Equipos científicos del Centro de Regulación Genómica (CRG), en Barcelona, y la Universidad de Haifa y el Instituto Weizmann, en Israel, han creado el primer atlas completo de los diferentes tipos de células del Stylophora pistillata, un coral pétreo, formador de arrecifes y nativo de los océanos Indopacíficos. El estudio, publicado hoy en la revista Cell, es el primero en detectar la presencia de células inmunes especializadas en los corales.

Los hallazgos proporcionan nuevos conocimientos sobre la biología molecular y la evolución de los corales e impulsarán nuevos esfuerzos, presentes y futuros, para la conservación de los arrecifes de coral, ecosistemas amenazados por el aumento de las temperaturas y la acidificación de los océanos.

El mapa detalla 40 tipos de células diferentes en las tres etapas principales del ciclo de vida del Stylophora pistillata. El equipo científico ha encontrado los mecanismos moleculares responsables de procesos biológicos vitales como la formación del esqueleto del coral, que sirve de hábitat para una gran cantidad de especies marinas. El equipo también descubrió cómo los corales establecen una relación simbiótica con las algas fotosintéticas que residen dentro de sus células.

Los autores del estudio se sorprendieron al descubrir la presencia de células inmunes especializadas que emplean muchos genes típicamente asociados con la función de las células inmunes en los vertebrados. Existen teorías que indican que la inmunidad innata de los corales desempeña un papel en la preservación de la salud de los simbiontes de algas, así como en su resiliencia contra al aumento de las temperaturas y la acidificación, pero hasta ahora no se había reportado la existencia de células inmunes especializadas en los corales.

Según el Dr. Tali Mass, uno de los autores del estudio e investigador de la Universidad de Haifa, “los arrecifes de coral desempeñan un papel fundamental en el ecosistema de los océanos y los mares, ya que proporcionan un hábitat para alrededor del 25% de los animales marinos gracias a que construyen las estructuras biogénicas más grandes del mundo. La acidificación y el calentamiento del agua del mar representan una amenaza para el futuro de los arrecifes de coral. Por eso la secuenciación genética que hemos llevado a cabo es extremadamente importante para la supervivencia de los arrecifes de coral y el futuro de los océanos ".

“Nuestro trabajo define de manera sistemática la biología molecular de las células del coral. El atlas de células ayudará a comprender mejor las respuestas de los corales al aumento de la temperatura y la acidificación de los océanos, e incluso puede eventualmente ayudar a diseñar intervenciones que aumenten la resistencia de los arrecifes de coral que aún nos quedan,” afirma Arnau Sebé Pedrós, coautor del estudio y jefe de grupo del CRG. “Este trabajo también es un buen ejemplo de cómo las tecnologías de genómica de células individuales están revolucionando nuestra comprensión de la biodiversidad y la evolución animal, reduciendo la brecha entre los genomas y los organismos.”

El equipo científico desarrolló el atlas celular utilizando un método llamado secuenciación de ARN de células individuales. Esto permite medir la expresión génica de cada célula individual. Actualmente, esta tecnología se limita casi exclusivamente a las especies que pueden cultivarse en condiciones de laboratorio. Como los corales pétreos no se cultivan bien fuera de su entorno natural, el equipo científico en Israel recogió los corales en diferentes etapas de su ciclo de vida en el Golfo de Eilat y luego los transportaron al Instituto Weizmann en Israel y al CRG en Barcelona para su secuenciación y análisis. El estudio es uno de los pocos que lleva a cabo análisis unicelulares en especies muestreadas en la naturaleza.

Los corales pétreos son las especies fundamentales en muchos arrecifes de coral. Comienzan su vida como una larva nadadora que se dispersa y se asienta como un pólipo. Los pólipos construyen rápidamente una matriz rica en proteínas que forma un esqueleto de carbonato de calcio, que eventualmente se convierte en un adulto colonial compuesto por muchos pólipos individuales. Las colonias de corales pétreos son el hábitat principal para una gran diversidad de especies marinas, razón por la cual los arrecifes de coral son ‘las selvas tropicales’ del mar.

Los corales pétreos sobreviven en los mares tropicales gracias a la relación simbiótica con las algas fotosintéticas que viven dentro de sus células. Las algas proporcionan productos fotosintéticos a las células que, a su vez, proporcionan carbono a las algas. La relación simbiótica sostiene las altas demandas de energía del crecimiento y la reproducción del coral, incluyendo la producción de su esqueleto.

En las últimas décadas, los arrecifes de coral están en peligro en todo el mundo. El aumento de la temperatura del océano y su acidificación impactan directamente a la simbiosis de los corales. Esto provoca que los corales expulsen las algas que viven en sus tejidos, lo que causa el blanqueamiento de los arrecifes. Estos factores también afectan la formación del esqueleto reduciendo el ritmo de calcificación.

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