Num mundo dominado pelas alterações climáticas, um dos exemplos mais vívidos do seu impacto devastador tem sido o branqueamento generalizado dos recifes de coral. Com o aquecimento dos oceanos a um ritmo sem precedentes, a delicada relação simbiótica entre os corais e as algas residentes é perturbada, o que muitas vezes leva à mortalidade.
Estes acontecimentos trágicos levaram os cientistas a assumir um cenário de compromisso – para que os corais resistam a águas mais quentes, poderão ter de se aliar a algas simbiontes mais tolerantes ao calor, mas à custa do seu próprio crescimento e vitalidade.
Nova esperança para os corais
Contradizendo esta crença amplamente difundida, um estudo inovador da Penn State oferece um vislumbre de esperança. A investigação sugere que certos corais podem, de facto, resistir à tempestade das alterações climáticas sem custos metabólicos significativos. Os resultados desafiam a noção estabelecida de uma troca inevitável.
“Ao contrário da percepção generalizada de que os corais construtores de recifes com algas parceiras resistentes ao calor sofrem de crescimento atrofiado, a nossa investigação mostra que estas simbioses adaptadas ao calor podem resistir melhor às severas ondas de calor marinhas. Como resultado, podem tornar-se mais prevalentes em futuros ecossistemas de recifes”, disse o professor Todd LaJeunesse.
Os recifes de coral, como explicou o professor LaJeunesse, são construídos por colônias de pequenos pólipos individuais, semelhantes às anêmonas do mar. Os tecidos desses pólipos abrigam numerosas algas fotossintéticas, ou “dinoflagelados”, em uma relação simbiótica.
No entanto, a capacidade destes dinoflagelados de tolerar altas temperaturas varia muito, e quando o oceano se torna excessivamente quente, muitas espécies simbiontes morrem, levando ao colapso dos seus corais hospedeiros.
Foco do estudo
A investigação da equipa começou com o primeiro caso documentado de uma variação na mortalidade dos corais com base nas espécies dos seus simbiontes residentes. Isto ocorreu no Oceano Pacífico Oriental após o evento El Niño Oscilação Sul de 1997-1998, durante o qual as temperaturas da água subiram 2-4°C acima da média histórica.
Os corais que hospedavam o simbionte Durusdinium glynnii sobreviveram à agitação térmica, enquanto aqueles com simbiontes Cladocopium latusorum morreram.
A durabilidade de D. glynnii sob condições de alto calor levantou a questão de saber se a sua presença acarretava um custo metabólico para os corais.
“Estudos anteriores sugeriram que a tolerância térmica vem com a redução da transferência de nutrientes do simbionte para o hospedeiro, desencadeando compensações fisiológicas negativas, como diminuição do crescimento e sucesso reprodutivo”, disse o co-autor do estudo, Professor Mark Warner, da Universidade de Delaware.
“Nosso objetivo era determinar se existia uma compensação semelhante dentro desses corais e como isso poderia afetar o futuro dos ecossistemas dos recifes de coral.”
Como a pesquisa foi conduzida
Para responder a estas questões, a equipa de investigação, liderada por Kira Turnham, comparou o crescimento e a reprodução dos corais Pocillopora que hospedam tanto D. glynnii, o simbionte tolerante ao calor, como o simbionte C. latusorum, mais sensível à temperatura. Eles são predominantes em todos os oceanos Índico e Pacífico, representando relações simbióticas co-evoluídas e ecologicamente bem-sucedidas.
Os cientistas monitorizaram várias métricas, incluindo o crescimento do esqueleto, o aumento da massa total e as taxas de calcificação, para medir o crescimento do coral.
A equipe também avaliou a produção reprodutiva e a resposta ao estresse térmico para avaliar o desempenho desses pares simbióticos.
O que os pesquisadores aprenderam
“Nossas descobertas sugerem que a associação com D. glynnii não leva a compensações perceptíveis”, disse Turnham. “Este emparelhamento cresce e se reproduz com a mesma eficiência que os relacionamentos mais sensíveis à temperatura.”
Curiosamente, a variação no desempenho entre as duas simbioses só foi visível durante o aquecimento experimental, sublinhando a maior tolerância térmica de D. glynnii e a sua capacidade de conferir resiliência ao calor aos corais hospedeiros.
Implicações do estudo
Mesmo que os recifes de coral enfrentem um futuro incerto devido às alterações climáticas, este estudo fornece uma perspectiva valiosa sobre a resiliência destes ecossistemas.
A investigação enfatiza a necessidade de aprofundar a dinâmica simbiótica entre os corais e os seus parceiros algas, cuja compreensão poderia potencialmente ajudar a prever a trajetória de sobrevivência destas magníficas cidades subaquáticas.
“Este estudo lança luz sobre a incrível biologia das simbioses de corais”, concluiu Turnham. “Ao explorar a sua história co-evolutiva e empregar o reconhecimento avançado de espécies simbiontes, podemos fazer previsões mais sutis sobre a persistência dos corais numa era de crescentes alterações climáticas.”
Os resultados são publicados na revista Anais da Royal Society B Ciências Biológicas.
Mais sobre simbiose coral
A simbiose coral, uma relação biológica intrigante, é um elemento crucial na formação e sustentabilidade dos recifes de coral. Esta relação simbiótica ocorre principalmente entre pólipos de coral, os animais que constroem recifes de coral, e algas microscópicas conhecidas como zooxantelas, um tipo de dinoflagelado.
Numa simbiose mutualística, ambos os organismos beneficiam da sua parceria. Veja como funciona:
Os pólipos de coral fornecem um ambiente protegido e compostos exigidos pelas algas para a fotossíntese.
As zooxantelas, por sua vez, produzem oxigênio, ajudam a remover resíduos e fornecem aos pólipos de coral produtos orgânicos da fotossíntese. Esses compostos, incluindo glicose, glicerol e aminoácidos, são usados pelo coral para energia, crescimento e reprodução.
Além disso, são os pigmentos fotossintéticos das zooxantelas que dão aos corais a sua impressionante variedade de cores.
Quando os corais são submetidos a stress ambiental, como temperaturas da água invulgarmente elevadas, podem expelir as suas algas simbióticas. Este fenómeno resulta no branqueamento dos corais, onde os corais perdem as suas cores vibrantes e ficam brancos. Se o estresse persistir e a simbiose não for restabelecida, o coral pode morrer, tendo perdido uma fonte significativa de alimento.
A simbiose coral-alga é uma interação muito complexa e pode variar entre espécies de corais e algas. Alguns simbiontes são mais tolerantes ao calor e permitem que o coral resista a temperaturas mais elevadas, o que pode ser uma vantagem significativa num oceano em aquecimento devido às alterações climáticas.
A investigação sobre diferentes tipos de simbioses está em curso e os cientistas estão particularmente interessados na resiliência potencial que algumas combinações simbióticas podem oferecer face às alterações ambientais.
A capacidade dos corais de mudarem de simbiontes, conhecida como embaralhamento de simbiontes, poderia potencialmente fornecer um mecanismo para os corais se adaptarem às mudanças nas condições, embora a nossa compreensão deste processo ainda seja limitada.
