El aumento de la intensidad de los huracanes, impulsado por el cambio climático, está generando nuevos desafíos para la supervivencia de los arrecifes de coral.
Un estudio reciente realizado por Justin J. Kim y Nishka A. Shah en la Escuela Secundaria Thomas Jefferson de Ciencia y Tecnología, ubicada en Virginia, ha revelado que las fluctuaciones de salinidad provocadas por lluvias intensas y escorrentía de agua dulce durante estos fenómenos naturales desencadenan respuestas complejas en los cnidarios, organismos esenciales en los ecosistemas marinos.
La investigación, publicada en la revista científica Ocean-Land-Atmosphere Research, utilizó como modelo experimental a la anémona de mar Exaiptasia diaphana, un ejemplar que comparte características con los corales y permite experimentación controlada en laboratorio.
Los científicos sometieron a estos animales a distintos regímenes de salinidad, simulando las condiciones que se producen en las costas tras el paso de huracanes, y posteriormente evaluaron su tolerancia al calor, la densidad de sus algas simbióticas (Symbiodiniaceae) y la expresión de la proteína de choque térmico Hsp70, un marcador de resistencia al estrés.
Estrés moderado que fortalece, estrés severo que daña
Uno de los hallazgos más destacados fue que las fluctuaciones moderadas de salinidad no solo no resultaron perjudiciales, sino que aumentaron la densidad de Symbiodiniaceae, el crecimiento y la termotolerancia de las anémonas, probablemente gracias a una mayor expresión de Hsp70.
En este grupo, la densidad media de algas simbióticas cuadruplicó la observada en el grupo control, según reportaron los autores. Además, la expresión de Hsp70 se incrementó 3,7 veces respecto al control, lo que sugiere una activación de mecanismos de defensa que mejoran la resiliencia frente al estrés térmico.
Sin embargo, cuando la salinidad descendió a niveles severos, se observó un cambio drástico. Los efectos negativos del estrés osmótico superaron la capacidad de respuesta de Hsp70, lo que se tradujo en un aumento del blanqueamiento y un deterioro de la salud de las anémonas.
En este grupo, la densidad de Symbiodiniaceae cayó a 960,5 ± 204,3 células/mg y la expresión de Hsp70 se redujo a solo 0,27 veces la del control. El blanqueamiento, medido como el incremento porcentual de la blancura media tras el ensayo de calor, se disparó en los ejemplares sometidos a estrés térmico, frente al de los controles sin calor.
El efecto acumulado de fluctuaciones frecuentes
El estudio también exploró el impacto de la frecuencia de las fluctuaciones de salinidad. El grupo expuesto a cambios moderados pero más frecuentes mostró una disminución significativa en la densidad de Symbiodiniaceae y una menor capacidad de recuperación, lo que indica que la repetición de episodios de agua dulce puede agravar el deterioro de los arrecifes.
Estos resultados apuntan a una respuesta de tipo hormético: el estrés osmótico moderado puede fortalecer los mecanismos de defensa y aumentar la tolerancia al calor, mientras que el estrés severo o repetido agota estos recursos y conduce a daños irreversibles.
Kim y Shah señalaron al respecto que “la respuesta dependiente de un umbral en Exaiptasia diaphana, donde el estrés moderado mejora la termotolerancia pero el estrés severo la compromete, representa una contribución novedosa a la comprensión de las respuestas horméticas en sistemas modelo de cnidarios bajo condiciones que simulan la precipitación de agua dulce”.
Implicaciones para un clima más extremo
El diseño experimental incluyó cinco grupos de anémonas, sometidos a diferentes ciclos de salinidad: un control, fluctuaciones leves, moderadas, severas y un grupo de fluctuaciones moderadas pero más frecuentes.
Tras cinco semanas de tratamiento, se evaluaron parámetros como el crecimiento (diámetro del disco pedal), la salud general, la densidad de simbiontes y la expresión génica. El crecimiento fue mayor en el grupo de fluctuación moderada, mientras que los grupos de fluctuación severa y moderada frecuente mostraron un estancamiento o reducción del tamaño corporal.
La metodología incluyó técnicas de cuantificación celular, análisis de imágenes para medir el blanqueamiento y ensayos de expresión génica mediante RT-qPCR. El análisis estadístico, realizado con el software R, empleó pruebas de normalidad, ANOVA y Kruskal–Wallis, así como comparaciones post-hoc para identificar diferencias significativas entre los grupos.
El trabajo de Kim y Shah subraya que el aumento en el número de huracanes, asociada al cambio climático, puede provocar episodios de hiposalinidad que superan la capacidad de adaptación de los cnidarios, comprometiendo la salud de los arrecifes de coral. Así, aunque el modelo experimental utilizado presenta limitaciones para extrapolar directamente a los ecosistemas naturales, los autores destacan la urgencia de restaurar los hábitats marinos para preservar estos sistemas vitales.
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