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La resistencia de los corales al calentamiento global puede depender del hierro

El acceso limitado al hierro a altas temperaturas perjudica el crecimiento y la función de las microalgas que viven dentro de las células de coral.

Primer plano de coral

Según un nuevo estudio, la capacidad del coral para responder al calentamiento de las temperaturas del océano puede depender en parte de la cantidad de hierro en el medio ambiente. / Foto: Penn State

EurekAlert | Penn State

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La respuesta de los corales al cambio climático podría depender en parte de la ya escasa cantidad de hierro disponible en su entorno, según un nuevo estudio dirigido por investigadores de Penn State. El estudio revela que la combinación de temperaturas del agua caliente y niveles bajos de hierro compromete las algas que viven dentro de las células de coral, lo que sugiere que los niveles limitados de hierro, que podrían disminuir con el calentamiento de las aguas del océano, podrían exacerbar los efectos del cambio climático en los corales.

"Los corales son la base de uno de los ecosistemas más importantes del mundo", dijo Todd LaJeunesse, profesor de biología en Penn State. "Apoyan cantidades significativas de biodiversidad, protegen nuestras costas de las tormentas, proporcionan un hábitat para nuestras pesquerías e impulsan nuestras economías con sus oportunidades para el turismo. El cambio climático afecta no solo a los corales, sino también a sus microalgas simbióticas y la asociación entre ellos. En este estudio, exploramos dos aspectos del cambio climático: el calentamiento de las aguas y las cantidades alteradas de metales traza como el hierro, en las algas".

Los investigadores encontraron anteriormente que las microalgas fotosintéticas que viven dentro de las células de coral, que proporcionan hasta el 90% de las necesidades nutricionales diarias del coral a través de la fotosíntesis, tienen demandas muy altas de hierro.

"En este estudio, encontramos que limitar el hierro disponible redujo las tolerancias al calor de dos especies de microalgas, que potencialmente podrían tener efectos en cascada sobre el coral y el ecosistema del arrecife", dijo Hannah Reich, estudiante de posgrado en biología en Penn State en el momento de la investigación y como autor del estudio.

En su estudio, que aparece en línea el 30 de septiembre en la revista Journal of Phycology , los investigadores investigaron los efectos de las altas temperaturas del agua y la disponibilidad limitada de hierro en el crecimiento de dos especies de microalgas cultivadas en el laboratorio, una especie que se encuentra típicamente en aguas tropicales y una de zonas más templadas. A altas temperaturas y hierro limitado, ambas especies crecieron pobremente en comparación con temperaturas moderadas y niveles normales de hierro.

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"Las altas temperaturas aumentan las demandas metabólicas, lo que obliga a las microalgas a trabajar más para funcionar correctamente", dijo Reich. "También aumenta la dependencia de procesos que requieren hierro, como la fotosíntesis y la asimilación de otros nutrientes. Descubrimos que, a altas temperaturas, las microalgas necesitaban más de cinco veces más hierro para alcanzar tasas de crecimiento típicas y exponenciales".

La disponibilidad limitada de hierro a altas temperaturas también comprometió la capacidad fotosintética de las algas, reduciendo su eficiencia, lo que los investigadores creen que contribuye a la reducción del crecimiento en estas condiciones. Además, las temperaturas más cálidas afectaron las cantidades relativas de metales traza dentro de las algas, conocidas como sus perfiles metálicos.

"Estas alteraciones podrían indicar diferencias en el uso de metales, probablemente afectando las funciones biológicas en las que se utilizan", dijo Reich. "Notablemente, con hierro limitado, las especies más tropicales crecieron mejor y tenían una capacidad fotosintética menos comprometida a altas temperaturas y una mayor reserva de muchos metales traza".

"Nuestros resultados también destacan que los perfiles de metales traza podrían ser una métrica con la que evaluar la sensibilidad al calor o la tolerancia entre las especies de simbiontes", dijo LaJeunesse. "Además, el acceso a concentraciones más altas de metales traza puede mejorar la tolerancia de un coral al estrés térmico".

En el futuro, los investigadores planean explorar cómo cambian los requisitos de metales traza en diferentes condiciones en el campo, y explorar los impactos del hierro limitado y las aguas calientes en las microalgas que viven dentro de un huésped.

"Si bien es importante comprender cómo el acceso a los suministros de hierro puede afectar la capacidad de los corales para responder a los factores estresantes del cambio climático, todavía existe una necesidad imperiosa de reducir las emisiones de dióxido de carbono para combatir la crisis climática", agregó Reich.