Calentamiento global y fotoinhibición en los corales

 

Roberto Iglesias Prieto

Universidad Nacional Autónoma de México. Instituto de Ciencias del Mar y Limnología. Unidad Académica Puerto Morelos. Puerto Morelos

Durante más de 200 millones de años los corales pétreos han dominado las aguas someras de los océanos tropicales, formando enormes estructuras carbonatadas conocidas como arrecifes de coral. Estas estructuras geológicas se originan a partir de la acumulación milenaria de esqueletos de coral y de otros organismos calcáreos. Además de su naturaleza geológica, los arrecifes de coral son uno de los ecosistemas más diversos del planeta, solamente comparables en el ambiente terrestre con las selvas tropicales.

Estos ecosistemas son sumamente importantes ya que, aunadas a su belleza y diversidad biológica, las actividades económicas relacionadas con los servicios ambientales del arrecife generan una gran riqueza. Por ejemplo, solamente la industria turística del estado de Quintana Roo, basada principalmente en la explotación de servicios ambientales arrecifales, es responsable de un porcentaje significativo de los ingresos nacionales de divisas. Desafortunadamente, estos ecosistemas, además de ser degradados a escala local por la contaminación y la sobreexplotación de sus recursos, se encuentran amenazados a escala planetaria por el cambio climático global.

Los corales son animales coloniales muy simples, resultado de la repetición de pólipos individuales que secretan un esqueleto de carbonato de calcio. El éxito de los corales como formadores de arrecifes es fruto de la relación simbiótica que mantienen con algas unicelulares del género Symbiodinium, que pertenecen al grupo de los dinoflagelados.

Esta relación es mutualista ya que genera beneficios para ambos organismos: por un lado las algas proporcionan al animal alimento obtenido a partir de la fotosíntesis, mientras que los productos de deshecho del metabolismo del animal son utilizados por las algas como nutrimentos. Este eficiente mecanismo de reciclamiento permite que los corales sean capaces de crecer y formar arrecifes en las aguas pobres en nutrientes de los océanos tropicales.

Durante los últimos 20 años se ha presentado en todos los mares tropicales del planeta un fenómeno conocido como blanqueamiento de coral. Se caracteriza por una pérdida de coloración de los corales. En condiciones normales, las algas simbiontes tienen densidades que varían entre uno y diez millones de células por centímetro cuadrado de coral.

El blanqueamiento se presenta cuando se reduce el número de algas simbiontes, de modo que es posible observar el esqueleto blanco de los corales a través de sus tejidos transparentes. Desde un punto de vista biológico, el blanqueamiento de coral es la ruptura de la relación simbiótica entre los dinoflagelados y sus hospederos.

Aunque el blanqueamiento de coral puede ser iniciado cuando los corales son expuestos a condiciones ambientales extremas de temperatura, salinidad y radiación solar, el blanqueamiento presentado a escala global durante los últimos años están relacionados con la presencia de temperaturas superficiales del agua anómalamente altas. Pese a observaciones esporádicas de blanqueamientos de coral restringidos geográficamente desde la década de los años cincuenta del siglo reciente, a partir de 1982 se ha detectado un incremento en la severidad, frecuencia y alcance geográfico de dichos eventos. Por ejemplo, durante 1998, el año más caliente en el registro climatológico, se reportaron eventos masivos de blanqueamiento de coral en prácticamente todas las zonas coralinas del planeta. Se considera que solamente en ese año se perdió el 16 por ciento de los corales del mundo.

La relación entre los eventos de blanqueamiento de coral y la presencia de temperaturas del agua elevadas es preocupante si tomamos en consideración que, como fruto del cambio climático global, las temperaturas del océano continuarán incrementándose.

Dada la naturaleza simbiótica de los corales, uno de los primeros problemas que había que resolver era cuál de los dos organismos era afectado negativamente por la temperatura. En la actualidad se considera que el blanqueamiento de coral se inicia con una pérdida, dependiente de la temperatura, de la función fotosintética de las algas. Dicha pérdida de la función fotosintética tiene consecuencias negativas para el alga misma, para el coral y para el ecosistema.

La mayor parte de los organismos fotosintéticos, incluyendo las algas simbióticas, colectan durante partes del día más radiación solar de la que puede ser usada por la fotosíntesis para reducir el bióxido de carbono a carbohidratos. Este exceso de radiación puede ser muy peligroso, ya que en presencia de oxígeno puede generar daño celular y desencadenar el fenómeno llamado fotoinhibición.

De esta manera, cuando los corales son expuestos a temperaturas elevadas, las reducciones en las tasas fotosintéticas se traducen en una mayor susceptibilidad a la radiación solar y por lo tanto a experimentar fotoinhibición.

Si consideramos que la mayor parte de la nutrición de un coral es cubierta por la fotosíntesis de las algas simbióticas, el blanqueamiento de coral se traduce en una reducción significativa de la cantidad de alimento disponible para cubrir sus necesidades. Una de las primeras consecuencias del blanqueamiento de coral es que las colonias dejan de crecer y de reproducirse, y seguramente son más sensibles a experimentar enfermedades.

Los incrementos de temperatura del agua que se requieren para iniciar un fenómeno de blanqueamiento de coral son sorprendentemente pequeños. Aumentos de tan sólo 1.5 ŶC por arriba de la media de verano, a largo plazo son suficientes para iniciar un proceso de blanqueamiento. Dependiendo de cuanto se eleve la temperatura y del tiempo que ésta permanezca por arriba de lo normal, el blanqueamiento de coral puede ser un fenómeno reversible sin mayores consecuencias para la comunidad coralina, o bien resultar en una mortalidad masiva con enormes consecuencias ecológicas.

Pese a que aún no conocemos los detalles de los eventos celulares que ocurren una vez que las colonias de coral se blanquean, se han propuesto dos hipótesis para explicar cómo el blanqueamiento del coral puede conducir a la muerte de las colonias que lo padecen.

Por un lado, al eliminarse la contribución de las algas a la nutrición de los hospederos, estos pueden morir de inanición. Por el otro, es posible que las algas simbióticas protejan al coral de la radiación ultravioleta y que su ausencia los tejidos del coral sean degradados por este tipo de radiación.

Hasta hace relativamente pocos años se pensaba que las algas simbiontes del coral pertenecían a una sola especie capaz de colonizar los tejidos de miles de especies de invertebrados marinos. Sin embargo, gracias al desarrollo de las técnicas de genética molecular, ahora se sabe que la diversidad dentro del género Symbiodinium es comparable a la que se observa entre dinoflagelados de distintos ordenes.

Además de mostrar una gran diversidad, las algas del género Symbiodinium forman simbiosis específicas con los corales, es decir que un tipo de alga es capaz de formar simbiosis con un grupo limitado de corales y en ocasiones con una sola especie de hospedero.

Una de las características más interesantes del blanqueamiento de coral es la variabilidad de las respuestas de las distintas especies al estrés térmico. Cuando la temperatura del agua permanece por periodos cortos ligeramente arriba del promedio de verano, no todas las especies de coral sufren blanqueamiento. Una buena parte de esta variabilidad puede ser explicada por las diferentes sensibilidades de las distintas algas a la temperatura.

Basándose en este tipo de observaciones, algunos investigadores han sugerido que algunos corales pueden responder a los incrementos de temperatura substituyendo a los simbiontes sensibles por algas resistentes al estrés térmico. Sin embargo, esta posibilidad debe ser evaluada en detalle ya que la gran especificidad de la simbiosis no permitiría la substitución de simbiontes.

Cuando la temperatura del océano se encuentra muy por arriba de la media de verano, o bien cuando el estrés térmico se prolonga durante varias semanas o meses, la gran mayoría de los corales sufren blanqueamiento y generalmente se presenta una mortalidad masiva. Esta mortalidad tiene consecuencias muy negativas para el ecosistema pues al desaparecer los corales formadores de arrecifes el sustrato puede ser colonizado por algas carnosas que impiden el reclutamiento de nuevas colonias de coral.

En ausencia de corales, la erosión puede destruir en unos cuantos años la estructura geológica formada después de miles de años de crecimiento. El futuro de estos importantes ecosistemas no luce muy brillante. La mayoría de los modelos de cambio climático global, indican que las temperaturas del océano se seguirán incrementando, por lo que los eventos de blanqueamiento y mortalidad de corales serán cada vez más frecuentes e intensos.

A menos que tomemos medidas serias para reducir la emisión de gases de invernadero y la deforestación de bosques y selvas, corremos el riesgo de perder los servicios ambientales que el arrecife nos proporciona. Considerando la fragilidad de estos ecosistemas y las amenazas globales de la que son objeto, resulta doblemente importante diseñar políticas de protección que nos permitan conservar estos ambientes para las generaciones futuras.

Deja un comentario