Corales urbanos en el puerto de Miami
Apoyar las iniciativas de conservación y restauración
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Los arrecifes de coral de todo el mundo están disminuyendo a un ritmo alarmante, por lo que es prioritario identificar las poblaciones de coral naturalmente resistentes para apoyar las iniciativas de conservación y restauración. En concreto, es necesario caracterizar los genotipos que pueden sobrevivir a futuros escenarios climáticos y comprender los mecanismos responsables de su crecimiento y supervivencia en condiciones adversas. La hipótesis es que los entornos marginales son una fuente de corales potencialmente resistentes, ya que estos arrecifes experimentan una gran variabilidad ambiental, incluyendo rápidos cambios de temperatura, salinidad y calidad del agua. Con parámetros ambientales variables y frecuentes perturbaciones debidas al desarrollo costero, la navegación comercial y las actividades de dragado, el puerto interior de Miami representa uno de esos hábitats.
Se han descubierto corales en varios sustratos construidos en el puerto, como muros de contención y escolleras, y se ha demostrado que son notablemente persistentes frente al estrés térmico, la sedimentación y las enfermedades.
El Programa de Corales del AOML está realizando estudios en varios de estos lugares de "corales urbanos" para 1) caracterizar las condiciones ambientales y oceanográficas, 2) identificar las diferencias a nivel molecular entre los corales urbanos y los corales de los arrecifes naturales de alta mar, y 3) cartografiar los hábitats bentónicos y cuantificar la composición de la comunidad.
| Ben Chomitz
Técnico en Morfología Digital
| Taylor Gill
Misión: Coordinador de Vigilancia Climática de Arrecifes Icónicos
Noticias principales
Rescate de corales en Miami Beach
8 de agosto de 2022
Un equipo de investigadores de corales de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA) y la Universidad de Miami (UM) rescató 43 colonias de coral tras el derrumbe de un muro marino en Star Island, cerca de Miami Beach. El rápido esfuerzo de rescate de los corales se produjo en uno de los lugares de investigación que la NOAA vigila regularmente. Mientras realizaban un estudio de rutina, los científicos de [...]
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Repercusiones de la investigación y conclusiones principales
Cuatro años de seguimiento e investigación de los corales urbanos
A través de colaboraciones con CIMAS y Coral Morphologic, los investigadores del AOML han estado estudiando los hábitats de los corales urbanos en el Puerto de Miami desde 2018, incluyendo el monitoreo ambiental, la caracterización de la comunidad y los datos moleculares. Esto también ha resultado en el establecimiento del vivero de coral del Sitio Experimental de Investigación Urbana de Coral en el Puerto.
La AOML ha sido designada guardería de corales por la FWC
Tras el colapso de un malecón en Star Island en junio de 2022 que albergaba numerosas colonias de coral urbano y un sitio de monitoreo a largo plazo del AOML, este último fue clasificado como un vivero de coral como parte de su respuesta de emergencia y sus esfuerzos de rescate de corales. Los investigadores del AOML rescataron 43 colonias de coral en colaboración con socios de la UM, que apoyarán las iniciativas de investigación y restauración.
Monitorización del Coral del Puerto de Miami
Desde agosto de 2018, hemos monitoreado las condiciones ambientales en tres sitios de coral urbano y un sitio de control en alta mar utilizando instrumentación in situ (instrumentos de pH, alcalinidad total, temperatura, salinidad, corriente, PAR y oxígeno). Los muestreadores automáticos de la subsuperficie (SAS) desarrollados por el Laboratorio de Fabricación y Diseño Avanzado(AMDL) recogen muestras discretas de agua cada dos meses, mientras que otros instrumentos registran continuamente las condiciones ambientales. Estos datos se utilizan para identificar las principales diferencias ambientales entre los sitios de los arrecifes urbanos y de alta mar, y proporcionan el contexto para los experimentos de campo y de laboratorio para evaluar la salud y la supervivencia de los corales. A partir de agosto de 2020, también hemos desplegado un conjunto de instrumentos en Rainbow y Emerald Reef, para proporcionar comparaciones entre los sitios de monitoreo urbano y de alta mar. Además de los esfuerzos de monitoreo ambiental en estos sitios, recogemos fotos trimestrales para la construcción de fotomosaicos bentónicos. Estos mosaicos nos permiten mapear áreas relativamente grandes (~60-100 m2 para cada sitio) del arrecife en un solo espacio georreferenciado, lo que permite comparar la cobertura de coral, la diversidad de especies, la demografía de los corales y el estado de enfermedad/salud a través del tiempo.
Perfiles de expresión génica de poblaciones urbanas y de ultramar
Para entender mejor cómo los corales urbanos son capaces de sobrevivir en condiciones ambientales tan variables, estamos aplicando enfoques ómicos de vanguardia para examinar el rendimiento y la resistencia de los corales a nivel molecular. En este proyecto, utilizamos perfiles de expresión génica comparativos para identificar las diferencias entre los corales Pseudodiploria strigosa urbanos y de alta mar en sus entornos naturales. Hemos identificado vías genéticas relacionadas con la alimentación heterotrófica, el reconocimiento de patógenos y la actividad inmunitaria que pueden permitir a los corales urbanos no sólo sobrevivir, sino prosperar en el Puerto de Miami. También hemos identificado que los corales urbanos pueden tener comunidades de algas simbiontes más diversas, que en algunos casos pueden conferir resistencia al estrés ambiental. Con estos datos y los futuros experimentos de genotipado y pruebas de estrés (ver Resiliencia y reubicación de los corales urbanos más adelante), podemos determinar si los corales de este entorno marginal están adaptados de forma única para hacer frente al estrés antropogénico, incluyendo los futuros escenarios climáticos, y si son valiosos para las iniciativas de restauración.
La imagen de la derecha muestra la similitud de 31 individuos de P. strigosa basada en los niveles de expresión de todo el transcriptoma (39.321 secuencias codificadoras de proteínas). Las muestras están codificadas por colores y símbolos según el origen de la localización del estudio A) y según el tipo de simbionte dominante B).
Resiliencia y reubicación de los corales urbanos
Aunque la persistencia y la supervivencia de los corales a pesar de las condiciones ambientales variables en el Puerto de Miami sugieren que los corales urbanos son resistentes frente al estrés, es necesario comprender las diferencias fisiológicas entre los corales urbanos y los de alta mar, así como los mecanismos moleculares que transmiten la resistencia. En un estudio de laboratorio financiado por el Servicio Nacional de Pesquerías Marinas(NMFS), estamos sometiendo a los corales urbanos y de alta mar a pruebas de estrés térmico y de acidificación del océano en el Laboratorio Experimental de Arrecifes(ERL). A través de este experimento, esperamos determinar la tolerancia relativa de los corales locales a los eventos de estrés concurrentes, y utilizaremos perfiles de expresión genética para identificar las diferencias moleculares entre los corales urbanos y los de alta mar. Como parte de este mismo estudio, también estamos evaluando la eficacia de la reubicación de los corales entre los sitios urbanos como estrategia de mitigación de las actividades de construcción y desarrollo en curso en el Puerto de Miami.
Pie de foto: Núcleos de coral de la especie Orbicella faveolata recogidos en los sitios urbanos y naturales del arrecife que se evalúan para las tasas de crecimiento bajo estrés utilizando incubaciones en cámara.
Pie de foto: Fragmentos de coral de las especies O. faveolata, Montastraea cavernosa, Pseudodiploria strigosa y Porites astreoides reubicados desde la isla Fisher al marco del CURES en diciembre de 2020.
Sitio Experimental de Arrecifes Urbanos de Coral (CURES)
Como el Puerto de Miami sigue siendo un puerto comercial e industrial activo, el crecimiento continuo requiere una mitigación ambiental, incluida la reubicación de los corales urbanos antes de los nuevos proyectos de construcción. El Sitio Experimental de Arrecifes Urbanos de Coral (CURES, por sus siglas en inglés) se estableció en el Puerto de Miami, cerca de nuestros sitios de monitoreo urbano, inicialmente como una prueba de concepto de que la supervivencia de los corales en ambientes urbanos era posible después de su reubicación. Ahora, hemos ampliado nuestra infraestructura de marcos de vivero para apoyar varios proyectos de investigación, incluyendo la resiliencia y reubicación de corales urbanos descrita anteriormente. Estos marcos también proporcionan un valioso espacio para albergar corales para futuros experimentos.
Pie de foto: Marcos del Sitio Experimental del Arrecife Urbano de Coral (CURES) desplegados en el Puerto de Miami.
Pie de foto: Pequeños fragmentos de las especies P. strigosa y Acropora prolifera que fueron trasplantados a los marcos del CURES en (fecha).
Exploración de los corales urbanos en
La Cámara de la Ciudad del Coral
En colaboración con Coral Morphologic, un estudio artístico de temática coralina con sede en Miami, hemos asistido al despliegue de la Coral City Camera (CCC), una cámara submarina que transmite en directo desde un arrecife de coral urbano en Miami, Florida. La CCC es un proyecto de arte público e investigación científica dirigido principalmente por Coral Morphologic, y producido con Bridge Initiative y Bas Fisher Invitational. Además del valor intrínseco de la Cámara de la Ciudad del Coral con la divulgación científica y el entretenimiento, se ha convertido rápidamente en un valioso recurso para los científicos locales. Hasta la fecha, la CCC ha observado una increíble variedad de especies, incluyendo más de 80 peces y más de 20 invertebrados. El CCC también ha atraído la atención internacional sobre los problemas de los corales urbanos en el Puerto de Miami.
Publicación destacada
Rubin, E. T., Enochs, I. C., Foord, C., Mayfield, A. B., Kolodziej, G., Basden, I., & Manzello, D. P. (2021). Molecular mechanisms of coral persistence within highly urbanized locations in the Port of Miami, Florida. Frontiers in Marine Science, 936.
Resumen: En las estructuras artificiales (muros de hormigón y escollera) del puerto de Miami (Florida) se pueden encontrar comunidades coralinas saludables. Estas comunidades presentan una abundancia inusualmente alta de corales cerebro, que han desaparecido casi por completo de los arrecifes costeros cercanos. Estos corales parecen prosperar en aguas de muy baja calidad influidas por el denso tráfico de barcos y botes, el dragado y los numerosos desarrollos residenciales e industriales. La cuenca del PdM forma parte de la Bahía de Biscayne, un entorno estuarino que experimenta frecuentes entradas de agua dulce, una elevada carga de nutrientes, hipoxia y acidificación. Para investigar si existe una base molecular detrás de la capacidad de estos corales para persistir en estas aguas altamente "urbanizadas", comparamos los perfiles de expresión del transcriptoma completo de 25 colonias de Pseudodiploria strigosa de PoM con seis congéneres de un arrecife cercano...
Mecanismos moleculares de la persistencia de los corales en lugares altamente urbanizados en el puerto de Miami, Florida
Rubin, E. T., Enochs, I. C., Foord, C., Mayfield, A. B., Kolodziej, G., Basden, I., & Manzello, D. P. (2021). Molecular mechanisms of coral persistence within highly urbanized locations in the Port of Miami, Florida. Frontiers in Marine Science, 936.
Resumen: En las estructuras artificiales (muros de hormigón y escollera) del puerto de Miami (Florida) se pueden encontrar comunidades coralinas saludables. Estas comunidades presentan una abundancia inusualmente alta de corales cerebro, que han desaparecido casi por completo de los arrecifes costeros cercanos. Estos corales parecen prosperar en aguas de muy baja calidad influidas por el denso tráfico de barcos y botes, el dragado y los numerosos desarrollos residenciales e industriales. La cuenca del PdM forma parte de la Bahía de Biscayne, un entorno estuarino que experimenta frecuentes entradas de agua dulce, una elevada carga de nutrientes, hipoxia y acidificación. Para investigar si existe una base molecular detrás de la capacidad de estos corales para persistir en estas aguas altamente "urbanizadas", comparamos los perfiles de expresión del transcriptoma completo de 25 colonias de Pseudodiploria strigosa de PoM con seis congéneres de un arrecife cercano...
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