El descubrimiento de grupos de dos tipos de bacterias en los tentáculos de coral arroja luz sobre su papel en la salud de los arrecifes de coral

Los arrecifes de coral son ecosistemas intrincados con relaciones complejas entre especies, donde cada organismo, desde una diminuta bacteria hasta una almeja gigante, desempeña un papel vital en el mantenimiento de la salud del arrecife.

Nuestro nuevo estudio revela otra capa de complejidad en los arrecifes de coral.

Descubrimos la presencia de grupos de dos tipos de bacterias dentro de los tejidos de los corales, que extrañamente incluían un pariente cercano de la bacteria que causa la clamidia.

Estos nuevos hallazgos, publicados en avances en la ciencia, indican que estas bacterias pueden interactuar tanto con el coral huésped como entre sí. Se necesita más trabajo para comprender si estas interacciones son beneficiosas o perjudiciales para el coral.

El microbioma coralino

Al igual que los humanos, los corales tienen un microbioma bacteriano diverso que está estrechamente relacionado con su salud. Por lo tanto, comprender las complejas relaciones entre los corales y las bacterias es fundamental para comprender cómo funcionan los corales.

Las bacterias pueden ayudar a los corales con varios procesos biológicos, como mover y procesar nitrógeno o azufre, o producir compuestos antibacterianos que protegen a los corales contra patógenos. Si bien la mayoría de estas bacterias viven en la capa de moco que cubre la superficie del coral, algunas bacterias se encuentran dentro de los tejidos del coral.

Hay muy poca información disponible sobre las bacterias asociadas a los tejidos, pero probablemente sean algunos de los miembros más importantes del microbioma del coral.

Para obtener más información, se recolectaron muestras de un experimento a largo plazo en la especie de coral Pocillopora acuta de la Gran Barrera de Coral, realizado en el Instituto Australiano de Ciencias Marinas, con sede en Townsville. Estas muestras se enviaron a nuestro laboratorio en la Universidad de Melbourne para investigar las escurridizas bacterias asociadas a tejidos.

Una aguja brillante en un pajar

El primer desafío fue ver las bacterias: son muy pequeñas.

Para ello, utilizamos una técnica denominada «hibridación fluorescente in situ». Esencialmente, agregamos sondas fluorescentes al coral que se unen específicamente a las bacterias. Cuando son excitadas por un rayo láser, estas sondas (y por lo tanto las bacterias) se encienden.

Encontramos que las bacterias formaron grandes grupos en los tentáculos de nuestros corales. ¿Por qué nosotros tentáculos? Realmente no lo sabemos, pero creemos que podría estar relacionado con la nutrición o la defensa, ya que los tentáculos están involucrados tanto en la captura de presas como en la repulsión de depredadores.

Después de encontrar estos grupos bacterianos, queríamos saber qué tipo de bacterias eran. Por lo general, para identificar el microbioma bacteriano de un coral, las muestras de coral se trituran y el ADN de todas las bacterias se secuencia y se compara con el de otras bacterias conocidas.

Sin embargo, solo estábamos interesados ​​en las bacterias en grupos de tentáculos, por lo que esta técnica no funcionaría ya que no discriminaría bacterias en tejido, moco, intestino, esqueleto, etc.

En su lugar, utilizamos una técnica llamada «microdisección por captura láser» para cortar con precisión porciones muy pequeñas de tejido, como los grupos formados por bacterias. Con esta técnica, pudimos recolectar muestras exclusivamente de bacterias asociadas a tejidos y secuenciar su ADN para identificarlas y comprender sus funciones.

¿Los corales contraen clamidia?

Encontramos dos tipos de bacterias en los agregados de tentáculos de coral.

Uno es miembro de Chlamydiales, un orden bacteriano que contiene los patógenos responsables de las infecciones por clamidias en los mamíferos. Este es un hallazgo sorprendente, ya que nunca antes se habían informado infecciones por clamidia en los corales.

Se sabe que las clamidias roban energía de su anfitrión, en forma de trifosfato de adenosina (conocido como ATP, esta es la principal fuente de transferencia de energía en las células). Este parasitismo energético es la base de la enfermedad que estas bacterias provocan en mamíferos como los humanos y los koalas.

En colaboración con expertos en Chlamydiales de la Universidad de Viena, Austria, el Dr. Astrid Collingro y el profesor Matthias Horn, demostramos que esta bacteria depende de los nutrientes y la energía que le proporciona el coral para sobrevivir.

Además, también es posible que esta especie obtenga nutrientes y energía de otras bacterias asociadas a los corales, algo que nunca antes habíamos visto.

Para aquellos de nosotros que trabajamos para comprender todo lo que podamos sobre la biología de los corales, la posibilidad de que las bacterias que viven dentro de los tejidos de los corales interactúen entre sí es bastante emocionante.

Si bien estos nuevos Chlamydiales exhiben muchas similitudes con los patógenos de mamíferos, se examinará si son dañinos o beneficiosos para los corales más adelante este año durante una visita del Dr. Maire a la Universidad de Viena.

Hacia enfoques de conservación basados ​​en microbiomas

Las otras bacterias presentes en los tejidos de los corales pertenecen al género Endozoicomonas. Se sabe que estas bacterias son comunes en los corales y generalmente se consideran beneficiosas.

En nuestro estudio, encontramos que las Endozoicomonas pueden producir varias vitaminas B y compuestos antimicrobianos, lo que confirma su potencial para brindar beneficios a los corales hospedantes, ya que los corales por sí mismos no pueden producir ciertas vitaminas B.

Los corales están amenazados por una serie de factores, incluido el cambio climático. De hecho, se estima que sin intervenciones importantes, la mayoría de los arrecifes de coral desaparecerán para 2035. Salvar estos arrecifes requerirá nuevos enfoques para la conservación y restauración de corales.

Una solución potencial involucra a los probióticos. De la misma manera que comemos yogur lleno de probióticos para mejorar nuestra salud intestinal, inocular corales con bacterias beneficiosas puede mejorar su resistencia a las altas temperaturas.

Pero antes de que se puedan implementar estas soluciones basadas en microbiomas, debemos comprender exactamente cómo funcionan las bacterias asociadas a los corales.

Estudios como el nuestro están comenzando a desentrañar cómo los corales y las bacterias interactúan entre sí y si los probióticos de coral son una opción para preservar estos ecosistemas vitales y hermosos.