Charles Darwin, durante a sua viagem monumental no HMS Beagle, ficou profundamente intrigado com o mistério de como os recifes de coral prosperavam em zonas do oceano pobres em nutrientes. Este enigma científico, conhecido como Paradoxo dos Recifes de Coral de Darwin, tem sido uma questão persistente entre os biólogos marinhos há décadas.
Uma descoberta revolucionária, liderada pela Universidade de Southampton, desvendou agora este antigo mistério.
Acontece que os corais não são estritamente carnívoros, como se pensava. Em vez disso, têm um “lado vegetariano”, cultivando e digerindo ativamente os seus parceiros fotossintéticos, as algas simbiontes, para extrair os nutrientes de que necessitam.
O Paradoxo dos Recifes de Coral de Darwin
O professor Jörg Wiedenmann, chefe do Laboratório de Recifes de Coral da Universidade de Southampton, que liderou o estudo, disse:
“A questão de saber por que razão os recifes de coral prosperam em partes dos oceanos que são pobres em nutrientes é conhecida como o Paradoxo dos Recifes de Coral de Darwin e inspirou a descoberta de vários processos importantes que podem ajudar a explicar este fenómeno. Agora podemos adicionar a peça que falta no quebra-cabeça e ajudar a resolver o mistério de longa data.”
“Quando Charles Darwin zarpou no HMS Beagle, ele se considerava um geólogo e durante sua viagem pelos mares tropicais, rapidamente se interessou por onde e por que os recifes de coral são formados.”
“Darwin previu corretamente como a subsidência da crosta terrestre e o crescimento ascendente constante dos corais interagem para formar vastas estruturas de recife. No entanto, os mecanismos biológicos por trás deste crescimento vigoroso permaneceram não estudados.”
Relações simbióticas
Ao contrário da sua aparência rochosa, os corais são colónias vibrantes de pólipos individuais. Essas criaturas de corpo mole, embora se pareçam com plantas, são na verdade animais.
A sua relação simbiótica com as algas microscópicas que residem nas suas células é fundamental para a sua sobrevivência. As algas geram compostos ricos em carbono, fornecendo energia essencial ao coral.
As algas também aproveitam com eficiência os nutrientes inorgânicos dissolvidos da água do mar circundante, que o coral hospedeiro não consegue absorver diretamente.
Grande avanço
O avanço nesta investigação ocorreu quando cientistas, em colaboração com a Universidade de Lancaster, a Universidade de Tel Aviv e a Universidade de Jerusalém, identificaram o mecanismo de transferência de nutrientes das algas para os corais.
“Ao longo dos muitos anos em que propagamos corais simbióticos no nosso sistema de aquário experimental, observámos que eles cresciam muito bem mesmo quando não eram alimentados. Não poderia ser explicado pelo estado atual do conhecimento como os nutrientes eram trocados entre os dois parceiros da simbiose, por isso percebemos que estava faltando uma grande parte do quadro e começamos a analisar o processo sistematicamente”, disse o co-autor principal. Dra. Cecília D’Angelo.
“Seria de esperar que os animais morressem ou parassem de crescer se não comessem. No entanto, os corais pareciam perfeitamente felizes e cresciam rapidamente se os mantivessemos em água com níveis elevados de nutrientes inorgânicos dissolvidos”, observou o Dr. Loreto Mardones-Velozo, que conduziu experiências importantes.
Como a pesquisa foi conduzida
Usando a marcação isotópica, um método único para rastrear o movimento de nutrientes, a equipe traçou o caminho do nitrogênio da água circundante até as algas e, posteriormente, até o coral hospedeiro.
“Usamos marcação isotópica para ‘aumentar’ os nutrientes fornecidos aos corais com átomos de nitrogênio mais pesados que o normal”, explicou Bastian Hambach, gerente do Laboratório de Espectrometria de Massa de Isótopos Estáveis. “Esses isótopos nos permitiram rastrear o uso de nutrientes pelos corais usando métodos de detecção ultrassensíveis.”
“Com esta técnica, pudemos demonstrar inequivocamente que os átomos de azoto que sustentaram o crescimento do tecido coral foram derivados dos nutrientes inorgânicos dissolvidos que foram alimentados aos seus simbiontes na experiência”, explicou o paleoceanógrafo Paul Wilson.
Digerindo partes em excesso de seus simbiontes
O professor Jörg Wiedenmann, da Universidade de Southampton, disse que a equipe usou 10 espécies diferentes de corais para quantificar como a população de simbiontes cresceu junto com seus hospedeiros.
“Usando modelos matemáticos de crescimento simbionte, poderíamos mostrar que os corais digerem o excesso de sua população simbionte para colher nutrientes para o seu crescimento. Nossos dados sugerem que a maioria dos corais simbióticos podem complementar sua nutrição através de uma “dieta vegetariana”, disse o professor Wiedenmann.
Estudos de campo confirmaram as descobertas
Notavelmente, essas descobertas não se limitaram ao laboratório. Estudos de campo realizados em torno de ilhas no Oceano Índico apoiaram os resultados do laboratório, mostrando que o “lado vegetariano” dos corais poderia impulsionar significativamente o seu crescimento em ambientes naturais.
“Os recifes em torno de algumas destas ilhas são abastecidos com quantidades substanciais de nutrientes provenientes do ‘guano’, os excrementos das aves marinhas que nidificam nas ilhas. Noutras ilhas, as colónias de aves marinhas foram dizimadas por ratos invasores”, disse o professor Nick Graham, ecologista marinho da Universidade de Lancaster.
“Assim, os recifes associados recebem menos nutrientes. Medimos o crescimento de colônias de corais staghorn em torno de ilhas com e sem densas populações de aves marinhas e descobrimos que o crescimento foi duas vezes mais rápido em recifes que foram abastecidos com nutrientes de aves marinhas.”
“Calculamos que cerca de metade das moléculas de nitrogênio no tecido dos animais de coral das ilhas com aves marinhas podem ser rastreadas até a absorção pelos simbiontes e a subsequente translocação para o hospedeiro.”
Implicações do estudo
A descoberta de que os corais têm este lado vegetariano também levanta preocupações para o futuro. O aquecimento global poderia perturbar o equilíbrio de nutrientes essenciais para a saúde dos corais, sugeriu o Dr. D’Angelo.
“O aquecimento das águas superficiais tem menos probabilidade de receber nutrientes de camadas de água mais profundas. A produtividade reduzida da água pode resultar em menos nutrientes para os simbiontes e, por sua vez, menos comida para os animais dos corais.”
Em essência, esta pesquisa não apenas desvenda um mistério que remonta a Darwin, mas também serve como um lembrete do delicado equilíbrio da natureza e dos desafios iminentes que ela enfrenta.
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