El acuarismo marino es un pasatiempo fascinante que nos permite mantener corales en cautiverio. Uno de los aspectos más interesantes de los corales es su relación simbiótica con las zooxantelas, un tipo de alga unicelular. En esta entrada del blog, exploraremos el papel de la zooxantela en los corales y la importancia de su conocimiento para un mejor acuarismo, como por ejemplo, los corales más resistentes a altas temperaturas y cómo la zooxantela influyen en la coloración de los corales.
El rol de la zooxantela en los corales del acuario marino es fundamental para su supervivencia y crecimiento. Estas algas fotosintéticas unicelulares viven en simbiosis con los corales, aportándoles nutrientes y energía a través de la fotosíntesis (Falkowski et al., 1984). A cambio, los corales proporcionan un hábitat protegido y acceso a nutrientes esenciales para las zooxantelas.
En el mundo de las zooxantelas, existe una gran diversidad de clados, que son grupos de organismos genéticamente distintos pero con características morfológicas similares. Estos clados se clasifican según las diferencias genéticas en sus secuencias de ADN ribosomal (LaJeunesse, 2001). En total, se han identificado nueve clados, denominados A a I (LaJeunesse et al., 2003).
Algunos corales albergan clados de zooxantelas que los hacen más resistentes a los cambios de temperatura. Por ejemplo, el coral Montipora capitata, que alberga clados del tipo C, muestra una mayor tolerancia a las temperaturas elevadas en comparación con otros corales (Berkelmans y van Oppen, 2006). Por otro lado, corales como Acropora millepora albergan clados del tipo D, que son menos resistentes a las variaciones de temperatura (Baker, 2003).
En cuanto a la eficiencia fotosintética, algunos corales tienen clados de zooxantelas más eficientes en la realización de la fotosíntesis que otros. Por ejemplo, los corales del género Pocillopora, que contienen clados del tipo C, muestran una mayor capacidad fotosintética en comparación con corales del género Acropora, que albergan clados del tipo A (Rowan et al., 1997).
Estos ejemplos nos señalan que los clados de las zooxantelas podrían ayudarnos a una mejor escogencia de nuestros corales según las condiciones de temperatura que tengamos en el acuario, así como de iluminación.
El blanqueamiento del coral en el acuario marino: Expulsión de zooxantelas y sus consecuencias.
El blanqueamiento del coral es un fenómeno que afecta a los corales, tanto en la naturaleza como en acuarios marinos, y está estrechamente relacionado con la expulsión de las zooxantelas lo que puede tener graves consecuencias para su salud y supervivencia si el coral no recupera su zooxantela.
No debemos confundir el blanqueamiento del coral con la muerte del tejido celular o necrosis, sea rápida o lenta (RTN o STN)
El blanqueamiento del coral en acuarios marinos puede ser causado por diversos factores, incluyendo cambios bruscos en la temperatura, mala calidad del agua, iluminación inadecuada y estrés (Glynn, 1996). Algunos de estos factores pueden estar directamente relacionados con las prácticas de los acuaristas, como el mantenimiento deficiente del acuario o el uso de equipos inadecuados.
Un aumento repentino de la temperatura del agua en el acuario marino puede causar estrés en los corales y, como resultado, expulsar a las zooxantelas. Esto puede ocurrir si el sistema de control de temperatura del acuario no funciona correctamente o si el acuarista no monitorea adecuadamente las condiciones del agua durante la época de verano. Un control riguroso de la temperatura del acuario y el uso de equipos de calidad pueden ayudar a prevenir este problema.
La calidad del agua también es esencial para mantener la salud de los corales y sus zooxantelas. La presencia de contaminantes o excesos de nutrientes, como nitratos y fosfatos, puede ser perjudicial para la relación simbiótica entre el coral y las zooxantelas. Un acuarista debe estar atento a los niveles de estos compuestos en el acuario y realizar cambios de agua regulares para mantener el ambiente óptimo para los corales.
La iluminación es otro factor crucial para el bienestar de los corales y sus zooxantelas.
Una iluminación demasiado intensa puede causar foto inhibición en las zooxantelas. La foto inhibición es otro factor que puede causar la expulsión de las zooxantelas, y ocurre cuando la intensidad de la luz es demasiado alta, lo que provoca un daño en los fotosistemas de las algas (Jones y Hoegh-Guldberg, 2001).
En condiciones de exceso de iluminación, las zooxantelas pueden generar una mayor cantidad de oxígeno como subproducto de la fotosíntesis, lo cual puede ser tóxico para el coral. Esto lleva a la formación de especies reactivas de oxígeno (ERO) como el peróxido de hidrógeno, el radical hidroxilo y el oxígeno singlete (Lesser, 2006). Estas ERO pueden causar estrés oxidativo y dañar las proteínas, lípidos y ADN de las células del coral y las zooxantelas.
Por otro lado, una iluminación insuficiente limitará la capacidad de las zooxantelas para realizar la fotosíntesis, lo que puede debilitar a los corales y hacerlos más susceptibles al blanqueamiento. Los acuaristas deben seleccionar el tipo y la intensidad de iluminación adecuados para las especies de corales que albergan en sus acuarios.
El estrés también puede provocar el blanqueamiento del coral en acuarios marinos. Este estrés puede ser causado por la manipulación frecuente de los corales, la introducción de especies incompatibles en el acuario o el exceso de población de peces y otros organismos.
Para prevenir el estrés en los corales, es importante investigar las necesidades y compatibilidades de las especies antes de introducirlas en el acuario.
Si se produce una expulsión de zooxantelas, es posible que los corales se recuperen y vuelvan a albergar estas algas simbióticas. La recuperación del coral depende de varios factores, como la gravedad y duración del evento de blanqueamiento, así como las condiciones ambientales del acuario marino (Baker, 2003).
Cuando las condiciones adversas que causaron el blanqueamiento se resuelven, los corales pueden comenzar a recuperarse al recapturar las zooxantelas presentes en el agua circundante o al recibir zooxantelas de otros corales cercanos (Baker, 2001). Este proceso de recuperación suele ser gradual, y la velocidad de recuperación varía según la especie de coral y las condiciones específicas del acuario (Grottoli et al., 2004).
Para facilitar la recuperación de los corales después de un evento de blanqueamiento, el acuarista debe abordar y corregir las condiciones que causaron el estrés en primer lugar. Estos pueden incluir ajustes en la temperatura, calidad del agua, iluminación e incluso la reorganización de los habitantes del acuario para reducir el estrés. Además, el acuarista debe continuar monitoreando de cerca las condiciones del acuario y realizar cambios de agua regulares para mantener un ambiente estable y saludable (Hoegh-Guldberg, 1999).
Cambio en la densidad de Zooxantela
Los corales pueden aumentar o disminuir la densidad de las zooxantelas en respuesta a cambios en las condiciones ambientales, lo que afecta su coloración y salud. Un aumento en la densidad de zooxantelas puede dar como resultado una coloración más oscura en los corales, mientras que una disminución en la densidad puede resultar en una coloración más pálida o blanqueamiento (Fitt et al., 2001). El blanqueamiento de los corales es un signo de estrés y puede afectar su salud y supervivencia, ya que reduce su capacidad para realizar la fotosíntesis y obtener energía para sus diferentes necesidades, como el estar en buenas condiciones para enfrentar los cambios propios de nuestros ecosistemas cerrados.
En el acuario marino, varios factores pueden afectar las zooxantelas y su densidad adecuada. Entre ellos, la iluminación es un aspecto clave, ya que las zooxantelas requieren luz para realizar la fotosíntesis. Un exceso o déficit de luz puede generar estrés en las zooxantelas y, en consecuencia, en los corales (Kinzie et al., 2001). Por ello, es importante que los acuaristas ajusten la intensidad y el espectro de la iluminación de acuerdo con las necesidades de los corales que albergan.
Siendo que los corales tienen la capacidad de regular la densidad de las zooxantelas en sus tejidos como una estrategia para adaptarse a los cambios en las condiciones ambientales tenemos que tener presente que en nuestros acuarios somos nosotros los que creamos y cambiamos esas "condiciones ambientales" y estos cambios artificiales que creamos puede afectar tanto la coloración como la salud de los corales para bien o para mal.
La regulación de la densidad de las zooxantelas puede ser una respuesta a factores como la intensidad de la luz, como antes apunté y la disponibilidad de nutrientes. Por ejemplo, en condiciones de baja intensidad lumínica, los corales pueden aumentar la densidad de las zooxantelas para maximizar la eficiencia de la fotosíntesis, más en abundancia de nutrientes (Fagoonee et al., 1999) dándonos corales más oscuros por exceso de zooxantela y disminución de pigmentos de color que ya no se requieren producir para proteger el coral de la intensidad lumínica.
En contraste, cuando los corales están expuestos a niveles más intensos de energía lumínica, pueden reducir la densidad de las zooxantelas para evitar el estrés oxidativo y la foto inhibición (Warner et al., 1999) y si el coral, encuentra en el agua los oligoelementos necesarios y fuentes alimenticias que suplan la disminución de zooxantela llegará a producir mayor cantidad de pigmentos de color para protegerse de la mayor intensidad lumínica dándonos corales más coloridos. Claro está, como seres vivos los corales tiene sus límites y no por más iluminación se logrará mayor color.
De igual forma un aumento excesivo en la densidad de las zooxantelas puede llevar a una mayor producción de radicales libres y especies reactivas de oxígeno lo que puede causar daño celular y estrés en el coral (Lesser, 1997). Veamos un poquito más en detalle este tema.
Cuando hay alta intensidad lumínica, las zooxantelas pueden experimentar un aumento en la tasa de fotosíntesis. Aunque esto puede parecer beneficioso en un principio, un exceso de fotosíntesis puede llevar a una mayor producción de radicales libres y especies reactivas de oxígeno, que pueden causar daño celular y estrés en el coral.
Los radicales libres son moléculas inestables que tienen electrones desapareados en su órbita externa. Estos electrones desapareados hacen que los radicales libres sean altamente reactivos y busquen estabilizarse robando electrones de otras moléculas. Cuando un radical libre "roba" un electrón, convierte a la molécula afectada en otro radical libre, iniciando una reacción en cadena que puede causar daño celular.
Las especies reactivas de oxígeno (ERO) son un grupo de radicales libres y moléculas que contienen oxígeno y que son altamente reactivas. Ejemplos de ERO incluyen el radical hidroxilo, el anión superóxido y el peróxido de hidrógeno (H2O2) o agua oxigenada como muchos la conocemos. Estas especies pueden causar daño oxidativo a lípidos, proteínas y ácidos nucleicos en las células, lo que puede resultar en la disfunción y muerte celular.
Durante la fotosíntesis, las zooxantelas utilizan la luz para generar energía química a través de una serie de reacciones redox. Sin embargo, cuando la intensidad de la luz es demasiado alta, puede haber un exceso de energía que no puede ser utilizada eficientemente en la producción de azúcares y otras moléculas orgánicas. Esta energía extra puede ser transferida a moléculas de oxígeno, generando ERO y radicales libres como subproductos.
El daño celular causado por los radicales libres y las ERO puede llevar al estrés en el coral, lo que puede manifestarse como blanqueamiento, disminución del crecimiento y, en casos extremos, la muerte del coral. Para minimizar este daño, los corales tienen sistemas antioxidantes que ayudan a neutralizar los radicales libres y las ERO. Sin embargo, si la producción de estas especies reactivas supera la capacidad antioxidante del coral, puede ocurrir daño celular y estrés.
Por lo tanto, es fundamental mantener una intensidad lumínica adecuada en el acuario marino para asegurar que las zooxantelas realicen la fotosíntesis de manera eficiente sin generar un exceso de radicales libres y ERO que puedan dañar al coral.
Por otro lado, una disminución drástica en la densidad de las zooxantelas puede comprometer la capacidad del coral para obtener suficiente energía a través de la fotosíntesis, lo que puede afectar negativamente su crecimiento y reproducción (Hoegh-Guldberg, 1999).
En este sentido la regulación de la densidad de las zooxantelas puede tener consecuencias en la salud de los corales pues recibirá menos alimentos, lo que irá en detrimento de su salud si ese déficit, dejado de percibir no se repone. Si ese déficit no es suplido el coral no va a lograr obtener suficiente energía a través de la fotosíntesis, lo que puede afectar negativamente su crecimiento, reproducción y capacidad para luchar contra agresiones, cambios ambientales como el de pH, salinidad, temperatura, infecciones u otros (Hoegh-Guldberg, 1999).
La calidad del agua también es fundamental para mantener una relación simbiótica saludable entre corales y zooxantelas. Los cambios bruscos en la salinidad, temperatura, pH y concentraciones de nutrientes pueden generar estrés en ambos organismos y afectar la simbiosis (Hoegh-Guldberg et al., 2007). Por lo tanto, los acuaristas deben controlar regularmente estos parámetros y realizar cambios parciales de agua para garantizar un ambiente adecuado en el acuario.
Las prácticas del acuarista también pueden influir en la salud de las zooxantelas y su relación con los corales. Por ejemplo, la alimentación excesiva de los corales puede conducir a un aumento en la concentración de nutrientes en el agua, lo que puede favorecer el crecimiento de algas no deseadas y competir con las zooxantelas por recursos (D'Angelo et al., 2015). Además, la introducción de corales o especies marinas sin realizar una cuarentena adecuada puede introducir patógenos o parásitos que afecten la salud de las zooxantelas y los corales (Cunning et al., 2016).
En resumen, las zooxantelas desempeñan un papel crucial en la salud y supervivencia de los corales en el acuario marino, y su relación simbiótica puede verse afectada por varios factores. Como acuaristas debemos estar atentos a las necesidades de luz, calidad del agua y prácticas de manejo adecuadas para garantizar una relación simbiótica saludable y mantener un acuario marino exitoso.
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