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04-08-2015 : Informe

Creación de ‘supercorales’: un intento de contrarrestar el calentamiento de las aguas del océano

Con los arrecifes de coral de todo el mundo cada vez más amenazados por unos océanos más calientes y ácidos, los científicos están criando corales de forma selectiva para crear especies con mayores oportunidades de sobrevivir en los próximos siglos. ¿En el futuro tendremos corales genéticamente modificados?

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Este verano, en Hawái, en el ritual anual de reproducción de los corales, que consiste en liberar esperma y óvulos en el agua a la luz de la luna, Ruth Gates supervisará un apareamiento único: la unión de “supercorales” en su laboratorio.

Gates y su equipo del Institute of Marine Biology, en Kaneohe, etiquetaron a los corales en sus aguas locales que sobrevivieron a la atroz ola de calor el pasado mes de septiembre. Este mes, algunos de estos robustos ejemplares serán recogidos para llevar a cabo matrimonios concertados, y esperemos que nos proporcionen crías mejor adaptadas para sobrevivir en las aguas más cálidas que tendremos en el futuro. Gates piensa que será el primer apareamiento selectivo de corales que se lleva a cabo para tratar de ayudarles a crecer ante el cambio climático.

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Australian Institute of Marine Science

La investigadora Madeleine van Oppen recoge fragmentos de coral para su proyecto de cría.

Gates y su colega, Madeleine van Oppen, del Australian Institute of Marine Science, han sido premiadas con 3,9 millones de dólares de la filantrópica organización de Paul G. Allen, Vulcan Inc., por este y otros trabajos sobre la “evolución asistida” de corales: un intento para fortalecer intencionadamente el material genético de los arrecifes para que puedan sobrevivir a los azotes del cambio climático. “Esta idea de la cría centrada en las especies más fuertes no es nada especialmente nuevo”, afirma Gates, y añade: “Lo estamos haciendo en la agricultura y ganadería desde hace miles de años.”

El trabajo puede ser complicado, a los corales no le gusta que los toquen cuando se reproducen. Y además es un tema controvertido, ya que para algunos la idea de intervenir de forma activa en los ecosistemas coralinos es desconcertante, puesto que se convierte un medio natural en un entorno planificado, que puede tener menos biodiversidad y ser menos resistente a los desafíos inesperados como las enfermedades. La idea de jugar con la genética de corales es aún más delicada, aunque el trabajo actual se centre en la mera reproducción selectiva de los corales más resistentes, en vez de la opción, mucho más controvertida, de obtener corales genéticamente modificados.

Un experto propuso ‘cultivar’ y restaurar los arrecifes de coral de la misma manera que la silvicultura administra los bosques

Pero Gates piensa que eso es necesario. Los estudios realizados en la Gran Barrera de Coral y en el mar Rojo han demostrado que la velocidad a la que los corales calcifican sus duros esqueletos ha disminuido entre un 15% y un 30% desde 1990 gracias al estrés térmico. Un influyente informe de 2008 sobre el estado de corales a nivel mundial mostraba que desde 1950 se había perdido un 20% de las extensiones de coral en todo el mundo. En agosto del 2014, 20 especies de coral se clasificaron inesperadamente como especies amenazadas, en virtud de la Ley de Especies en Peligro de Estados Unidos, por lo que la lista aumentó a un total de 22.

El culpable de todo es el cambio climático, que genera olas de calor que devastan las algas simbióticas que viven en los corales y tiñe mortalmente de blanco a los animales, junto con la creciente acidez que literalmente disuelve a los corales. Localmente, los arrecifes también se enfrentan a enfermedades, redes de pesca que barren el fondo del océano, contaminación del agua y huracanes. “Los arrecifes de coral son sorprendentemente resistentes y han sobrevivido a los devastadores golpes de los desastres naturales del pasado”, escribe el ecologista evolucionario Les Kaufman de la Universidad de Boston (Boston University). Pero añade que nunca antes se habían enfrentado a todos estos desafíos al mismo tiempo.

El plan habitual para conservar los corales es crear un área marina protegida para limitar los daños de la pesca y la contaminación. Pero muchos piensan que se necesita una intervención más proactiva. “Los corales crecen tan lentamente que solo necesitan reproducirse una vez cada 100 años”, explica David Vaughan, director ejecutivo del Mote Tropical Research Laboratory, en los Cayos de Florida. “Pero después de matar a tantos, no queremos esperar tanto tiempo a que lo hagan ellos mismos”.

Existe un atajo. En 1995, Baruch Rinkevich, del National Institute of Oceanography de Israel, en Tel Aviv, propuso que los investigadores empezaran a “cultivar” arrecifes de coral a gran escala, restableciendo los corales de manera activa, de la misma forma que la silvicultura gestiona los bosques. La idea es simple: reunir los trozos rotos de coral y hacerlos crecer en un vivero en condiciones controladas (como lo hacen los coleccionistas desde hace décadas) para, a continuación, replantarlos donde sea necesario. Pero este enfoque se enfrenta a los siguientes desafíos: A menudo, los corales replantados son devorados por hambrientos peces loro o aniquilados por enfermedades. Y la escala es abrumadora. Algunos arrecifes de coral crecen solo un milímetro al año y existen unos 285.000 kilómetros cuadrados de arrecifes de coral en todo el planeta.

Los proyectos de viveros han demostrado que pueden impulsar el crecimiento de corales. Una vez plantados en el océano, algunos viveros de coral alcanzan un orden de magnitud más reproductivo que sus hermanos naturales, explica Rinkevich. “Han tenido el mejor comienzo en la vida”, explica. En Florida, Vaughan ha aprendido cómo aumentar drásticamente algunos índices de crecimiento especialmente lentos: Su equipo corta quirúrgicamente los fragmentos de coral donante en pequeños trozos para promover una regeneración más rápida. Para doblar el tamaño de un cuarto de fragmento se solía tardar varios años; ahora se tarda meses. Hasta la fecha, en todo el mundo se ha logrado cultivar con éxito en viveros más de 100 especies de coral.

Hasta la fecha, los proyectos de restauración de coral todavía son solo una gota en el océano

Pero estos proyectos todavía son solo una gota en el océano. El proyecto más grande, que abarca de las Filipinas hasta Florida, ha replantado decenas de miles de corales y el total global se sitúa en unos 100.000, lo que en conjunto cubre quizá menos de tres kilómetros cuadrados. Algunos tienen la esperanza de aumentar esa cifra. “Tengo el reto personal de no retirarme hasta que haya plantado un millón de corales”, manifiesta Vaughan, de 61 años.

Rinkevich también ha solicitado financiación para llevar a cabo un proyecto con un millón de corales en Tanzania. A esa escala, confían en que esa ‘gota’ empezará a tener un impacto ecológico. “Si pudiéramos plantar 10 millones de corales cuerno de alce podríamos quitarlos de la lista”, estima Vaughan. “Así que solo necesito otros nueve locos como yo”, dice riendo, y mucha financiación también, con un coste de entre 1 y 10 dólares por coral.

Independientemente de la escala, esos esfuerzos son inútiles si los corales mueren, que a veces es lo que ocurre. En un proyecto de Bolinao, en Filipinas, las plantaciones fueron arrasadas por las malas condiciones meteorológicas, entre ellas dos supertifones y tres tifones normales. “No tuvimos suerte. Muchos murieron”, explica Rinkevich. Para hacer frente a esas dificultades, los ecologistas necesitan asegurarse de que no solo plantan una gran cantidad de corales, sino de que plantan los corales correctos. “Queremos asegurarnos de que escogemos a los ganadores”, manifestó Vaughan.

Este mes de julio, en su laboratorio de Florida, Vaughan puso en marcha algunos tanques ajustables que permitirán a su grupo controlar la temperatura y el pH con los que se cultivan sus pequeños corales. De esta forma pueden seleccionar a los más resistentes para plantarlos en el océano en el futuro. Del mismo modo, van Oppen estudia las respuestas del coral a las condiciones de estrés en el simulador de ambientes marinos más grande del mundo, situado en Australia, una instalación con tanques de más de 3.400.000 litros de agua salada. Y el año pasado, Stephen Palumbi, biólogo marino de la Universidad de Stanford (Stanford University), en California, empezó a construir su propio ‘arrecife inteligente’ en la Isla de Ofu, en la Samoa Americana, con los corales más resistentes que pudo encontrar. Los arrecifes experimentales de Palumbi se vieron afectados por las aguas cálidas y en enero empezaron a blanquearse. Ahora, él y su equipo están evaluando si a los corales trasplantados desde una piscina de agua cálida les va mejor que a otros corales de la región.

Los investigadores no necesitan saber los genes específicos involucrados para llevar a cabo la cría selectiva, pero sí que necesitan saber que los rasgos son hereditarios. Trabajos recientes sugieren que sí que lo son. Mikhail Matz, de la Universidad de Texas (University of Texas), en Austin, y sus colegas han cruzado cuatro colonias de coral de dos lugares distintos de la Gran Barrera de Coral de Australia para conseguir 10 familias diferentes de crías, y también han probado su capacidad de sobrevivir en aguas calientes a 35,5 °C, o 96 °F. Han descubierto que el hecho de proceder de corales ubicados en una zona cálida incrementa hasta cinco veces las posibilidades de sobrevivir.

La modificación genética para la conservación ecológica es muy rara, pero no sin precedentes

Matz sostiene que la mejor forma de utilizar estos genes es simplemente reuniendo algunos corales de agua caliente y trasladarlos para que puedan difundir sus genes de adaptación mediante la reproducción natural. Esta “migración asistida” podría ser más barata y menos arriesgada que los proyectos de vivero. “La selección de coral en cautiverio podría limitar seriamente la variación genética en sus crías”, afirma, y añade: “No creo que entendamos del todo las bases genéticas de la tolerancia del coral para poder ser realmente capaces de guiar su evolución de una forma significativa”.

En 2008, Ove Hoegh-Guldberg, director del Global Change Institute y profesor de ciencias marinas en la Universidad de Queensland (University of Queensland), en Brisbane, Australia, coescribió un artículo provocador en Science para apoyar la investigación de la migración asistida de corales y otros animales. Pero él mismo se describe como un hombre pragmático. “Creo que algunos de estos aspectos podrían ser de utilidad a escala local, tal vez para reconstruir un arrecife para que los turistas vengan a verlo, eso tendría sentido desde el punto de vista económico”, manifiesta, y añade: “Pero hay que recorrer un largo camino para llegar desde unas ambiciones idealistas hasta la replantación de los arrecifes de todo el mundo”.

También destaca que lo más importante es garantizar que la comunidad mundial trabaje de forma conjunta para estabilizar las emisiones de dióxido de carbono y las temperaturas de los océanos: “Si no se hace así”, afirma Hoegh-Guldberg, “cualquier intento de restauración está condenado a fracasar por el rápido cambio climático”.

Mientras tanto, van Oppen, Gates y más gente están tratando para descubrir cuál es la mejor forma de conseguir que las plantaciones de coral crezcan. Paralelamente a los programas de cría selectiva, también verán cuál es la mejor forma de conseguir que los corales se aclimaten a las nuevas condiciones. Hay indicios de que solamente con cultivar los corales en condiciones adversas se puede activar su capacidad latente de hacer frente a dichos entornos de forma que se puedan transmitir a la siguiente generación.

También se trabaja con zooxantelas, unas algas que viven en simbiosis con los corales y que a veces huyen cuando las aguas se calientan demasiado. Están tratando de acelerar la mutación genética de las algas, mediante cócteles químicos o radiación, por ejemplo, con la esperanza de toparse con una nueva variante que ayude a resistir el calor.

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Van Oppen afirma que incluso están “jugando un poco” al intentar unir intencionalmente determinadas variantes de genes para crear corales genéticamente modificados (GM) diseñados para afrontar el calor o el ácido. “Aunque”, se apresura a decir, “cuando lo hacemos nos encontramos con una gran resistencia. Por ese motivo esto no recibimos ninguna subvención de Paul Allen.” La modificación genética en la conservación ecológica es muy rara, pero no sin precedentes: Los investigadores han conseguido que castaños americanos modificados genéticamente resistan a plagas de hongos, a pesar de que aún no tienen permiso para plantarlos.

Van Oppen predice que la resistencia a este tipo de proyectos se desvanecerá a medida que pase el tiempo y la situación de los corales empeore. “A finales del año pasado presenté estas ideas a la Autoridad del Parque Marino del Gran Arrecife de Coral”, explica van Oppen, y añade: “Se mostraron muy entusiasmados con la idea de desarrollar estas tecnologías ‘por si acaso’.”

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Nicola Jones

ACERCA DE LA AUTORA
Nicola Jones es una periodista freelance residente en Pemberton, British Columbia, en las afueras de Vancouver. Con conocimientos de química y oceanografía, escribe sobre las ciencias de la física, en gran parte para el periódico Nature. También ha colaborado con medios como Scientific American, Globe and Mail y New Scientist y ejerce de periodista científica residente de la Universidad de British Columbia (University of British Columbia).