar la adaptación futura a entornos cambiantes.
Una ruptura forzada
Entonces, ¿por qué los linajes de Porites en Kiritimati diferían en cuanto a supervivencia?
Una hipótesis es que albergan socios simbióticos con diferentes sensibilidades al calor. Utilizando metabarcodes, una técnica que intenta identificar todo lo que se encuentra vivo en el tejido coralino, identificamos qué simbiontes se asociaron con qué corales antes, durante y después de la ola de calor.
Descubrimos que los distintos linajes de Porites tenían diferentes asociaciones antes de la ola de calor. Las especies de Porites transmiten sus simbiontes de una generación a otra , por lo que estas relaciones probablemente surgieron a lo largo de muchas generaciones.
Sin embargo, al final de la ola de calor, una de las algas únicas de Porites había sido prácticamente eliminada. Los supervivientes de todos los linajes tenían simbiontes similares, lo que sugiere que las relaciones especializadas entre los socios se habían perdido debido a temperaturas extremas.
Por lo tanto, no sólo un críptico linaje de coral quedó al borde de la extinción local, sino que su relación simbiótica especializada también se había roto por la fuerza.
Implicaciones para la conservación de los arrecifes de coral
Debido al cambio climático y otras amenazas, actualmente vivimos una crisis de biodiversidad . Nuestros hallazgos subrayan que esta crisis se extiende más allá de lo que el ojo puede ver.
Las especies crípticas a menudo ocupan nichos ecológicos únicos y desempeñan funciones específicas dentro de los ecosistemas . Descubrir estas diferencias ocultas puede mejorar nuestra comprensión de cómo funcionan los ecosistemas. Pero lo preocupante es que es posible que estemos perdiendo esta diversidad crítica incluso antes de que se descubra.
El estudio continuo de la diversidad críptica podría resultar esencial para construir ecosistemas resilientes al clima. El uso de linajes crípticos tolerantes al calor en enfoques de restauración , por ejemplo, podría ayudar a que los arrecifes sean más tolerantes al calentamiento futuro.
En última instancia, es necesario reducir rápidamente las emisiones de gases de efecto invernadero para frenar el calentamiento planetario . Si bien los esfuerzos específicos para reforzar los arrecifes de coral contra el cambio climático pueden ganar tiempo limitado, las actuales olas de calor que cubren los océanos del mundo subrayan que el océano simplemente se está calentando demasiado para los corales y que debemos actuar rápidamente para mitigar el daño.
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