El microbioma: La clave para la vida del coral.
Para el blog de Mi Arrecife es todo un gusto compartir esta nota preparada por nuestro compañero de afición y ya editor invitado frecuente Leonardo Peña.
Es conocido por todos los aficionados a este hobby que existen pequeños microorganismos dinoflagelados llamados zooxantelas y otra comunidad de bacterias, hongos y virus que alberga el coral y que pueden vivir o no en simbiosis con él coral, que son importantes y que sin ellos no sería posible la vida de ningún cnidario; pero qué función cumplen estos organismos al interior del coral y cómo juegan a favor de su anfitrión?, por qué son tan importantes y hasta más, que los propios factores abióticos del sistema?.
Voy a intentar adentrarlos en el pequeño mundo de las bacterias y dinoflagelados y poder entender más a fondo cuál es el papel de estos organismos en la vida del coral.
Como siempre pasaremos de lo general a lo particular, entendiendo un poco que las zooxantelas son dinoflagelados (microalgas) que viven en simbiosis y que proporcionan al coral del 75% al 90% del alimento que requieren diariamente y que aparte de estos organismos también existe una comunidad no despreciable de bacterias, hongos, arqueas y virus denominados microbiota que intervienen en procesos metabólicos, de nutrición y defensa del coral y que forman parte esencial de la vida del mismo, pues sin estos dos grupos (zooxantelas y microbiota) sería imposible la vida ya que dependen 100% del alimento y demás procesos bioquímicos que se producen a través de ellos.
Ahora, el conjunto de todos estos organismos microscópicos asociados lo referiremos en adelante como microbioma (conjunto de bacterias, algas, arqueas, virus y demás microorganismos que viven en simbiosis con el coral), que interactúan entre sí, a través de las diferentes vías metabólicas y que producen beneficios para cada una de las partes, viviendo en completa armonía y salud con su huésped coralino, que es lo que se denomina el holobionte coralino.
Teniendo claro estos conceptos vamos a lo particular, explicando cada uno de los grupos que componen el microbioma (zooxantelas y microbiota).
¿Qué son las zooxantelas?: Las zooxantelas son un grupo de dinoflagelados autótrofos de color pardo, capaces de producir su propio alimento a través de la fotosíntesis y se encuentran discriminados en 7 especies principalmente (Symbiodinium, Breviolum, Cladocopium, Durusdinium, Effrenium, Fugacium y Gerakladium) que se encuentran ubicadas en la gastrodermis del coral, estas microalgas viven en simbiosis con el coral proporcionándole la mayoría del alimento a este; parece ser que la forma de transmitir y heredar las zooxantelas y microbiota se da por la reproducción sexual, pues al momento de la generación del óvulo este se impregna de los microorganismos iniciales que lo colonizaran más adelante cuando se establezca en la roca. Pero existe otra forma de colonización, dado que las bacterias y zooxantelas también se encuentran en el medio, por lo que los corales son capaces de tomarlas del medio por ingestión directa multiplicándose a continuación en los tejidos del anfitrión.
Teniendo en cuenta esto, se han encontrado colonias coralinas de la misma especie pero en diferentes áreas geográficas con diferentes colonias simbiontes, lo que demuestra esto es la plasticidad del coral a adaptarse a su medio al ser capaz de tener poblaciones de microorganismos diferentes, este efecto lo vemos reflejado en nuestros acuarios, donde se tiene una mezcla de colonias simbiontes y bacterias que hacen del coral un ser más resistente, razón por la que vemos que nuestros animales son más fuertes a cambios repentinos de temperatura, pH, kH, luz, etc., y esta resistencia se debe en gran parte a la biodiversidad que adquieren al traer corales de diferentes lugares, esto es un efecto que en los arrecifes no sucede, porque las especies de simbiontes y bacterias son siempre los mismos (esto obedece a factores fisiológicos y bioquímicos del medio donde solo algunas especies se pueden adaptar y prevalecer y donde la competencia es otro factor determinante), mientras en los acuarios, incluimos sin saber variedad de microbioma, quizá debido a este hecho, en un futuro seamos el reservorio para poblar los arrecifes con especies más robustas y resistentes.
¿Qué función tienen en el coral?: las zooxantelas se encargan de producir la mayor parte del alimento del coral, usando la energía lumínica, ellas son capaces de fijar el bicarbonato y aprovechar el CO2 y también pueden disociar el ácido carbónico y aprovechar el CO2 para producir carbohidratos (en forma de glicerol y glucosa) a través del proceso de fotosíntesis, en este proceso también se producen ácidos grasos y aminoácidos como alanina y leucina; pero este proceso requiere de la ayuda del coral el cual le brinda al alga como fuente de nitrógeno el amoniaco resultado de la digestión del plancton y fósforo como combustible básico para la fotosíntesis, sin embargo gran parte del carbono proviene de la liberación de CO2 del coral y que aprovechan las zooxantelas; como resultado de la fotosíntesis las zooxantelas pueden transmitir hasta el 98% de sus productos fotosintéticos al coral.
Debido a su estrecha relación simbiótica el coral ha desarrollado enzimas digestivas en las paredes celulares de las microalgas (zooxantelas) y hacen que se traspase de la pared celular del alga al coral (traslocación de fotosintatos). El coral utiliza estos nutrientes y los aminoácidos obtenidos por la digestión del plancton para formar cadenas de proteínas, que junto con los lípidos serán utilizados para la formación de tejidos y los carbohidratos utilizados como fuente de energía para llevar a cabo todos los procesos metabólicos de construcción, reproducción, respiración y digestión.
Como punto final el alga simbionte recibe del coral alimento (nitrógeno, fósforo y carbono), protección y un lugar seguro para vivir y reproducirse.
¿Qué es la microbiota?: como segundo grupo tenemos los microorganismos (bacterias, arqueas, hongos, virus) que forman la microbiota del coral y que no son menos importantes para el coral ya que de ellos depende en gran parte la salud, adaptación y desarrollo del mismo.
La microbiota se encuentra en dos partes del coral principalmente, en la dermis donde forma el moco protector y en la mesodermis, existen otro tipo de bacterias endolíticas que se sitúan en la parte más profunda del coral y que a su vez alberga hongos, pero no se tiene claro todavía q