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La biología detrás del crecimiento de los corales

Investigando un poco en como un coral puede ir creciendo y como se va formando esta estructura ósea coralina y como algunos corales desarrollan esta actividad de una forma más eficiente que otros y porque simplemente algunos no son capaces de hacerlo más rápido y pareciera que no crecen, me di a la tarea de ahondar un poco a que se debe este problema y fenómeno para que todos podamos entenderlo y podamos tener en cuenta algo de todo este aspecto que aunque se ha estudiado aún es desconocido a ciencia cierta cómo ocurren y solo puedo decir y hablar de lo que se ha encontrado hasta el momento.


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Acuario Hernán Azofeifa

Este artículo es el resultado de mi propia conclusión acerca de estudios y experimentos en los que se plasma de forma muy científica y química cómo funciona la bioquímica del coral y que trato de expresarlo de la forma más simple y sencilla para que sea asequible a todos los aficionados.


Para comprender un poco más cómo crecen los corales y cómo se desarrollan es necesario poder entender un poco de su biología y química interna y externa que indudablemente tiene una relación muy estrecha y que depende de ciertos factores para que ocurra de forma correcta.


Primero es importante mencionar que cada coral y cada especie tiene una biología diferente y una forma de adaptarse y asimilar su medio ambiente de forma distinta, algunos corales pueden adaptarse muy rápidamente a su medio e imponerse al desarrollo más fácil que otros y esto se debe específicamente a la bioquímica interna y externa que obedece a su adaptabilidad.


Habiendo aclarado esto, ahora si podemos ver más a fondo como los corales cnidarios responden a ciertos procesos bioquímicos para su crecimiento.


Procesos Bioquímicos para el crecimiento de los corales


Primero, es imperativo comprender la estructura interna del coral para poder entender cómo funciona, por lo que entrare explicando de la forma más sencilla para todos, estas estructuras; existen tres capas principales en la estructura del coral , que son: el ectodermo que corresponde a la capa más superficial del coral y donde se deposita el moco y las membranas que comunican a cada pólipo del coral (tejidos conectivos), luego hay una capa intermedia denominada la mesoglea, cuya función principal es dar soporte al tejido para mantener la estructura del coral y por la que circulan nutrientes y cristales de aragonito para formar el cuerpo cavernoso que en corales blandos es muy importante pero en corales duros ayuda a la estructura de los pólipos y finalmente existe una capa interna que se denomina la gastrodermis (endodermis) y la más importante porque es ahí donde ocurren la mayoría de procesos de nutrición y crecimiento del coral, cabe resaltar que dentro de la gastrodermis se encuentra también el estómago del coral, donde se producen los procesos enzimáticos y digestivos del mismo.

Crecimiento de los Corales

Bien, una vez reconocida la estructura del coral a grandes rasgos (porque existen otras capas intermedias), nos centraremos en hablar un poco de la gastrodermis, pues en ella se suceden una cantidad de eventos que nos permitirán comprender cómo crecen los corales.

Dentro de la gastrodermis, existe un compuesto orgánico muy importante que se denomina la matriz orgánica y que gracias a ella se produce el crecimiento pétreo del coral.


¿Pero qué es la matriz orgánica?: se refiere a una sustancia gelatinosa y calcificada que se encuentra entre los pólipos de coral y que ayuda a mantener la estructura y la integridad del arrecife coralino. La matriz orgánica está compuesta principalmente de cristales carbonato de calcio (aragonito), pero también contiene una variedad de compuestos orgánicos producidos por los corales. En pocas palabras es una sustancia rica en minerales y polisacáridos que ayudan a fortalecer la estructura y proporcionan un entorno adecuado para el crecimiento y la reproducción de los corales.


Además de su función estructural, la matriz orgánica también desempeña un papel vital en el proceso de calcificación. Los corales poseen células especializadas llamadas escleroblastos, que son responsables de la producción y secreción de la matriz orgánica. Estas células regulan la formación de la matriz y la deposición de carbonato de calcio, controlando así el crecimiento del esqueleto coralino, es importante resaltar que no todos los corales pueden producir de la misma forma la matriz orgánica y que depende de factores externos como la acidez del agua, la temperatura, la luz y la disponibilidad de calcio y carbonatos para ello. Acá encontramos uno de los factores más cruciales para el crecimiento del coral, porque dependiendo de su ambiente pueden unos corales ser más eficientes en la producción de este material para la calcificación que otros y si tenemos en cuenta que solemos tener corales de diversas zonas geográficas y que en cada una el coral endémico está adaptado a su ambiente para su crecimiento, nos demuestra porque algunos corales crecen más rápido que otros a ciertas condiciones que tenemos en nuestros acuarios y que para algunos corales pueden no ser las óptimas.


Bien, entonces podríamos decir que la matriz orgánica es una sustancia muy rica en nutrientes y que sirve para el transporte de los cristales de aragonito y más importante aún, decir que es el cemento que utiliza el coral para pegar cada cristal e ir formando la estructura calcárea del coral; cabe decir que si es pobre la producción de esta sustancia el crecimiento del coral se verá muy disminuido y las estructuras que se forman son débiles y quebradizas.


Pero la matriz orgánica no es solamente un soporte pasivo para llevar nutrientes y aragonito, estudios han demostrado que también interactúa de forma dinámica con su entorno, se ha descubierto que puede influir en la composición y estructuras de las comunidades microbianas asociadas a los corales que proporcionan bienestar y salud participando en procesos metabólicos y de protección contra patógenos.


Entonces una disminución en la producción de la matriz orgánica, también puede hacer que el coral sea más propenso a enfermedades patógenas.


La matriz orgánica del coral también desempeña un papel en la interacción simbiótica entre los corales y las microalgas llamadas zooxantelas. Estas algas se encuentran dentro de los tejidos de los corales y proporcionan nutrientes y energía a través de la fotosíntesis. La matriz orgánica ayuda a facilitar la captación y el intercambio de nutrientes entre los corales y las zooxantelas.


¿Alguna vez has notado cuando los coralitos radiales se adhieren a la piedra con una mucosa alrededor de ellos? o en las puntas del coral ese tono blanco característico del coral en crecimiento?, pues es la matriz orgánica actuando como cimiento para la construcción aportando nutrientes y abonando el camino para las zooxantelas y el crecimiento de nuevos pólipos.


Bien, ya sabemos cómo se transportan los cristales de aragonito y que la matriz orgánica actúa como pegamento estructural entre ellos dando firmeza a la estructura, pero, ¿cómo se producen los cristales de aragonito?: existen dentro de la gastrodermis unas células denominadas caliccoblastos, que son las encargadas de interactuar con el medio y responsables de la secreción y deposición del carbonato de calcio.


La principal función de las células calicoblásticas es la producción y secreción de carbonato de calcio en forma de aragonito, un mineral cristalino de carbonato de calcio que se produce por biomineralización. Estas células toman iones de calcio (Ca2+) y iones de bicarbonato (HCO3-) del medio ambiente circundante y los utilizan para sintetizar y secretar carbonato de calcio en la forma de aragonito, cabe resaltar que se suceden otras reacciones bioquímicas durante la producción del carbonato de cálcico pero que no mencionare para no hacer una confusión.


El proceso de biomineralización es el responsable de producir los cristales de aragonito y ocurre de la siguiente forma:

1. Captación de los iones: las células calicoblásticas capturan los iones de calcio y bicarbonato del medio.

2. Transporte: los iones de calcio y bicarbonato ingresan a la membrana celular a través de proteínas de transporte especializadas.

3. Producción del carbonato de calcio: una vez en el interior de la célula (procesos bioquímicos que no se conocen por completo y son objeto de estudio) se producen una serie de reacciones químicas que dan lugar al cristal de aragonito.

4. Precipitación y deposición: el carbonato calcio se deposita alrededor de las células calicoblásticas que ingresan a la matriz orgánica donde son transportadas y solidificadas para generar el esqueleto coralino.

Crecimiento de los Corales

Otro factor importante para el crecimiento del coral se refiere a su alimentación, sabemos que existen tres formas en que el coral puede hacer este proceso, por absorción, por ingesta directa de alimentos y por translocación de nutrientes de la zooxantelas hacia el coral.


Las zooxantelas sabemos que es su forma primaria de alimentación del coral porque le provee lípidos, glúcidos y algunos aminoácidos que son utilizados por el coral principalmente para cubrir sus necesidades diarias de energía y poco más para su crecimiento.


Ahora la parte de alimentación por absorción que se realiza a través de la capa más superficial donde se encuentra el moco y el tejido conectivo, se ha podido demostrar que es capaz de tomar elementos del medio como aminoácidos pero que son usados solamente por la microbiota que habita y para sostener sus proceso biológicos a nivel de ectodermo, pero nada más, así que surge la pregunta de que si solamente con la administración de aminoácidos podemos mantener un arrecife sano en nuestros acuarios?.

Aminoácidos para los corales

La respuesta es no, porque si bien podemos alimentar la microbiota del coral por este medio, se desconoce a ciencia cierta si es capaz de tomarlos del medio para su beneficio y para sus propios procesos metabólicos, por ende no podemos deducir que el coral tiene sistemas para tomarlos del medio y usarlos para su propio beneficio más que el de alimentar la microbiota. Pero en cambio si sabemos que es capaz de alimentarse y obtener de ahí los nutrientes y aminoácidos que requiere para vivir.

Se ha demostrado que en la ectodermis existen pequeños filamentos que van transportando el alimento a la boca del pólipo para ser digeridos, así que aparte de la captura directa de alimento del pólipo, existe esta vía y la de extensiones filamentosas llamadas filamentos mesentéricos que son filamentos que provienen de la gastrodermis y son capaces de capturar alimento y dirigirlo al estómago.

Alimentando corales

Por lo que, si alimentamos los corales de forma correcta estimando tiempos y frecuencias, podemos darle al mismo la oportunidad de obtener los nutrientes adicionales que requiere para crecer, entonces resolvemos otro posible problema que se presenta por el cual un coral puede dejar de crecer, que es la falta de los nutrientes necesarios para cubrir sus requerimientos metabólicos.


Siempre es mejor alimentar de forma natural a un coral, porque sabemos que son muy eficientes para obtener sus nutrientes por esta vía, que, de una forma artificial inoculando aminos al sistema que por demás pueden traer más problemas que beneficios considerando que es un sistema cerrado que fácilmente puede acumular excesos de carbono, nitrógeno y fósforo.


Entonces llegamos al último punto que he considerado un problema y es la acumulación excesiva de nutrientes.


El exceso de carbono orgánico puede disminuir el pH interno del coral. Esto se debe a la interacción entre el carbono orgánico y los procesos de respiración y fotosíntesis que ocurren dentro de los tejidos coralinos y en su simbiosis con las zooxantelas.


Cuando hay un exceso de carbono orgánico, como resultado de una mayor carga de nutrientes en el agua circundante los corales y las zooxantelas consumen este carbono a través de la respiración. Durante la respiración, se produce dióxido de carbono (CO2) como producto de desecho.


A medida que aumenta la concentración de CO2 en el entorno interno de los corales, se produce una reacción química que genera iones de hidrógeno (H+). Estos iones de hidrógeno contribuyen a reducir el pH del entorno interno, volviéndolo más ácido.

La acidificación del entorno interno del coral puede tener efectos perjudiciales en su fisiología y salud. Un pH más bajo puede afectar negativamente la calcificación del coral, ya que la disponibilidad de iones de carbonato (CO3-2) necesarios para la formación del esqueleto de carbonato de calcio se reduce. Esto puede resultar en un crecimiento más lento y una menor resistencia del coral a eventos de blanqueamiento o enfermedades.


Además, un pH interno más bajo puede alterar la homeostasis iónica y afectar los procesos metabólicos y fisiológicos de los corales y sus simbiontes. La homeostasis no es más que el equilibrio de iones de calcio y bicarbonato que debe existir dentro del coral y es regulada por el mismo, en condiciones normales el coral es capaz de tomar o eliminar iones para mantener su nivel estable dentro del sistema.


El exceso de fosfatos (ortofosfatos) en el sistema también produce problemas en la formación estructural del carbonato cálcico, debido a que entra el ion fosfato a formar parte de la estructura haciendo que sea más débil y quebradiza.


Finalmente quiero desmitificar procesos en los que se habla de algunas formas que existen para acelerar el crecimiento del coral.


Que exista una mayor disponibilidad de alimento, luz, nutrientes, etc, no es sinónimo de crecimiento, no podemos forzar a la naturaleza a que asimile más rápido o mejor estos factores, ellos solo tomaran lo que requieren ni más ni menos, de nada vale tener un kh alto si el coral no es capaz de tomar más de lo que requiere, como un humano que tiene todo el alimento a su disposición, pero no puede consumir más de lo que puede, asi que el resto sobra.


Los corales no viven de solo luz, requieren de otros nutrientes para su desarrollo y la mejor forma de complementar su nutrición es con un buen aporte programado de alimento y la presencia de peces que aportan por medio de sus excrementos muchos elementos importantes para el coral.


Todo en el arrecife tiene un equilibrio que no podemos romper a creencias de que más es mejor. No podemos cambiar la naturaleza de los corales que se han formado por millones de años y que responden siempre a los mismos factores.


Solo mantengan sus sistemas limpios y proporcionen los requerimientos que se sabe son los ideales para los corales.


En conclusión, los corales aunque son muy plásticos y logran de un modo u otro adaptarse y algunos sobrevivir a su medio, no siempre van a lograr vivir y crecer de forma natural, si no obtienen de forma natural lo que requieren y es esta la razón por lo que algunos corales simplemente no crecen, debemos procurar tratar de darles lo que en la naturaleza tienen todo el tiempo, una buena iluminación, alimento constante y condiciones de agua perfectas y prístinas, tratar de emular lo más posible el medio natural es garantía de tener un arrecife sano.

Autor: Leonardo Peña.


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