Para Coral, el trabajo en equipo hace que el sueño funcione

Los arrecifes de coral son ecosistemas complejos con intrincadas relaciones de especies, donde cada organismo, desde una diminuta bacteria hasta una almeja gigante, desempeña un papel vital en el mantenimiento de la salud del arrecife.

NUESTRO nuevo estudio revela otra capa de complejidad en los arrecifes de coral.

Descubrimos la presencia de grupos de dos tipos de bacterias dentro de los tejidos de los corales, que incluían, curiosamente, un pariente cercano de la bacteria responsable de la clamidia.

Estos nuevos hallazgos, publicados en Los científicos progresan y financiado por un Beca ARC LaureateEL Fundación de la familia Paul G. Allen y el Fondo de Ciencias de Austria indican que estas bacterias pueden interactuar tanto con su huésped coralino como entre sí. Se necesita más trabajo para comprender si estas interacciones son beneficiosas o perjudiciales para el coral.

La microbiota coralina

Al igual que los humanos, los corales tienen un microbioma bacteriano diverso que está estrechamente relacionado con su salud. Por lo tanto, comprender las complejas relaciones entre los corales y las bacterias es clave para comprender cómo funcionan los corales.

Las bacterias pueden ayudar a los corales en varios procesos biológicos, como el movimiento y procesamiento de nitrógeno o azufre, o la producción de compuestos antibacterianos que protegen a los corales contra patógenos. Si bien la mayoría de estas bacterias viven en la capa de moco que cubre la superficie del coral, algunas bacterias se encuentran dentro de los tejidos del coral.

Hay muy poca información disponible sobre las bacterias asociadas a los tejidos, pero probablemente se encuentren entre los miembros más importantes del microbioma coralino.

Para obtener más información, se tomaron muestras durante un experimento a largo plazo con especies de coral de la Gran Barrera de Coral. Pocillopora acuta realizado en Townsville Instituto Australiano de Ciencias Marinas. Estas muestras se enviaron a nuestro laboratorio en la Universidad de Melbourne para investigar bacterias esquivas asociadas a tejidos.

Una aguja brillante en un pajar

El primer desafío fue ver las bacterias: son muy pequeñas.

Para ello utilizamos una técnica llamada ‘fluorescencia en el sitio hibridación‘. Esencialmente, agregamos sondas fluorescentes al coral que se unen específicamente a las bacterias. Cuando se excitan con un rayo láser, estas sondas (y, por lo tanto, las bacterias) se encienden.

Encontramos que las bacterias formaron grandes grupos en los tentáculos de nuestros corales. ¿Por qué en los tentáculos? Realmente no lo sabemos, pero creemos que podría estar relacionado con la nutrición o la defensa, ya que los tentáculos están involucrados tanto en capturar presas como en repeler a los depredadores.

Después de encontrar estos grupos bacterianos, queríamos saber qué tipo de bacteria era. Por lo general, para identificar el microbioma bacteriano de un coral, se mastican muestras de coral y se secuencia el ADN de todas las bacterias y se compara con el de otras bacterias conocidas.

Sin embargo, solo estábamos interesados ​​en las bacterias en los grupos en expansión, por lo que esta técnica no funcionaría, ya que no distinguiría entre las bacterias en el tejido, la mucosidad, el intestino, el esqueleto, etc.

En su lugar, utilizamos una técnica llamada ‘microdisección por captura láser‘ para cortar con precisión porciones muy pequeñas de tejido, como grumos formados por bacterias. Con esta técnica, pudimos tomar muestras exclusivamente de bacterias asociadas a tejidos y secuenciar su ADN para identificarlas y comprender sus funciones.

¿Los corales contraen clamidia?

Encontramos dos tipos de bacterias en los agregados de tentáculos del coral.

Uno es miembro de la clamidias, un orden bacteriano que contiene los patógenos responsables de las infecciones por clamidia en los mamíferos. Este es un hallazgo sorprendente porque nunca antes se habían informado infecciones por clamidia en los corales.

Se sabe que la clamidia roba energía de su anfitrión, en forma de trifosfato de adenosina (conocido como ATP, es la principal fuente de transferencia de energía en las células). Este parasitismo energético es la base de la enfermedad que estas bacterias provocan en los mamíferos, como humanos Y osos koala.

En colaboración con especialistas en Clamidia de Universidad de Viena en Austria, Doctora Astrid Collingro Y Profesor Matthias Hornhemos demostrado que esta bacteria depende de los nutrientes y la energía que le proporciona el coral para sobrevivir.

Además, también es posible que esta especie obtenga nutrientes y energía de otras bacterias asociadas a los corales, algo que nunca antes habíamos visto.

Para aquellos de nosotros que nos esforzamos por comprender todo lo que podemos sobre la biología de los corales, la posibilidad de que las bacterias que viven dentro de los tejidos de los corales interactúen entre sí es bastante emocionante.

Aunque estos nuevos Chlamydiales tienen muchas similitudes con los patógenos de los mamíferos, se examinará si dañan o benefician a los corales más adelante este año durante una visita del Dr. Maire a la Universidad de Viena.

Hacia enfoques de conservación basados ​​en microbiomas

Otras bacterias presentes en el tejido coralino pertenecen a la Endozoicomonas género. Se sabe que estas bacterias prevalecen en los corales y generalmente se consideran beneficiosas.

En nuestro estudio encontramos que Endozoicomonas puede producir varias vitaminas B y compuestos antimicrobianos, lo que confirma su potencial para brindar beneficios a su huésped de coral, dado que los corales por sí mismos no pueden producir ciertas vitaminas B.

Los corales están amenazados por una variedad de factores, incluido el cambio climático. De hecho, es estimado que sin intervenciones importantes, la mayoría de los arrecifes de coral desaparecerán para 2035. Salvar estos arrecifes requerirá nuevos enfoques para la conservación y restauración de corales.

Una posible solución involucra a los probióticos. De la misma manera que comemos yogur lleno de probióticos para mejorar nuestra salud intestinal, inocular corales con bacterias beneficiosas puede mejorar su resistencia a las altas temperaturas.

Pero antes de que se puedan implementar estas soluciones basadas en microbiomas, debemos comprender exactamente cómo funcionan las bacterias asociadas con los corales.

Estudios como el nuestro están comenzando a descubrir cómo los corales y las bacterias interactúan entre sí y si los probióticos de coral son una opción para preservar estos ecosistemas vitales y hermosos.

Banner: Foto: Justin Maire y Ashley Dungan / Vídeo: Justin Maire