Construyen el árbol genético de corales más completo hasta la actualidad

Construyen el árbol genético de corales más completo hasta la actualidad

11 Agosto 2020

El trabajo contempló el estudio de los corales escleractínidos, conocidos como “corales de piedra” o “corales duros”. 

El Observatodo >
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La investigación liderada por la científica Ana Navarro Campoy, alumna del doctorado BEA de la Universidad Católica del Norte, analiza las relaciones evolutivas en más de 500 especies de corales de todo el mundo. El estudio sería el más completo realizado a la fecha en esta materia.

El trabajo contempló el estudio de los corales escleractínidos, conocidos como “corales de piedra” o “corales duros”, de gran importancia en el funcionamiento de ecosistemas marinos, ya que muchos de ellos entregan refugio y alimento para diversas especies marinas. Asimismo, proveen de zonas de pesca, turismo y son estructuras de protección al oleaje.

Para conocer más acerca de la evolución de estos organismos, se analizaron las relaciones evolutivas de más de quinientas especies de corales de todo el mundo, basado en secuencias de ADN. Ana Navarro detalla que “para desentrañar la historia evolutiva de estos organismos, construimos un árbol filogenético que nos muestra cuáles son las relaciones evolutivas entre las especies. Gracias a la colaboración con investigadores de España, Italia y Reino Unido, a través de diferentes pasantías como parte de mi doctorado, extraímos y secuenciamos ADN de varias especies y géneros de corales por primera vez, para construir el árbol más grande que existe hasta ahora”.

Según la especialista, la investigación da cuenta del origen de los corales en el Paleozoico, hace aproximadamente 415 millones de años. “Usando este árbol de base y conociendo los rasgos de simbiosis y colonialidad para las especies actuales, pudimos inferir su evolución mediante modelos matemáticos. Estos dos rasgos no forman grupos separados en nuestro árbol, por lo que de antemano estaba claro que hubo varios orígenes independientes”, indica.

Con respecto a la colonialidad, la especialista explica que este concepto se refiere al modo de vida donde en lugar de encontrar un organismo solitario, “tenemos una asociación de varios o muchos individuos, incluso cientos o miles, que forman una colonia. De ahí surgen las grandes barreras de arrecifes, dominadas por especies coloniales de diversas formas y colores que se reproducen sexual y asexualmente”.

Ingenieros del mar

De acuerdo al Dr. Marcelo Rivadeneira, investigador del CEAZA y participante del estudio, “las especies analizadas representan un tercio de la diversidad global de corales duros, siendo el estudio más completo a la fecha y que ha permitido conocer cómo ha ido cambiando la diversidad de formas del grupo a través de más de 400 millones de años de evolución a escala global”.

El estudio se enfocó en corales escleractínidos de distribución mundial, animales exclusivamente marinos que se distinguen de otros corales por su capacidad para formar un esqueleto duro de carbonato cálcico. Se distinguen por su capacidad para formar arrecifes en zonas tropicales, especialmente en el Indo-Pacífico y el Caribe.

“Esto los convierte en importantes bioingenieros, ya que modifican el medio conformando la base de áreas de alta biodiversidad, que además enfrentan importantes desafíos de conservación debido al cambio climático. Menos conocido, es que la mitad de las especies de este mismo grupo viven hasta altas latitudes y más de 6,000 m de profundidad”, explica Navarro, también asociada al CEAZA.

Según la especialista, esta cualidad de colonizar ambientes tan dispares ecológicamente, viene dada por la capacidad de albergar o no unos organismos en su interior, llamados zooxantelas, que proporcionan la mayor parte del alimento a especies que viven en aguas tropicales o subtropicales de poca profundidad, que además son bajas en nutrientes. “Por otro lado, las especies que no poseen zooxantelas no están restringidas por la presencia de luz para realizar la fotosíntesis y por ello, pueden colonizar altas profundidades. Al contrario de los conocidos arrecifes tropicales, la mayoría son especies solitarias, y sólo algunas de ellas forman extensos arrecifes a unos 300 m de profundidad”.

Antes de esta investigación, existía evidencia de que los primeros corales poseían zooxantelas y formaban colonias, lo que implicaría un origen en aguas superficiales. Sin embargo, otros investigadores ya habían propuesto el escenario opuesto, debido en parte a que el registro fósil sólo está bien representado hasta el Triásico Medio (hace unos 240 millones de años), cuando ya aparece una diversidad muy alta para un grupo de origen reciente. “Nuestro objetivo fue desentrañar la historia evolutiva de estos rasgos, si han sido ganados o perdidos y cuándo ha ocurrido”, plantea la lideresa del estudio.

En base al exhaustivo análisis, se mostró que el primer coral, hace más de 400 millones de años, no poseía zooxantelas y era solitario. “La capacidad para albergar zooxantelas fue adquirida en múltiples ocasiones, pero nunca se ha perdido, mostrando una clara direccionalidad. En cambio, la colonialidad, a pesar de evolucionar de manera correlacionada con la simbiosis, es un rasgo que aparece y desaparece, y que muestra mayor incerteza evolutiva”.

Incluso, la autora recalca que más que los corales tropicales, los corales de profundidad tienen una larga historia evolutiva, y en la actualidad suponen “un importante desafío de conservación debido al cambio climático, la pesca de arrastre, la actividad minera o la acuicultura. Este es el caso de importantes bancos de corales en el fiordo Comau de la Patagonia chilena, donde se encuentra, entre otras especies a Desmophyllum dianthus, un coral sin zooxantelas y solitario de alta importancia para este ecosistema por las aglomeraciones que forma, además de que, inusualmente en esta región, alcanza los 4 metros de profundidad”.

Equipo

La investigación “The Origin and Correlated Evolution of Symbiosis and Coloniality in Scleractinian Corals”, también contó con los aportes de la Dra. Anna María Addamo (Museo Nacional de Ciencias Naturales (MNCN-CSIC) y European Commission, Joint Research Centre (JRC)); Dra. Annie Marchodom (Museo Nacional de Ciencias Naturales (MNCN-CSIC); Dr. Andrew Meade (University of Reading); Dr. Cristián Hernández (Universidad de Concepción, Universidad Católica de Santa María) y Dr. Chris Venditti (University of Reading).