Las nuevas técnicas de investigación incluyen el muestreo genético para predecir el blanqueamiento de los corales
Por tercera vez en la historia registrada, se está produciendo un masivo blanqueo de corales en todos los océanos del mundo, desde el Océano Índico hasta el Caribe. Las temperaturas de la superficie del mar por encima de la media, exacerbadas por un fuerte El Niño, podrían hacer que el planeta perdiera hasta 4.500 millas cuadradas de coral sólo este año, según la NOAA. Se predice que el evento global continuará impactando en los arrecifes hasta la primavera de 2016.
En todo el Caribe, los científicos del AOML y sus asociados están realizando proyectos de investigación multidisciplinarios para vigilar el potencial de blanqueo, medir indicadores específicos de la capacidad de recuperación de los corales y mejorar la capacidad de predicción del blanqueo. Esta investigación en curso abarca múltiples niveles del ecosistema del arrecife, desde el nivel comunitario hasta el de los microorganismos, con el objetivo de proporcionar conocimientos de predicción para informar a los administradores de los arrecifes y apoyar los esfuerzos de conservación de los arrecifes de coral.
Refinando el alcance de los pronósticos de blanqueo
En las Islas Caimán, los investigadores están midiendo las temperaturas del agua a una serie de profundidades en los arrecifes de coral alrededor de Pequeño Caimán para mejorar las estimaciones de la temperatura del agua en los modelos de blanqueo regionales. Esos modelos se basan actualmente en gran medida en las mediciones mundiales por satélite de las temperaturas de la superficie del mar, que se utilizan como aproximación para representar las temperaturas bajo la superficie donde residen los corales. Existe una gran variabilidad entre las temperaturas del agua superficial y subsuperficial en función de las condiciones oceanográficas locales.
Los datos de temperatura del agua recogidos en los sitios de Little Cayman se están comparando con los datos de una boya de vigilancia establecida cercana para proporcionar comparaciones más precisas de la temperatura en diferentes entornos de arrecifes. Esta información puede utilizarse para afinar el alcance de los pronósticos de blanqueo de la NOAA, desde el ámbito regional hasta el específico del arrecife, lo que permite a los administradores de los arrecifes de coral orientar mejor los esfuerzos de vigilancia y recuperación.
Monitoreo de impactos de blanqueamiento a lo largo de la zona del arrecife de Florida
En los Cayos de Florida, los arrecifes de mar adentro se han deteriorado drásticamente desde finales de los años 70, mientras que los arrecifes de mar adentro se han mantenido resistentes y continue para mantener una alta cobertura de coral. Los estudios de campo en curso están aprovechando el actual evento de blanqueo the para determinar por qué los arrecifes costeros appear son más resistentes. Los científicos seguirán vigilando el impacto de este grave fenómeno de blanqueo para determinar el alcance de la mortalidad de los corales y aislar los factores que puedan servir de indicadores de futuros fenómenos de blanqueo.
A lo largo de la extensión del arrecife de Florida, un equipo de investigación del AOML desplegó sensores de pH, temperatura y luz en los sitios de los arrecifes de coral, tanto cerca como en la costa, para medir la extensión de los impactos del blanqueamiento. Además, un socio del AOML con la Escuela Rosenstiel de la Universidad de Miami fotografió estos arrecifes usando una cámara de alta resolución. Al compilar estas fotografías en imágenes de mosaico, los investigadores pueden documentar con mayor precisión los cambios en la salud de los arrecifes en toda la comunidad.
¿Cómo se comparan los arrecifes de Florida con otros arrecifes de la región?
Otros factores estresantes de origen local que afectan a la zona del arrecife de Florida, como los sedimentos de la construcción costera, la contaminación por nutrientes y fertilizantes de origen terrestre, los daños físicos causados por los buzos y los navegantes, y la sobrepesca, afectan aún más a los arrecifes al agravar el estrés causado por los cambios mundiales, como el calentamiento de los océanos y la acidificación de los océanos. Para separar los efectos de los factores de estrés antropógenos locales de los cambios mundiales, los investigadores del AOML, junto con científicos del Instituto Marino del Caribe Central, están vigilando los prístinos arrecifes que se encuentran a lo largo de Pequeño Caimán. Los experimentos realizados en este sitio están diseñados para contrastarlos con los arrecifes costeros poblados y determinar por qué los arrecifes alrededor de esta remota isla están prosperando a pesar del blanqueo generalizado en toda la región.
¿Qué es lo que hace especial a los arrecifes de Little Cayman?
Con una población estimada de sólo 150 personas, la Pequeña Caimán carece de una presencia humana significativa. En combinación con el relativo aislamiento de la isla y la protección contra la sobrepesca, así como la contaminación costera, las comunidades de coral han prosperado. Los estudios en curso de los arrecifes que rodean a Pequeño Caimán se han diseñado para documentar los cambios impulsados a nivel mundial en el ecosistema del arrecife, desde estudios de especies específicas hasta cambios en todo el ecosistema.
Los sitios de vigilancia establecidos, equipados con boyas de recogida de datos, han proporcionado una base de datos ambientales en los principales sitios de arrecifes de coral en torno a la isla antes del blanqueo masivo más reciente. En los estudios actuales se observarán las condiciones ambientales en Pequeño Caimán, y las muestras de tejido de pólipos de coral correlacionarán los cambios a nivel de organismos y microorganismos, con el objetivo de observar cambios específicos que permitan a estos corales ser más resistentes. Los conocimientos resultantes podrían adaptarse para ayudar a informar los planes de protección de los ecosistemas vulnerables de los arrecifes de coral en otras partes del mundo.
Muestreo genético para predecir la resistencia
En Pequeño Caimán, así como en los sitios a lo largo del tracto del arrecife de Florida, los investigadores están concentrando sus esfuerzos en escalas aún más pequeñas para explicar las diferencias en la susceptibilidad y la resistencia de los corales al blanqueo. Centrándose en dos especies de corales raras y en peligro de extinción, están recogiendo y estudiando el tejido de los pólipos de coral individuales. El objetivo es identificar la composición genética del "microbioma" del pólipo, el consorcio de algas, bacterias, virus y hongos, todos viviendo en un equilibrio dinámico con el animal de coral. Las diferencias en la composición genética dentro de estos microbiomas pueden utilizarse como un indicador clave de la adaptación en corales específicos a lo largo del tiempo. Esta variabilidad genética puede explicar cómo algunos corales sobreviven a la exposición a diversos factores de estrés, entre ellos las temperaturas oceánicas más cálidas.
¿Puede el muestreo genético predecir la respuesta de un coral al blanqueamiento?
Cuando se enfrentan a condiciones ambientales cambiantes, la comunidad microbiana es la parte más adaptable genéticamente del coral. La resistencia de un coral al calentamiento del océano depende de la respuesta combinada de su microbioma. Mediante el uso de la secuencia de la próxima generación del ADN y el ARN asociados a estas comunidades microbianas antes, durante y después del blanqueamiento o de los eventos de enfermedades del coral, los investigadores esperan identificar los rasgos genéticos de los corales más resistentes y sus comunidades microbianas.
Los gerentes pueden aplicar esta comprensión a los programas de monitoreo, buscando estos cambios genéticos como un marcador predictivo de un potencial blanqueamiento. Además, adquirir la capacidad de identificar combinaciones específicas de microbiomas que son más resistentes que otros puede ayudar a los esfuerzos de las organizaciones de reconstrucción de arrecifes a medida que seleccionan las especies para crecer en los viveros e identifican las ubicaciones de los arrecifes para replantar los corales.
Acoplar los conocimientos sobre la diversidad de los corales y sus microbios con modelos de previsión del blanqueo puede también proporcionar una valiosa orientación para las actividades de mitigación de los administradores de los arrecifes. Utilizando un enfoque similar, la selección de corales más resistentes a altos niveles de nutrientes, como los nitratos y los fosfatos, puede finalmente proporcionar estabilidad a los arrecifes de coral amenazados por fuentes terrestres de contaminación.
"La investigación que se está realizando para caracterizar estas comunidades ayudará eventualmente a los administradores de los arrecifes y a los grupos de conservación de corales, proporcionándoles información para ayudar a elegir las mejores especies y regiones en las que centrar sus esfuerzos", dijo el ecologista de corales de la AOML, Jim Hendee. "Los corales de hoy en día tienen mucho a lo que enfrentarse, y queremos dar a los administradores todas las ventajas posibles para tener éxito en la preservación y mantenimiento de estos valiosos ecosistemas".
Estas actividades de investigación son un esfuerzo multiinstitucional realizado por la NOAA y sus asociados con la Escuela Rosenstiel y el Instituto Cooperativo de Estudios Marinos y Atmosféricos de la Universidad de Miami, el Centro de Investigación de Pequeño Caimán del Instituto Marino del Caribe Central, el Instituto Nacional de Arrecifes de Coral de la Universidad Nova Southeastern, la Universidad de Wisconsin y la Institución Smithsoniana.
Publicado originalmente por Edward Pritchard, 2015