Biólogos marinhos de Stanford descobriram que os corais ativam um grupo específico de antigos, genes defensivos quando expostos a condições ambientais estressantes. Esses genes induzidos pelo estresse podem servir como uma espécie de sinal de alerta para eventos de branqueamento de corais.

No estudo, pesquisadores monitoraram três colônias de corais em uma lagoa na Ilha de Ofu, Samoa Americana, por sua resposta a fatores de estresse como altas temperaturas, oxigênio, e acidez do oceano. Nos dias mais quentes, os pesquisadores viram uma mudança significativa nos genes que os corais ativavam em suas células.

"Eles começaram a usar todo um conjunto de genes que simplesmente não usavam antes, "disse Steve Palumbi, um professor de ciências marinhas, diretor da Hopkins Marine Station, e um autor do artigo que descreve o estudo, publicado recentemente em Avanços da Ciência .

Um instantâneo da saúde do coral

Em 2016, a Grande Barreira de recifes viu o pior evento de branqueamento de coral já registrado, quando os corais ao longo de centenas de quilômetros se tornaram totalmente brancos. Esses eventos de branqueamento podem levar à morte do coral. Os cientistas prevêem que a mudança climática global e o aumento contínuo das temperaturas dos oceanos aumentarão a frequência do branqueamento de corais em todo o mundo. A parte complicada é, os corais não mostram sinais visíveis de branqueamento de antemão. Os genes identificados neste estudo podem dar aos cientistas uma indicação instantânea da saúde dos corais - e uma ideia de quando é provável que ocorra o branqueamento.

Sob condições estressantes, as funções celulares normais de um coral começam a falhar. Em resposta, o grupo de genes identificados neste estudo desencadeia um processo, chamada de resposta de proteína desdobrada, que funciona para restaurar as condições normais dentro da célula. Se as condições continuarem a piorar, os corais descoram e eventualmente morrem.

"Pela primeira vez, somos capazes de perguntar a esses corais, 'como vai?' Eles não têm batimento cardíaco. Eles não têm pulso. Precisamos conhecer seus sinais vitais para entender como eles reagem ao meio ambiente, "Palumbi disse.

Uma antiga resposta ao estresse

Ao longo do período de estudo de dezessete dias, Palumbi e a pós-graduanda Lupita Ruiz-Jones monitoraram mais de 17, 000 genes de coral logo após o meio-dia todos os dias. No sétimo e oitavo dia, quando as marés estavam mais baixas e as temperaturas mais altas, os genes dos corais iniciaram a resposta da proteína celular desdobrada. No dia nove, as marés subiram e os sistemas dos corais voltaram ao normal.

"Esta resposta apenas mostra como os corais estão em sincronia com seu ambiente, "disse Ruiz-Jones, quem foi o primeiro autor do artigo.

Essa resposta ao estresse não é exclusiva dos corais. Foi observado em mamíferos e também em algumas espécies de leveduras. Os humanos ativam os mesmos genes antigos em resposta a doenças, como câncer. Em tempos de estresse, as proteínas mal dobradas e desdobradas de uma célula se acumulam no retículo endoplasmático, uma série de achatados, estruturas semelhantes a tubos na célula que auxiliam na construção de proteínas. A resposta da proteína desdobrada é uma reação à inundação de proteínas mal montadas.

"É basicamente o organismo reconhecer que algo não está certo, "Ruiz-Jones disse.

Estudando corais resistentes

A lagoa na Ilha Ofu, uma banheira turquesa rasa, forneceu o laboratório de coral ideal para estudar corais tolerantes ao calor. Os corais da Ilha Ofu experimentam temperaturas da água próximas da temperatura do corpo humano, o suficiente para matar a maioria das espécies de coral. Os corais de Ofu, Contudo, prosperar em condições ambientais estressantes.

Os cientistas acreditam que é frequente, a exposição pulsante a altas temperaturas pode tornar os corais mais fortes, da mesma forma que os atletas treinam para a competição. Entender por que alguns dos corais mais resistentes do mundo são tão tolerantes ao calor poderia ajudar os cientistas a identificar e mapear outras colônias de corais sobreviventes ao redor do globo.

“Sabemos que os corais têm a capacidade de se adaptar e evoluir para águas mais quentes do que pensávamos antes. Podemos usar isso como um recurso principal para ajudá-los a viver nas próximas décadas até resolvermos a mudança climática global, "Palumbi disse.

Palumbi também é membro sênior do Stanford Woods Institute for the Environment.