Los océanos se están calentando y acidificando rápidamente en el contexto del cambio climático, lo que amenaza el sensible ambiente marino, incluidas las esponjas de los arrecifes de coral.
El calentamiento de los océanos y su acidificación pueden afectar la salud del huésped y el microbioma asociado, pero pocos estudios han investigado estos efectos, que generalmente se analizan de forma aislada, en un componente específico. Las esponjas de mar son esenciales para los ecosistemas marinos. Desempeñan un papel fundamental en el océano, ya que brindan refugio y alimento a un abanico de criaturas marinas, reciclan nutrientes al filtrar miles de litros de agua de mar diariamente y son anfitriones de microbios que pueden ser la clave para algunos de los problemas médicos más apremiantes y de retos que nos enfrentamos hoy.
Ahora, los científicos de la Universidad de Nueva Gales del Sur (UNSW) han descubierto que cuando una esponja marina tropical se expone a temperaturas más cálidas, pierde un microbio importante, lo que podría explicar por qué muere el tejido de la esponja. El último estudio, publicado en ISME Communications, ha revelado que al exponer las esponjas marinas a un aumento de temperatura de 3 °C, un microbio esencial abandona la esponja, lo que puede causar envenenamiento de los tejidos.
La colaboración entre investigadores de la UNSW, Heidi Luter del Instituto Australiano de Ciencias Marinas y James Bell de la Universidad Victoria de Wellington, ha agregado una pieza importante al rompecabezas sobre el impacto del cambio climático en las poblaciones de esponjas en todo el mundo. “Ya hemos visto que las olas de calor marinas acaban con ellas en el Mediterráneo y afectan a las esponjas en Nueva Zelanda -indica Emmanuelle Botté, especialista del Centro de Innovación y Ciencias Marinas de la Facultad de Ciencias Biológicas, Terrestres y Ambientales de la Universidad de Nueva Gales del Sur en Australia y autora principal del estudio-. Estamos viendo que algunas especies de esponjas no son tan resistentes al cambio climático como pensábamos al principio. Esta investigación revela que la ruptura de la simbiosis entre el huésped y sus microbios podría crear un desequilibrio químico en la esponja y provocar su descomposición”.
Es que enlazada a los microbios, las esponjas marinas, antiguas criaturas que habitan en el mar, a menudo se confunden con plantas, pero son animales estacionarios y, de hecho, son algunas de las más antiguas de la Tierra. “Se remontan a 545 millones de años -indica Botté-. Viven en simbiosis con microbios, que cumplen funciones vitales para la esponja: reciclan nutrientes, producen energía y defienden a la esponja de depredadores y enfermedades. Algunos microbios incluso desintoxican su cuerpo. Son como el hígado y los riñones de la esponja”.
Esta relación esencial entre las esponjas y los microbios está bien documentada. La ciencia también ha demostrado que algunas especies son particularmente vulnerables a las temperaturas más cálidas del agua. “Realizamos este estudio porque sabíamos que algunas esponjas eran sensibles a las condiciones climáticas futuras, pero queríamos saber por qué -afirma Botté-. Al igual que tú y yo, las esponjas necesitan un microbioma saludable para sobrevivir. Sospechábamos que los cambios en los microbios y, lo que es más importante, lo que hacen en las esponjas, podrían explicar por qué algunas especies de ellas luchan en aguas más cálidas”.
Este estudio se centró en una especie de esponja que se encuentra comúnmente en la Gran Barrera de Coral y en el océano Indo-Pacífico occidental: Stylissa flabelliformis.
”Puedes encontrar esponjas en todas partes del lecho marino, desde los trópicos hasta los polos”, dice Botté. Pero el equipo analizó la composición microbiana de esta esponja, conocida por su sensibilidad al aumento de temperatura de 28,5 °C a 31,5 °C.
“Bajo estas mismas condiciones, vimos que había grandes diferencias en el tipo de microbios encontrados en una esponja saludable en las temperaturas más frías y en una necrótica o moribunda en las aguas más cálidas”, sigue Botté.
Un cambio en particular se destacó. “Un grupo de microbios conocido como arqueas representó el 10% de todos los microbios en la esponja sana. Y no pudimos verlo en absoluto en la esponja necrótica. Descubrimos que este microbio era el único que podía desintoxicar el amoníaco producido por la esponja. Y sin este microbio, el amoníaco tóxico se habría acumulado en el tejido”, confirma la especialista. Parece que la simbiosis entre Stylissa flabelliformis y sus microbios no es lo suficientemente flexible para adaptarse a las altas temperaturas que se prevé que se conviertan en promedios para finales de siglo.
El impacto potencial del calentamiento de las aguas sobre las esponjas y los microbios marinos no es una perspectiva lejana. “Usamos condiciones que representan no solo los promedios futuros, sino también los extremos de hoy, ya que hemos visto temperaturas de 1,5 °C a 3 °C por encima de lo normal durante semanas en Australia, sostiene Botté.
Además de proporcionar alimento y refugio a otros organismos, las esponjas son importantes para el descubrimiento de fármacos. “En los océanos, la gran mayoría de las moléculas que tienen propiedades antitumorales o antipatógenas son producidas por invertebrados marinos y, en particular, por microbios que viven en simbiosis con esponjas -dice Botté-. Estas simbiosis son clave para la salud de los océanos y una mina de oro para moléculas de interés farmacéutico y comercial”. El equipo de investigación detrás de este último trabajo ha querido enfatizar el riesgo que los cambios climáticos representan para la diversidad microbiana en la Tierra. “No solo afecta a los grandes animales. Existe el riesgo de erosionar la biodiversidad de los más pequeños y de los microbios que albergan, que son clave para la salud de los océanos y, en general, para la vida en nuestro planeta”, concluye la especialista.
Junto a Botté, esta investigación contó con el aporte de Holly Bennet, J. Pamela Engelberts, Torsten Thomas, James J Bell, Nicole S. Webster y Heidi M. Luter.
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