p Um novo estudo traz uma reviravolta surpreendente - pode-se até dizer uma espiral dupla - em nossa compreensão de como os recifes de coral reagem ao aquecimento e à acidificação do oceano. Também oferece a possibilidade de um sistema de alerta precoce para os eventos de branqueamento induzidos pelo calor que estão prejudicando cada vez mais os recifes de coral em todo o mundo. p Os eventos de branqueamento de corais - quando o estresse interrompe a parceria que beneficia tanto os corais quanto as algas que normalmente vivem em seus tecidos - ocorrem quase cinco vezes mais frequentemente do que há apenas quatro décadas. Esses eventos devastaram grandes áreas de habitats de recifes de coral vibrantes, bem como a pesca e o turismo que cultivam, ameaçando assim os US $ 375 bilhões que os cientistas estimam que recifes saudáveis ​​acrescentam à economia global a cada ano.

p No estudo atual, Emily Rivest, do Instituto William &Mary de Ciência Marinha da Virgínia, e seus colegas usaram uma técnica genômica de ponta para testar se o aquecimento e a acidificação do oceano podem afetar o hospedeiro coral de forma diferente de seu parceiro de algas. O estudo, publicado na última edição da Fronteiras na ciência marinha , foi coautor de Morgan Kelly da Louisiana State University, Melissa DeBiasse, da University of Florida, e Gretchen Hofmann da Universidade da Califórnia, Santa Barbara.

p A equipe de pesquisa continuou expondo um grupo de larvas de coral e suas algas simbiontes às águas do aquário aquecidas e acidificadas às condições projetadas para o ano de 2100, enquanto mantém um grupo de controle nas condições atuais de temperatura e pH. Eles então compararam como as células de coral e algas desses grupos experimentais e de controle diferiam em termos de expressão gênica.

p A expressão gênica se refere ao processo pelo qual uma célula lê seu código genético, copiando pedaços selecionados de DNA dentro de seu núcleo e usando esses "transcritos" para fazer proteínas para o crescimento e manutenção celular. No sentido mais amplo, a expressão do gene é o motivo pelo qual seu fígado não desenvolve olhos ou vice-versa. Mas para cada tipo de célula - seja fígado, corneal, coral, ou algas - a expressão diferencial dos genes de um organismo também determina aspectos mais sutis da estrutura e função celular, como a taxa de metabolismo ou a produção de enzimas.

p Importante para o estudo atual, mudanças na expressão gênica também se correlacionam com o estresse. Os pesquisadores, portanto, usaram essas mudanças para avaliar quais células - coral ou algas - são mais afetadas pela água excessivamente quente ou pela acidez corrosiva.

p Para surpresa dos pesquisadores, eles descobriram que o estresse altera a expressão do gene de forma mais perceptível nas algas. Diz Rivest, "Vimos mais diferenças na expressão do gene no simbionte do que no coral, o que foi muito interessante, porque acho que as pessoas presumem que o coral - já que é o animal e é maior - estaria no controle e com maior probabilidade de mudar. "Os pesquisadores descobriram que 89 genes foram expressos diferencialmente nas células de algas, enquanto apenas 17 foram diferencialmente expressos no coral.

p Um avanço técnico

p Estudos anteriores de branqueamento de coral foram prejudicados pelas dificuldades técnicas de dizer se os fragmentos genéticos usados ​​para avaliar as mudanças na expressão do gene eram do animal coral ou de seu simbionte de algas. A equipe de Rivest superou esse desafio comparando seus fragmentos observados com aqueles em bibliotecas genéticas recentemente desenvolvidas para cada grupo de organismos.

p “Podemos usar esses novos recursos de bioinformática para dizer 'OK, encontre o par, '", diz Rivest." Isso é realmente emocionante, especialmente para corais, que são animais difíceis de trabalhar em termos de geração de dados de sequência. Até recentemente, simplesmente não tínhamos bibliotecas genéticas boas o suficiente para fazer esse tipo de trabalho com eficiência. "

p Estudos anteriores também se concentraram principalmente em corais adultos. Ao olhar para as larvas e seus parceiros de algas em vez disso, A equipe de Rivest ajudou a iluminar um estágio importante e vulnerável no ciclo de vida de um coral.

p "Nossos resultados, "diz Rivest, "mostram que as algas desempenham um papel mais importante do que pensávamos anteriormente, mesmo durante este estágio muito inicial e crítico da história de vida. Se você não tiver sucesso no estágio larval, não terá novos corais adultos no recife. termos de recifes que persistem no futuro, o sucesso desta fase inicial é a chave. "

p Um aviso prévio?

p A descoberta surpresa da equipe tem implicações importantes para a compreensão, monitoramento, e proteger os recifes de coral ameaçados pelo branqueamento.

p “Quando procuramos o branqueamento, frequentemente medimos a cor do coral, que reflete o número de simbiontes que estão lá, "diz Rivest. Os simbiontes de algas contêm pigmentos fotossintéticos que dão aos tecidos de coral quase transparentes sua cor. Quando os corais estão estressados ​​e perdem suas algas, o que se torna visível é sua base, esqueleto tipicamente esbranquiçado, dando-lhes uma aparência desbotada.

p "Mas, "diz Rivest, "nosso estudo sugere que mesmo que você não tenha um coral branqueado, a relação entre o simbionte e o coral pode ser muito diferente. Portanto, é importante ir além de quantos simbiontes existem - realmente precisamos entender como essa relação está mudando, e bem antes de os simbiontes partirem. "

p "Se pudéssemos prever quando ocorrerá o branqueamento, " ela diz, "talvez pudéssemos tentar resgatar esses recifes - protegê-los, transplantar corais selecionados - o que quer que funcione para evitar que esses eventos massivos aconteçam. Portanto, precisamos saber quais são os sinais de alerta. Se você pudesse identificar uma assinatura de expressão de gene particular, ou uma atividade elevada ou uma proteína particular, então você saberia o que medir e procurar com eficiência. "

p Rivest reconhece que a única maneira verdadeiramente realista de reduzir o branqueamento do coral é limitar as atividades humanas que levam ao aquecimento do oceano. Mas ela acha que um sistema de alerta precoce também pode desempenhar um papel na resposta da sociedade.

p "A melhor solução para o branqueamento de corais é abordar a tendência de aquecimento global do oceano, "ela diz." Um sistema de alerta precoce não pode impedir que esses eventos aconteçam, mas poderia nos ajudar a mitigar as perdas e ajudar os recifes de coral a persistirem de uma forma ou de outra no futuro. "