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Los corales sobrevivieron al cambio climático en el Caribe
STRI Panama

Carlos Prada, autor principal y becario de post doctorado Earl S. Tupper del Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales en Panamá.
Crédito: Diana Beltrán.

La mitad de las especies de coral del Caribe se extinguió entre 1 y 2 millones de años, probablemente debido a cambios drásticos en el medio ambiente. ¿Cuáles sobrevivieron? Los científicos que trabajan en el Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales (STRI) piensan que un grupo de sobrevivientes, los corales en el género Orbicella, seguirán adaptándose a los cambios climáticos futuros debido a su alta diversidad genética.

"Tener muchas variantes genéticas es como comprar muchos billetes de lotería", comentó Carlos Prada, autor principal del estudio y, becario de post-doctorado Earl S. Tupper en STRI. "Descubrimos que incluso un pequeño número de individuos en tres especies diferentes del género Orbicella que construye arrecifes de coral, tienen bastante variación genética, y por lo tanto, es probable que se adapten a grandes cambios en su entorno".

"Las implicaciones de estos hallazgos van más allá de la ciencia básica", comentó Mónica Medina, investigadora asociada de STRI y del Museo Nacional de Historia Natural del Smithsonian, y profesora asociada de la Universidad Estatal de Pensilvania. "Podemos anticipar el uso de enfoques similares para predecir modelos demográficos para manejar mejor los arrecifes de Orbicella amenazados por el cambio climático del presente".

Para observar en el pasado, el equipo de investigadores que trabaja en la estación de investigación del Smithsonian en Bocas del Toro y en los Laboratorios Moleculares y Marinos de Naos, también del Smithsonian, colectaron fósiles de antiguos arrecifes de coral y usaron métodos de datación geológica de alta resolución para determinar sus edades. Compararon el número de especies de corales fosilizados en distintos momentos. Uno de los grupos mejor representado en las colecciones fósiles fue las especies del género Orbicella. Además de las colecciones de fósiles, también se utilizó la secuenciación del genoma entero para cuantificar el número actual y pasado de varias especies de Orbicella.

Dentro de un solo individuo hay dos copias de su material genético, en algunos casos, una copia es diferente que la otra y se conoce como una variante genética. Al principio los autores ensamblaron la secuencia genómica completa de un individuo de la Florida y luego, utilizándola como punto de referencia, reconstruyeron la variación genética contenida en cada individuo. Dependiendo de la variación genética en ciertos intervalos a través del genoma, los autores fueron capaces de recuperar el tamaño de la población de cada especie en diferentes momentos en el pasado.

Entre 3.5 y 2.5 millones de años, el número de todas las especies de coral aumentó en el Caribe. Pero desde hace 2 a 1.5 millones de años, cuando los glaciares descendieron hasta cubrir gran parte del hemisferio norte y la temperatura de la superficie del mar descendió, el número de especies de coral en el Caribe también fue en picada. El nivel del mar disminuyó, eliminando gran parte del hábitat superficial y cercano a la costa.

"Aparte de las especies que existen hoy en día, todas las especies de Orbicella que sobrevivieron hasta hace 2 millones de años se extinguieron de repente", escriben los autores. Cuando un gran número de especies mueren, dejan espacios para que otras entren y se desarrollen en estos nuevos ambientes.

Dos especies que crecen mejor en aguas someras se duplicaron en número aproximadamente al mismo tiempo que su especie hermana y competidora, Orbicella nancyi desapareció.

Cuando los números de una especie disminuyen durante un evento de extinción, pierde cada vez más variación genética y a veces no tiene que trabajar mucho durante el período de recuperación. Los científicos llaman a esto un cuello de botella genético. La Orbicella fue capaz de recuperarse después de este cuello de botella. "Es increíble como las predicciones de los datos genéticos se correlacionan tan bien con las observaciones de los registros fósiles y ambientales", comentó Michael DeGiorgio (profesor asistente de biología en la Universidad Estatal de Pensilvania).

"Tenemos esperanza en nuestros resultados ya que las especies de Orbicella sobrevivieron a un dramático evento de variación ambiental", comentó Prada. "Es probable que sobrevivir en esos tiempos difíciles hizo que estas poblaciones de corales se volvieran más robustas y sean capaces de persistir en el futuro cambio climático".

"El análisis minusioso del tamaño poblacional en un coral actualmente amenazado con extinguirse, así como la liberación de su genoma y el de sus parientes cercanos (que también están amenazados) sera de gran interés para los investigadores de los arrecifes de coral, "Comentó Nancy Knowlton, científica emérita de STRI, actualmente en el Museo Nacional de Historia Natural.

Los autores son de STRI, del Museo Nacional de Historia Natural, la Universidad Estatal de Pensilvania, la Universidad de Iowa, el U.S. National Oceanic and Atmospheric Administration, el Instituto de Biotecnología Alpha de Hudson, la Universidad Nacional Autónoma, el Centro de Excelencia para Estudios de Arrecifes de Coral y Escuela de Ciencias Biológicas de Queensland, la Florida State University, el Museo de Historia Natural, y el Systems Biology Institute.

Prada, C., Hanna, B., Budd, A.F., et al. 2016. Empty niches after extinctions increase population sizes of modern corals. Current Biology.

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