Que fatores governam o sucesso das algas como "inquilinos" de seus hospedeiros de coral, tanto em condições ideais quanto quando as temperaturas oceânicas aumentam? Uma equipe de especialistas liderada pela Victoria University of Wellington que inclui Arthur Grossman da Carnegie investiga essa questão.

Os corais são invertebrados marinhos que constroem grandes exoesqueletos a partir dos quais recifes coloridos são construídos. Mas essa construção de recifes só é possível por causa de uma relação mutuamente benéfica entre o coral e várias espécies de algas unicelulares chamadas dinoflagelados, que vivem dentro das células dos pólipos de coral.

Essas algas são fotossintéticas, o que significa que, como as plantas, eles podem converter a energia do Sol em energia química na forma de alimento. Muitos dos nutrientes derivados fotossinteticamente sintetizados por uma alga servem como alimento para seu hospedeiro coral, enquanto o hospedeiro, por sua vez, fornece à alga nutrientes inorgânicos essenciais, incluindo dióxido de carbono, nitrogênio na forma de amônio, e fosfato. Contudo, o aquecimento do oceano devido à mudança climática está fazendo com que muitos corais percam seus inquilinos de algas nativos - junto com os nutrientes que eles fornecem - um fenômeno chamado branqueamento. Se o coral branqueado não for recolonizado com novos inquilinos de algas, ele pode morrer.

Algumas espécies de algas dinoflageladas formam essas relações simbióticas com vários tipos de coral, outros são mais específicos.

"Estamos interessados ​​em compreender os processos celulares que mantêm essas relações preferenciais, "Grossman disse." Também queremos saber se é possível que mais tolerante ao calor, algas não preferidas podem reviver comunidades de corais branqueados, mesmo que a relação seja menos eficiente. "

Outros organismos, como as anêmonas do mar, fazem parte do mesmo filo do coral, chamado cnidaria; eles também hospedam algas, mas são mais fáceis de estudar. Neste artigo - publicado por The ISME Journal —Os pesquisadores analisaram as diferenças na função celular que ocorreram quando um tipo de anêmona chamada Exaiptasia pallida foi povoada por dois gêneros diferentes de algas dinoflageladas — um nativo e altamente suscetível ao branqueamento térmico e o outro, que não é nativo, mas é mais resistente ao calor.

"Neste estudo, esperamos elucidar proteínas que funcionam para melhorar a troca de nutrientes entre a anêmona e suas algas nativas e por que o sucesso da anêmona é comprometido quando hospeda as algas não nativas resistentes ao calor, "Grossman disse.

A equipe descobriu que anêmonas colonizadas por algas nativas expressavam níveis elevados de proteínas associadas ao metabolismo de nitrogênio orgânico e lipídios - nutrientes que podem ser eficientemente sintetizados como consequência da atividade fotossintética das algas. Essas anêmonas também sintetizaram uma proteína chamada NPC2-d, considerada a chave para a capacidade do cnidário de pegar as algas e reconhecê-las como parceiras simbióticas.

Em contraste, anêmonas com as proteínas expressas do inquilino não nativo associadas ao estresse, o que provavelmente reflete uma integração menos ótima dos metabolismos dos dois organismos.

"Nossas descobertas abrem portas para estudos futuros para identificar proteínas-chave e mecanismos celulares envolvidos na manutenção de uma relação robusta entre a alga e seu hospedeiro cnidário e as formas nas quais o metabolismo dos organismos está integrado, "Grossman concluiu.