Esqueletos de coral são os blocos de construção de diversos ecossistemas de recifes de coral, o que tem levado a uma preocupação crescente sobre como essas espécies-chave irão lidar com o aquecimento e a acidificação dos oceanos que ameaçam sua estabilidade.

Nova pesquisa de Pupa Gilbert, um professor de física da Universidade de Wisconsin-Madison, fornece evidências de que pelo menos uma espécie de coral, Stylophora pistillata, e possivelmente outros, construir seu disco rígido, esqueletos de carbonato de cálcio mais rápido, e em pedaços maiores, do que se pensava anteriormente. Em vez de adicionar lentamente material molécula por molécula, o animal coral constrói ativamente grandes pedaços de minerais que adiciona ao seu esqueleto em crescimento, ajudando-o a crescer muito mais rápido do que poderia, e com maior controle.

A nova pesquisa sugere que, como os minerais são formados primeiro dentro do tecido do coral, podem continuar a fazê-lo mesmo na acidificação dos oceanos. Se outras espécies de coral constroem seus esqueletos de maneira semelhante, então os oceanos poderiam evitar uma crise em grande escala na formação do esqueleto do coral, que os cientistas temem que possa destruir os ecossistemas dos recifes. Outras tensões, como águas mais quentes e branqueamento de coral, ainda põe em perigo o coral, Contudo.

O trabalho é publicado esta semana (28 de agosto, 2017) no Proceedings of the National Academy of Sciences . Colaboradores da Universidade de Haifa e do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley contribuíram com a pesquisa.

"Os recifes de coral cobrem apenas um por cento do fundo do oceano, mas eles hospedam 25 por cento de todas as espécies marinhas, então eles são incrivelmente diversos e importantes do ponto de vista biológico, "diz Gilbert." Mas eles também são economicamente importantes para a indústria pesqueira, turismo, e por causa de seu papel em fornecer proteção ao litoral contra tempestades tropicais. "

Os corais são colônias de pequenas, animais com tentáculos que se encerram em estruturas ósseas feitas de carbonato de cálcio mineral, o mesmo material que compõe as conchas de outras criaturas marinhas. Seu papel na criação de habitat para diversos ecossistemas chamou a atenção para os corais e como eles constroem seus esqueletos rochosos.

Apesar de décadas de pesquisa, os cientistas não conseguiram distinguir com segurança entre duas teorias concorrentes de crescimento de corais. A ideia clássica era que os corais dependiam muito de um fluido rico em cálcio lentamente - uma molécula de cada vez - adicionando minerais ao esqueleto. Outras evidências apontaram para um papel muito mais ativo para os animais de corpo mole que absorvem água do mar, concentrando-se, mas ainda adicionando uma molécula de cada vez aos seus esqueletos.

Gilbert desenvolveu uma nova maneira de obter imagens das porções crescentes de esqueletos de coral para ver do que as estruturas formadoras eram feitas, que ela chama de mapeamento de componente. Usando luz de alta energia fornecida pela Advanced Light Source no Berkeley Lab para distinguir diferentes minerais, A equipe de Gilbert criou um mapa pixel por pixel para gerar uma imagem dos esqueletos em crescimento de Stylophora pistillata, também conhecido como coral de capa. Eles viram partículas feitas de instáveis, formas amorfas de carbonato de cálcio nas superfícies de crescimento dos esqueletos de coral e próximo a elas.

Algumas das partículas tinham 400 bilionésimos de metro comparativamente grandes, que é mais de 500 vezes maior do que um único grupo de carbonato de cálcio. Os pesquisadores também observaram evidências de que os precursores instáveis ​​eventualmente se cristalizaram em aragonita, a forma estável de carbonato de cálcio que constitui os esqueletos de coral maduros.

"Esses são os mesmos precursores vistos em biominerais de ouriço-do-mar e abalone, que são organismos diferentes de ramos completamente diferentes na árvore da vida, então o fato de que eles usaram exatamente o mesmo mecanismo para formar seus esqueletos é realmente surpreendente, "Gilbert explica.

Em seu novo modelo de crescimento de esqueleto de coral, Gilbert e seus colegas propõem que os corais coletem água do mar em seus tecidos, adicionar materiais, e organizá-los em grandes partículas de carbonato de cálcio amorfo. Só então os animais transportam essas partículas e as prendem a seus esqueletos em crescimento, onde eles lentamente se convertem na aragonita estável. Este padrão de crescimento é mais de 100 vezes mais rápido do que o crescimento molécula por molécula, o que está de acordo com medições anteriores de quão rápido os corais crescem.

Uma vez que esta nova pesquisa indica um papel ativo para os corais no desenvolvimento de seus esqueletos, sugere que eles não estão inteiramente à mercê da composição química do oceano. Embora as condições ácidas sejam conhecidas por dissolver o carbonato de cálcio, o método de construção do esqueleto que Gilbert observou neste estudo deve ser muito mais estável em face da acidificação dos oceanos. Embora os níveis crescentes de dióxido de carbono atmosférico estejam acidificando os oceanos, o novo trabalho sugere que os corais podem suportar esse estresse.

“Se este modo de formação for verificado em outras espécies de coral, então poderia ser um mecanismo mais geral, e isso nos permitiria prever que os corais realmente se formarão tão bem em oceanos acidificados, "diz Gilbert.