Un coral invasor de la costa brasileña posee una gran capacidad de regeneración

Científicos investigan los factores que les permiten a las colonias del coral sol multiplicarse y ocupar el lugar de especies nativas. Una colonia entera puede regenerarse desde de un pequeño fragmento

Por Peter Moon | Agência FAPESP – El coral sol, detectado por primera vez en Brasil en el litoral del sudeste del país a finales de la década de 1980 –cuando se pusieron en marcha los trabajos de prospección de petróleo y gas en la Cuenca de Campos (en la costa del estado de Río de Janeiro)–, se viene propagando por las costas rocosas de las islas brasileñas a gran velocidad. Por eso se lo considera un invasor biológico. 

“En la zona de Ilhabela [un municipio del estado de São Paulo], las rocas costeras sumergidas de Ilha dos Búzios se encuentran en una situación irrecuperable”, dijo Marcelo Kitahara, docente del Departamento de Ciencias del Mar de la Unifesp, la Universidad Federal de São Paulo (en su campus de la localidad paulista de Santos, Brasil), e investigador colaborador del Centro de Biología Marina de la Universidad de São Paulo (USP). 

Antes biodiversas y multicolores, esas costas rocosas de Ilha dos Búzios se ven ahora enteramente rayadas por un anaranjado bello e intenso. Hay puntos en donde no se ve ninguna otra forma coralina y ni ningún fragmento de roca desnuda. 

“Es necesario contener la expansión del coral sol y evitar que esto mismo ocurra en otras islas. Hay lugares en donde el manejo aún es posible, pero esto requiere el retiro manual completo de todas las colonias”, dijo Kitahara. 

Las señales de la invasión perpetrada por el coral sol se hacen presentes en diversos puntos del litoral de los estados Río de Janeiro y São Paulo, en donde se ubica el municipio de São Sebastião, que alberga al archipiélago de Alcatrazes, un Área de Refugio de Vida Silvestre.

“Una vez que las plántulas de coral sol se instalan en una costa rocosa, la colonia se multiplica a una velocidad impresionante. Estamos intentando entender por qué sucede eso”, comentó Kitahara, quien coordina un proyecto que cuenta con el apoyo de la FAPESP cuya finalidad consiste en estudiar la filogenómica de los corales, sus relaciones evolutivas y los cambios climáticos. 

Los primeros resultados de dicho estudio, que revelaron la sorprendente capacidad de regeneración del coral sol, salieron publicados en Journal of Experimental Marine Biology and Ecology con el sugerente título de Un pólipo que sale de la nada: La impresionante capacidad de regeneración del coral sol invasor en el Atlántico. 

La primera autora del mismo es la bióloga Bruna Louise Pereira Luz, de la Universidad Federal de Paraná (UFPR), quien actualmente se encuentra en Australia estudiando el coral sol en la James Cook University, en Townsville, frente a la Gran Barrera de Coral, como parte de su doctorado y bajo la dirección de Kitahara. 

Son siete especies las que componen el género Tubastraea, todas nativas de las aguas tropicales de los océanos Índico y Pacífico. Tan sólo dos de ellas existen en el Atlántico Sur Occidental: las invasoras Tubastraea coccinea y T. tagusensis. 

Luego de los primeros registros realizados en la cuenca de Campos en la década de 1980, se avistaron colonias en las costas del litoral sur de Río de Janeiro en la década de 1990. Desde entonces, el coral sol ha sido registrado en más de 3.000 kilómetros de la costa brasileña, desde el estado sureño de Santa Catarina hasta el estado de Ceará completo, en el nordeste del país. 

“De no hacerse nada para detener su avance, se estima que el coral sol tiene potencial como para colonizar todo el litoral brasileño”, dijo Kitahara. 

La aparición de este invasor en el preciso momento en que empezaron los trabajos de extracción de petróleo y gas no constituye un caso aislado de Río de Janeiro. En el Golfo de México existen vastos campos de extracción de petróleo en alta mar, y desde el comienzo de los años 2000 el coral sol ha venido siendo encontrado en el litoral mexicano. Hay incluso registros de coral sol transportado incrustado en el casco de los buques. 

“No podemos afirmar que la explotación de petróleo en la cuenca de Campos generó la invasión del coral sol en nuestras costas, pero todos los indicios llevan a esa conclusión”, dijo Kitahara. 

El coral es un esqueleto calcáreo construido sobre colonias de pequeños animales llamados pólipos. Existe dos tipos de corales: los que tienen una relación simbiótica con las algas, que efectúan la fotosíntesis y liberan compuestos orgánicos que ayudan en la alimentación de los pólipos, y aquéllos que independen de las algas para crecer y proliferar: éste es el caso del coral sol. 

“Como no cuenta con las algas, no se restringe a los lugares que cuentan con luz para la realización de fotosíntesis. El coral sol habita generalmente hasta los 20 metros de profundidad, pero ya se lo ha hallado a los 110 metros. Una vez que los pólipos se establecen en una costa rocosa, crean un gran número de colonias y dominan el 100% del sustrato”, explicó Kitahara. 

Al hacerlo toman el lugar de los corales nativos, devastando las relaciones ecológicas con la fauna submarina que depende de éstos o que en ellos habita. 

Kitahara percibió los primeros indicios del poder de regeneración del coral sol durante buceos en Ilha dos Búzios. Fue cuando el oceanógrafo se percató de la existencia de algunas colonias con parte del esqueleto roto, que pueden haberse partido debido a la acción mecánica del mar o por la mordedura de algún tipo de pez. Semanas más tarde, al regresar al lugar para bucear, el científico se sorprendió al notar que la colonia se había regenerado completamente. 

“A partir de un pequeño fragmento, toda la colonia se regenera. Su poder de regeneración es impresionante. Por eso cualquier acción de manejo debe contemplar medidas tendientes a evitar la fragmentación. Hay que remover todo el esqueleto [la parte calcárea muerta de los corales]”, dijo.

 La reorganización de las células madre 

Con el objetivo de entender los mecanismos que les permiten a estas especies adaptarse tan bien y proliferar tan rápido en los diversos ambientes marinos, los científicos recolectaron en Ilha dos Búzios una colonia de T. coccinea y otra de T. tagusensis. 

En el laboratorio se extrajeron 120 fragmentos de cada colonia, compuestos por esqueletos con tejido vivo, desprovisto de boca, tentáculos y mesenterio. Las muestras de cada especie quedaron separadas en dos grupos de 60 fragmentos muy pequeños (de 3,5 a 11 mm²) y pequeños (11 a 53 mm²). Cada uno de los 240 fragmentos quedó depositado en frascos con agua salada filtrada. 

Por cada combinación de especies y tamaños de los fragmentos, los ejemplares quedaron separados en tres grupos de 20 fragmentos, mantenidos a una temperatura constante de 24 °C (la temperatura media histórica del agua superficial en la zona), 27 °C (la temperatura media de la superficie del mar en verano) ó 30 °C (la que se registra durante las olas de calor en la región). 

Finalmente, los efectos de la presencia de alimento se testearon mediante la adición de una cantidad igual (10 ml) de zooplancton vivo cada dos días en la mitad de los recipientes. 

Se tomaron fotos de los fragmentos el primer día del experimento y también cuando la boca y el pólipo completo se observaron por primera vez. Sólo 41 (el 17,1%) de los 240 fragmentos sufrieron necrosis de los tejidos y murieron. Los otros 199 fragmentos (el 86,9%) se regeneraron. De éstos, 21 pasaron por un patrón alternativo de regeneración, con la formación de dos pólipos en lugar de uno. 

Independientemente de la especie, la supervivencia de los fragmentos de coral se vio afectada únicamente por la temperatura, y la tasa de supervivencia fue mayor a 24 °C. No hubo diferencia entre los mantenidos a 27 °C y a 30 °C. El suministro de alimentos y el tamaño de los fragmentos no afectaron la supervivencia. 

La regeneración observada atravesó los siguientes pasos: tras la retracción inicial del tejido, un embrión de la boca (en ocasiones dos bocas para un solo fragmento) se volvió perceptible. Luego se observó la reorganización de los tejidos alrededor de la boca embrionaria que llevó a la formación de dos pequeños pólipos distintos o a la reabsorción de uno de los embriones. En este último caso se observó una importante diferenciación de los tejidos alrededor de la boca embrionaria remanente, que resultó en un pólipo mayor. 

“Observamos un fenómeno sumamente interesante. Desde el punto de vista celular hubo una reorganización de las células madre. El pólipo en formación consumió tejido como fuente de energía para privilegiar la producción de otras partes del cuerpo”, dijo Kitahara. 

Los resultados generales del experimento sugieren tasas de regeneración más rápidas a temperaturas más altas. Las regeneraciones más rápidas de la boca entre los fragmentos sin contacto con alimentos fueron de 23 días cuando se los mantuvo a 24 °C, y de 18 días a 30 °C. Sin embargo, cuando estuvieron en contacto con el zooplancton vivo, los ejemplares mantenidos a 27 °C experimentaron un desarrollo de la boca un 30% más rápido. Esto indica que el desarrollo ideal de la boca se concretó a una temperatura intermedia (27 °C), siempre y cuando mediase la presencia de alimento.

La regeneración de los tejidos para ambas especies hasta la formación de un pólipo completo fue de alrededor de 25 días a las temperaturas de 27 °C y 30 °C. Los ejemplares no alimentados de la especie T. coccinea necesitaron 41 días para formar el pólipo. 

Tal como explicó Kitahara, el hecho de que el coral sol se regenere más rápido a temperaturas más elevadas tiene gran relevancia en su éxito invasivo. Generalmente, cuando se produce una elevación de la temperatura del agua superficial, los corales nativos de la costa brasileña se blanquean. 

“Pierden su color. El calentamiento de las aguas interfiere en el metabolismo de las algas en simbiosis con los corales. Al blanquearse, el coral sobrevive aún algunos días. Pero si el calentamiento perdura, se muere. El blanqueo o la muerte de los corales autóctonos abre la oportunidad para que el coral solo invada el sustrato”, explicó. 

De acuerdo con Kitahara, los próximos pasos de la investigación comprenden la secuenciación del genoma del coral sol por el lado molecular. En tanto, desde el punto de vista ecológico, el grupo pretende investigar los aspectos biológicos de la invasión y como ésta afecta a la fauna marina autóctona. 

A juicio del investigador, el futuro no parece alentador para los corales nativos de la costa brasileña. En cambio, para el coral sol parece brillante. Por un lado, los cambios climáticos globales y el calentamiento de las aguas favorecen al invasor, que se regenera mejor en aguas más cálidas, mientras que los corales autóctonos corren el riesgo de morir. Por otro lado, la extracción de petróleo en aguas brasileñas tiende a expandirse. 

El artículo intitulado A polyp from nothing: The extreme regeneration capacity of the Atlantic invasive sun corals Tubastraea coccinea and T. tagusensis (Anthozoa, Scleractinia) (doi: https://doi.org/10.1016/j.jembe.2018.02.002), de B. L. P. Luz, K. C. C. Capel, C. Zilberberg. A. A. V. Flores, A. E. Migotto y M. V. Kitahara, se encuentra publicado en el siguiente enlace: www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022098117304483?via%3Dihub.