Una investigación revisada por pares muestra ritmos diarios de microbios alrededor de arrecifes de coral y propone esos ciclos como indicadores tempranos de estrés ambiental.
Hallazgos y relevancia de los ritmos microbianos en arrecifes de coral
Un estudio revisado por pares, liderado por un equipo con base en Israel, concluye que los arrecifes de coral ordenan ritmos diarios en bacterias y microalgas que flotan en su entorno inmediato. Los autores describen cambios repetidos a lo largo del día. Ante la presión del cambio climático sobre los arrecifes, sostienen que conocer esos ciclos ofrece una vía práctica de vigilancia, porque variaciones microbianas pueden delatar alteraciones ambientales antes de que el daño resulte visible.
Desde Eilat, Miguel J. Frada destacó una diversidad particular y patrones diarios notables, clave para el bienestar y el funcionamiento de estos ecosistemas. Interpretó los resultados como un avance conceptual que abre la puerta a comprender mejor la fisiología y la ecología de los arrecifes. A su juicio, la dinámica diaria alrededor del coral revela procesos que la investigación tradicional suele pasar por alto y que, sin embargo, sostienen el equilibrio cercano al arrecife.
Según Frada, los microbios reaccionan a variaciones en las condiciones y probablemente influyen en la salud de los corales y de otros animales del arrecife. Por esa razón, una alteración de sus ritmos diarios puede anticipar contaminación, calentamiento oceánico o blanqueamiento. En el proyecto participaron Herdís G. R. Steinsdóttir, posdoctoral bajo su dirección, y Derya Akkaynak, del Instituto Interuniversitario de Ciencias Marinas en Eilat y de la Universidad de Haifa. Science Advances difundió el artículo recientemente.
Frada recordó que los arrecifes prosperan por regla general en mares cálidos repartidos por el planeta. Nacido en Portugal, reside en Eilat desde 2015 y trabaja con su equipo junto al arrecife del norte del Golfo de Aqaba, en el mar Rojo. Define a los arrecifes como puntos calientes de diversidad, presentes en el Caribe, Asia Oriental, Australia y Eilat. La comparación entre regiones ayuda a identificar rasgos universales y orienta la vigilancia ambiental.
Claves del muestreo y hallazgos principales del estudio
- Muestreo cada seis horas durante tres días, en verano e invierno.
- Secuenciación genética, citometría de flujo, imagen microscópica y análisis químicos.
- Menos bacterias y microalgas en el agua del arrecife que en mar abierto.
- Protistas heterótrofos con picos nocturnos de hasta un ochenta por ciento.
- Symbiodiniaceae con picos cercanos al mediodía; la hora del día resulta crítica.
Vacíos de conocimiento y métodos para observar la vida microbiana
El estado del conocimiento se apoya en enfoques centrados en el propio organismo. Según Frada, la mayor parte de lo sabido sobre corales proviene de estudios del coral, de grandes organismos como peces o esponjas, o de microorganismos que viven dentro del coral, como algas diminutas que alimentan su crecimiento. Se sabe mucho menos sobre microorganismos que viven alrededor de corales e interactúan con ellos, una zona capaz de cambiar a lo largo del día.
El equipo centró la mirada en el agua inmediata al arrecife. Frada resumió el objetivo como una observación de la diversidad microbiana asociada a los corales y de su importancia. A diferencia de abordajes anteriores, el muestreo no se limitó a bacterias. Los científicos incorporaron la diversidad de otras formas microscópicas, incluidos eucariotas, organismos unicelulares con núcleo, para retratar el conjunto de actores del agua del arrecife en distintas horas del día.
El equipo recolectó agua en torno a los corales cada seis horas durante tres días consecutivos, tanto en verano como en invierno. La estrategia permitió comparar estaciones y, al mismo tiempo, captar oscilaciones dentro del día. Frada describió esta frecuencia de análisis como alta. Sin ese ritmo, se pierden señales que revelan dinámica y secuencias temporales, y un muestreo más espaciado pasaría por alto variaciones que marcan el funcionamiento del sistema durante un ciclo diario.
Mediante secuenciación genética, los investigadores leyeron el ADN presente en las muestras para identificar organismos y estimar abundancias relativas. El análisis describió bacterias, microalgas y otros eucariotas microscópicos en cada punto temporal. El equipo sumó citometría de flujo, técnica que cuenta y clasifica células minúsculas al pasar por un láser. Además usó tecnologías de imagen con microscopios y cámaras para ver microbios y registrar cambios sin depender solo del ADN. También midió nutrientes y gases disueltos.
Resultados sobre abundancia, depredación y ciclos de algas simbiontes
Según los autores, el agua del arrecife mostró de forma constante muchas menos bacterias y microalgas que el mar abierto cercano. El patrón apunta a una eliminación activa de microbios por organismos del arrecife, ya sea por consumo directo o por procesos naturales de filtración. Ese balance sugiere un control que opera de manera continua en la interfase entre agua y coral y que afecta la estructura de las comunidades invisibles alrededor del arrecife.
En sentido opuesto, protistas heterótrofos, depredadores microscópicos que se alimentan de bacterias, aumentaron durante la noche y en algunos momentos alcanzaron incrementos de hasta un ochenta por ciento. El cambio nocturno destacó por su regularidad en verano e invierno. Los autores interpretaron esos picos como una señal del peso de la depredación en la estructura poblacional, porque la oscuridad incrementa la actividad, reduce bacterias y modifica el equilibrio del agua con efectos sobre flujos de materia.
El equipo destacó otro resultado sobre Symbiodiniaceae, algas microscópicas asociadas al coral que aportan energía por fotosíntesis y contribuyen a la construcción de arrecifes. El análisis detectó rastros genéticos en el agua y picos constantes cerca del mediodía. El aumento sugiere liberación desde los corales o mayor actividad durante horas de luz, en relación con radiación solar y metabolismo del coral, un esquema que coincide con el máximo observado en esa franja horaria.
Para Herdís G. R. Steinsdóttir, estos ritmos microbianos diarios resultaron tan fuertes como, y a veces más fuertes que, las diferencias estacionales. La hora del día emerge como un factor crítico al estudiar comunidades microbianas asociadas a arrecifes, de modo que una sola muestra diaria no capta el sistema completo. Los microbios interactúan con el coral, sirven como alimento y ayudan a reciclar subproductos; ese intercambio cotidiano sostiene el equilibrio cercano en el agua del arrecife.