Os recifes de coral enfrentam lutas cada vez mais intensas à medida que os gases do efeito estufa aquecem e acidificam o oceano, mas uma nova pesquisa sugere um forro de esperança potencial:algumas doenças de corais também podem diminuir em meio a mudanças ambientais.

Um estudo de laboratório controlado liderado pelo Mote Marine Laboratory e publicado em 1º de junho na revista revisada por pares PLOS ONE revelou que a doença da banda negra era menos mortal para o coral estrela montanhoso (Orbicella faveolata) conforme a água acidificada, ou diminuído no pH. Cientistas de Mote e da Universidade da Carolina do Sul, e alunos da Universidade de Rhode Island, Universidade de New Hampshire, A University of Hawaii e a Unity College em Maine conduziram o estudo.

O pH do oceano está diminuindo através do processo de acidificação do oceano (OA) impulsionado pelo excesso de dióxido de carbono, o mesmo gás de efeito estufa aumenta a temperatura em todo o mundo. OA pode enfraquecer ou dissolver os esqueletos duros dos corais e causar outras alterações em várias espécies marinhas. O aquecimento da água causa estresse aos corais, fazendo com que percam as algas vitais em seus tecidos. Doenças dos corais, outra grande ameaça, pode piorar em corais estressados ​​pelo aquecimento da temperatura da água, mas poucos estudos examinaram como essas doenças podem mudar em meio aos baixos níveis de pH esperados com OA.

O novo estudo é o primeiro a examinar como o baixo pH da água afeta a faixa preta frequentemente mortal, doença de coral em todo o mundo afetando pelo menos 42 espécies de coral só no Caribe. As espécies afetadas incluem corais estrelados montanhosos, um dos principais contribuintes para o sistema de recifes de Florida Keys e listado como ameaçado pela Lei de Espécies Ameaçadas dos EUA.

Faixa negra, um grupo variável de múltiplas espécies de bactérias, forma um círculo escuro que se espalha por um coral, a matá-lo.

"O coral estrelado montanhoso cresce apenas alguns milímetros por ano, e a faixa preta pode matar um coral de cem anos em semanas, "disse o Dr. Erinn Muller, autor principal e gerente do Programa de Pesquisa de Doenças e Saúde de Corais da Mote.

Em uma escala muito pequena, a faixa preta produz um ambiente de pH mais baixo do que seus arredores - acidificação localizada. "No laboratório, pensamos que expor um coral infectado à água acidificada aceleraria a virulência desta doença, mas para nossa surpresa, o oposto aconteceu, "Muller disse.

Durante o trabalho de laboratório de 2013 no campus Summerland Key da Mote, os pesquisadores inocularam 32 fragmentos de estrela de coral montanhoso com a doença da banda negra, colocar alguns em tanques com temperatura e pH semelhantes aos da água do oceano atual, e outros em tanques com temperatura elevada, pH reduzido ou ambos - usando projeções para o ano 2100 do Quinto Relatório de Avaliação do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas.

"Esses estudos experimentais em laboratório são extremamente importantes - eles nos dão um vislumbre do futuro potencial de nossos recifes, "disse o gerente do Programa de Pesquisa sobre Acidificação Oceânica da Mote, Dra. Emily Hall. Ela supervisiona a pesquisa na Unidade Experimental Raceway de Fluxo de Acidificação do Oceano de Mote em Summerland Key, que foi estabelecido graças a uma bolsa da NSF. "Com a acidificação do oceano, nem todo organismo é afetado da mesma maneira. É importante que os gestores de áreas marinhas protegidas saibam como os impactos podem variar. "

Os pesquisadores monitoraram cuidadosamente as condições da água e fotografaram e mediram a cobertura da faixa preta por 16 dias; até então, alguns fragmentos de coral morreram completamente devido à doença. A equipe coletou amostras de bactérias de banda negra e bactérias residentes naturais dos corais - algumas das quais contribuem para o sistema imunológico do coral - e sequenciou seu gene 16S rRNA, o que ajuda a classificar as bactérias em categorias científicas.

A análise revelou uma surpresa:"Embora as temperaturas mais altas não afetem significativamente a progressão da doença da banda negra neste período de tempo, o tratamento com pH baixo diminuiu - ele desacelerou a taxa de progressão da doença em 25 por cento, "Muller disse." Demoramos um pouco para acreditar.

Cético, Muller e seus colegas realizaram testes semelhantes com outras espécies de corais além do coral estrelado montanhoso no estudo atual. O coral estrelado montanhoso mostrou a tendência mais clara, mas os dados de outras espécies sugeriram padrões semelhantes.

Como a acidificação pode desacelerar a doença da banda negra?

"A doença da banda negra tem um consórcio muito distinto de micróbios, e parece que o pH reduzido afetou diferentes micróbios de maneiras diferentes, "disse o parceiro de estudo, Dr. Kim Ritchie, Professor Associado da Universidade da Carolina do Sul em Beaufort." A abundância de um membro significativo do consórcio diminuiu. "

Especificamente, água acidificada reduziu a abundância de Oscillatoriophycidae, uma classe de cianobactérias que geralmente domina a doença da faixa preta. Essas bactérias carregam pigmentos que dão à doença sua cor distinta. Embora essas bactérias vivam no ambiente já acidificado da faixa preta, estudos anteriores de outros sugerem que a cianobateria pode diminuir se a água acidificar além de seus limites de tolerância.

"Também houve mudanças na própria comunidade microbiana dos corais, mas nada que explicasse a mudança na doença, "Disse Muller." O que aconteceu na própria faixa negra, uma redução no principal contribuinte para o consórcio de doenças, era provavelmente uma explicação melhor. "

"Uma das nossas próximas etapas é estudar como o baixo pH influencia as condições de escala muito pequena no microambiente da doença da faixa preta conforme o ambiente externo muda, "Muller disse.

Os pesquisadores também buscam expandir e replicar o estudo em mais instalações, com mais detalhes, prazos mais longos, mais espécies de corais e mais doenças. Nenhum estudo de laboratório pode simular todas as complexidades dos impactos projetados da acidificação do oceano, mas avanços importantes estão no horizonte. A Mote inaugurou seu novo Centro Internacional Elizabeth Moore para Pesquisa e Restauração de Recifes de Coral (IC2R3) em maio de 2017 em Summerland Key, Flórida. Este 19, A instalação de 000 pés quadrados inclui novos laboratórios para pesquisas aprimoradas de acidificação do oceano, graças em grande parte a uma doação da Alfred and Ann Goldstein Foundation, o que permitiu a Mote estabelecer seu Instituto Alfred Goldstein para Estudos de Mudanças Climáticas.

No campo, Muller e outros estão investigando possíveis métodos para controlar a disseminação da banda negra em corais selvagens.

O novo PLOS ONE O estudo se beneficiou do trabalho árduo dos estagiários do programa Experiências de Pesquisa da NSF para Graduados e do extenso programa de estágio universitário de Mote. Por meio do estudo, O estagiário de graduação da Universidade de St. Andrews, Keir Macartney, foi coautor de seu primeiro artigo de periódico revisado por pares e encontrou novos rumos para sua carreira.

"Minha experiência com o Mote me levou em direção aos recifes de coral; foi incrível, "disse Macartney, um mergulhador que agora está obtendo seu doutorado na Universidade de New Hampshire, estudando esponjas em recifes de águas profundas. Com dois verões de trabalho no PLOS ONE estude, Macartney articula a mensagem clara para levar para casa:

“A acidificação dos oceanos ainda terá impactos negativos ecologicamente, mas pode não desestabilizar os recifes exatamente da maneira que esperamos, "Disse Macartney." Considerando como as comunidades microbianas mudaram neste estudo, Acho que a acidificação dos oceanos pode fazer coisas que realmente vão nos surpreender. "