Las patologías coralinas, con Explorations de Mónaco

Del 12 al 25 de junio, el coral en Hawái es el tema de la misión de Explorations Mónaco, dirigida por el Centro Científico de Mónaco, en colaboración con la Fundación Príncipe Alberto II de Mónaco y la Fundación Tara.

En las últimas décadas, se ha observado un fuerte aumento de las enfermedades que afectan a los corales constructores de arrecifes, ilustrando el impacto del cambio climático y de la acidificación en la salud de los ecosistemas marinos. Este estrecho vínculo entre el destino del océano y el clima hace temer un aumento exponencial del número de patologías que afectan a los arrecifes. Desde 2009, la Fundación Prince Albert II y la Fundación Tara se han asociado para estudiar estas evoluciones del ecosistema marino

Especializado en el estudio del funcionamiento de los ecosistemas coralinos (tropicales, mediterráneos y profundos), el Centro Científico de Mónaco (CSM) es uno de los principales socios de la expedición Tara Pacific 2016-2018. 

En los arrecifes hawaianos y a bordo de la goleta, el CSM en colaboración con Explorations de Mónaco y la Universidad de Hawái, realizará una misión de muestreo de coral dedicada al estudio de las patologías de corales en Kaneohe Bay, en la costa este de la isla de Oahu.

Los equipos de CSM enfocarán su trabajo en la anomalía de crecimiento, un fenómeno que afecta a más de 40 especies de corales Scleractinia del Indo-Pacífico y del Caribe, un fenómeno cuya etiología permanece desconocida. La patología se caracteriza por la formación, en parte de la colonia coralina, de crecimientos anormales que para algunos investigadores son similares a los tumores, pero cuya malignidad aún no se ha establecido.

El origen de este fenómeno podría implicar microorganismos que pueblan los tejidos enfermos.

El estudio de estos "tumores" puede enriquecer nuestro conocimiento sobre el funcionamiento de los corales, pero también sobre un sistema inmune innato muy similar al nuestro. De hecho, la observación de patologías para comprender el funcionamiento normal de los organismos fue erigida en el dogma de la medicina experimental por Claude Bernard, a mediados del siglo XIX, el fundador de la medicina moderna. Si este dogma es cierto para los humanos, los investigadores monegascos lo aplicarán hoy al coral.

Más allá del interés de este estudio para tratar de mejorar el futuro de los arrecifes de coral, también proporcionará información clave para la aprehensión de problemas biológicos o biomédicos, como las relaciones entre la enfermedad del anfitrión y los microorganismos asociados. Con su doble competencia en biología coralina y en biología médica, el CSM es uno de los pocos laboratorios en el mundo con la expertise necesaria para analizar estas anormalidades de crecimiento del individuo hasta los genes.

Se preparará una primera recolección de organismos sanos e infectados para la extracción inmediata de moléculas de interés, en el Instituto de Biología Marina de Hawái (HIMB), antes de enviarla a Mónaco para su análisis. Otras muestras serán puestas en cuarentena y enviadas vivas a Mónaco para su cultivo controlado. Se tomarán un total de 120 muestras, idealmente de las tres especies principales de coral hawaiano: Porites lobata, P. compressa y Montipora capitata.

.

Ocean Gene Atlas

Ocean Gene Atlas, u OGA, es el nombre dado al nuevo sitio web que permite una exploración de los numerosos y complejos datos producidos por la expedición Tara Oceans. Un equipo del Instituto Mediterráneo de Oceanología (MIO), adscrito al consorcio científico y liderado por Emilie Villar y Pascal Hingamp, ha construido esta herramienta. Ella permite a los científicos interesados interrogar a la enorme base de datos genéticos, medioambientales y taxonómicos de Tara Oceans.

Los datos recolectados por el muestreo global del plancton oceánico realizado por la goleta son públicos y gratuitos. Pero en la práctica, la experiencia necesaria en programación informática para explorarlos era una barrera para muchos científicos. Para superar esto, el equipo de MIO ha creado OGA, que reúne todos los datos complejos y los hace legibles para cualquier investigador interesado en la vida y evolución del plancton marino. Esta iniciativa hace que el potencial de los datos de Tara Oceans sea explotado al máximo y derive en nuevos conocimientos.

Con un simple “clic” y unos pocos segundos de paciencia, un oceanógrafo podrá conocer la distribución global y la abundancia de un gen de interés, todo ello en relación con las condiciones ambientales (temperatura, concentración de oxígeno, pH, salinidad, etc.). También podrá saber qué tipos de organismos llevan este gen en el océano global. Este análisis rápido y detallado puede permitir validar hipótesis sobre la función de un gen, o revelarlo donde no se esperaba, por ejemplo, en el genoma de otros organismos. Todo esto proporciona información valiosa sobre la evolución y la capacidad de adaptación del plancton marino, del que dependen el resto de la cadena alimentaria marina y los equilibrios climáticos.

En la actualidad, la mayoría de los datos disponibles en OGA provienen de la expedición Tara Oceans: más de 150 millones de genes, sin hablar de los datos ambientales y taxonómicos. El catálogo de OGA se expandirá gradualmente, al ritmo de las campañas oceanográficas. Por ejemplo, pronto se agregarán datos de las muestras de Tara Polar Circle. Algunas características del sitio también se mejorarán, en particular el análisis taxonómico.

Los corales de Hawái

Nueva etapa para la expedición Tara Pacific. Durante una semana, la goleta dará la bienvenida a los especialistas en coral para el muestreo en el archipiélago de Hawái. Uno de los objetivos de esta escala es de proporcionar 120 muestras al Centro Científico de Mónaco, interesado en los "tumores" observados en tres arrecifes coralinos, incluido el de Kanehoe Bay en Hawái.

De estas excrecencias, que afectan a unas cuarenta especies de coral, no sabemos mucho. De dónde vienen, cómo se propagan y cómo responden al aumento de las temperaturas o a la acidificación de los océanos. Es precisamente para comprender mejor este fenómeno que el CSM ha establecido un protocolo de muestreo en el que se tomarán muestras de organismos y tumores sanos en 10 colonias diferentes.

La mitad de ellos serán tratados en el acto: su ADN será extraído en el Hawaii Institute of Marine Biology. La otra mitad será enviada a Mónaco donde será cultivada. Luego, los especialistas de biología coralina trabajarán con biólogos médicos para realizar análisis avanzados, tanto sobre la descripción fisiológica, bioquímica y molecular de estos tumores, como sobre la presencia de oncogenes, los genes que favorecen la apariencia de cáncer

A través del análisis de los tumores, los científicos esperan comprender el mecanismo de aparición  de estos y, más ampliamente, el de la biomineralización de los arrecifes, o sea la forma en que el coral forma su esqueleto y la simbiosis que establece con las algas circundantes.

También podrán ampliar el análisis a tumores humanos, gracias a la información clave que proporcionará para la comprensión de problemas biológicos o biomédicos, como las relaciones entre la enfermedad del huésped y los microorganismos asociados.  

Caroline Britz

La contaminación plástica

La contaminación plástica: la solución no vendrá de la limpieza del Océano

Por Jeff Ghiglione, Director de Investigación, CNRS, en Ecotoxicología

y Romain Troublé, Director General de la Fundación Tara Expéditions

Hoy en día, las imágenes impactantes de bolsas de plástico, botellas y redes de pesca derivando en los mares, están navegando por las redes sociales más que cualquier otro tema relacionado con el Mar. Ellas provocan la indignación, y florecen las iniciativas a favor del Océano. Sin embargo, ¿qué debemos entender realmente sobre este flagelo, nacido hace solo cinco décadas? ¿Cuál es la realidad, más allá del ruido mediático convertido en alboroto? A la luz de la investigación científica, la solución no se encontrará en el mar.

Barcos recolectores de basura y recicladores, redes gigantes para recuperar plásticos flotantes en la superficie, colectivos de ciudadanos…La movilización y las ideas se multiplican en todo el mundo. Resaltan los problemas, y contribuyen así a la protección del Océano.

Pero más allá del efecto de imagen y de la cobertura mediática necesaria de este tema, este alboroto actúa como una cortina de humo. Al comunicar demasiado sobre "continentes de plástico" que podrían limpiarse con soluciones milagrosas, dejamos de lado lo esencial.

Para los científicos involucrados con la Fundación Tara, es urgente destacar la contaminación invisible que resulta ser la más dañina: los micro-plásticos. Más pequeñas que un grano de arroz, estas partículas interactúan con una gran cantidad de organismos marinos y representan un peligro potencial, aún poco documentado, para toda la cadena alimentaria marina. Del plancton a nuestro plato.

Al analizar las cifras, 250 billones de partículas flotan a escala del Mar Mediterráneo. Uno se pregunta cómo deshacerse de una contaminación tan extendida a nivel planetario. Los investigadores muestran que, contrariamente a la idea cada vez más generalizada de un único "continente de plástico", tal un conglomerado, de hecho, hay micro-plásticos en todas partes, incluso en el Ártico. Estos micro-plásticos, por supuesto, no se recogerán. Y los marineros que conocen la inmensidad del Océano saben bien que la "recolección" es vana ante la extensión de la plaga. Las soluciones tendrán que venir de la tierra.

A bordo de Tara, los científicos que estudian la degradación y las interacciones con organismos vivos no ven otra alternativa que limitar drásticamente los plásticos de un uso único, administrar mejor los desechos en tierra, evitar que lleguen al mar, e inventar nuevos materiales. Porque son pocos los plásticos llamados biodegradables que realmente se degradan en el mar.

Por supuesto, lo que limpiamos en las playas o en el océano son fuertes símbolos pedagógicos. Pero es fundamental apoyar la investigación e innovación en plásticos biodegradables, en embalaje del futuro, en diseño ecológico de los productos.

Para la Fundación Tara, comprometida con este tema desde hace diez años, la ciencia debe permitir la toma de decisiones políticas reales, y convencer a la industria y a los consumidores por igual.  Lejos de los clichés de un mar-basurero, de las imágenes de tortugas estranguladas o de aves marinas muertas en las playas, es también en los hemiciclos políticos que debemos innovar para una economía circular. Al igual que la movilización internacional para resolver el problema de la capa de ozono, es al G7, a la ONU, a la Unión Europea, que le compite elevar este tema a la problemática de salud pública internacional.

Jeff Ghiglione, Romain Troublé.

Alta mar, rumbo hacia Hawai

¿Por qué el Océano Pacífico se llama así? Hay días de primavera cuando, en la cubierta barrida por las olas, uno se lo pregunta. En la timonería, Yohann Mucherie, el capitán, mira el pronóstico del tiempo, no muy satisfecho. Viento, sin duda, que forma un mar corto, pero no bien orientado. Para esta primera noche de la larga travesía del Pacífico, no izaremos las velas y serán los dos motores Cummins de 350 caballos de fuerza  que nos empujarán hacia Hawai.

Entre Tokio y Hawái, no hay coral. Pero eso no significa que la ciencia se detenga a bordo. Dirigido por Fabien Lombard, Lorna, Rumi  e Hiro, implementan  diferentes métodos de muestreo de aguas superficiales para recuperar, muestrear, observar y conservar cuidadosamente las especies de plancton recolectadas.

La oportunidad es demasiado buena para dejarla escapar: en la continuidad de la expedición Tara Oceans, 4 años de muestreo de plancton en todo el mundo, el recorrido entre Japón y Hawái permitirá completar y actualizar el mapeo de la presencia de estos organismos, la base de toda la cadena alimentaria y, por lo tanto, de la vida marina. Y, en particular, la del coral cuyas larvas son, por supuesto, parte del plancton.

Todo está listo a bordo Tara: el wetlab en cubierta, donde las muestras de agua recolectadas son  filtradas, colocadas en frascos, incluso en nitrógeno líquido,  para ser analizadas más adelante; el drylab, resguardado adentro, donde ya se puede, en tiempo real, realizar análisis sobre la composición de las muestras.

Pero el mar tiene sus propias reglas y, para nuestros primeros días en el Pacífico, el mar no parece querer hacer concesiones a la ciencia y a los nuevos tripulantes. El viento se hace más fuerte, el oleaje crece, Tara rueda, y no hay mucha gente en la cena. Las muestras tendrán que esperar.

En la timonería, los cuatro marineros están reunidos. Loïc Caudan, el jefe mecánico, Charlène Gicquel, el segundo capitán,  y Louis Wilmotte, el jefe de cubierta,  rodean al capitán. Miran los mapas del clima que todavía no anuncian buenas noticias. Hay mucho viento, pero no es completamente favorable a nuestra ruta. Los marineros intentan ver cómo aliviar a los organismos debilitados en estas primeras horas deportivas, estabilizando un poco el barco. Mientras esperan para enviar más tela, deciden izar la trinquetilla, que hará contrapeso al balanceo. Unas horas después, bajo una llovizna penetrante, enfrentarán nuevamente los elementos para izar el yankee y el trinquete. El viento cambia, decide empujar a Tara hacia Hawái.

Las caras cambian de color. La mesa de Sophie, la chef, se llena de nuevo. Ella no escatima esfuerzos en su estrecha cocina. No importan balanceo ni cabeceo. Sophie prepara repostería, talla hierbas finas, y asegura que los productos frescos comprados en Japón pueden durar tanto como sea posible. "No vamos a terminar comiendo solo enlatados ¿o sí?".

03:00 h en punto de la madrugada. Yohann entrecierra los ojos frente al mapa de  la corriente Kuroshio, enviado por Mercator, el centro francés de análisis y predicción oceánica, socio de la Fundación Tara. Kuroshio es la segunda corriente marina después de Gulf Stream. Se origina en las cálidas aguas de las Filipinas, llevando abundante fauna y flora planctónica que permite la presencia muy septentrional de coral en Japón. Al encontrarse con las frías aguas del Pacífico Norte, termina girando en el este del archipiélago japonés. Pero aquí, esta noche, el Kuroshio y sus aguas a 22 grados están justo en frente de nosotros. "Vamos a ir, no solo interesará a la ciencia, sino que también nos hará ganar dos nudos".

La cubierta de Tara se anima temprano en la mañana. El clima mejora, podemos izar todas las velas.  Marineros y científicos rodean el HSN, la red de alta velocidad. Arrastrada en popa, recoge muestras de agua a través de un filtro de 300 micras.

A estribor, es el Dolphin que está navegando a un costado del casco. Captura el agua superficial, bombeada y transportada en cubierta donde pasa a través de un filtro de 20 micras. Los cuatro científicos están trabajando meticulosamente en todas estas muestras. Y repiten la maniobra al anochecer. La ciencia debe aprovechar toda oportunidad climática.

Una semana de navegación, y la pequeña comunidad de Tara se ha formado. Los marineros y los científicos no solo se codean.  Aprenden a conocerse,  aprenden unos de otros. Todos están dispuestos cuando se debe izar las velas. Todos están dispuestos para vigilar las redes en el agua. Todos están aprendiendo a reconocer los copépodos. Todos finalmente sabrán cómo hacer un nudo de silla.  "El espíritu Tara", recalca Charlène. Sus ojos brillan del  placer de estar aquí.

 
Caroline Britz, a bordo de Tara, mayo de 2018

Kuroshio

Tara entra de una vez en condiciones del océano. Lo menos que podemos decir es que el inicio es deportivo. Al salir de la bahía de Tokio, la goleta encuentra un sistema de baja presión. Mucho viento y un fuerte oleaje tumban buen número de tripulantes durante las primeras 48 horas de navegación. La fuerza del mar, sin embargo, no impide que los marineros icen trinquetilla, trinquete y yankee. Eso estabiliza el barco y alivia enseguida algunos organismos.

En estas condiciones climáticas difíciles, Tara aprovecha un auxiliar de navegación: la corriente Kuroshio, la segunda corriente marina más poderosa del mundo, después del Gulf Stream. Al establecer su curso sobre el de Kuroshio, la goleta gana hasta dos nudos en su velocidad sobre el fondo. Una verdadera cinta rodante acuática.

Además de sus cualidades náuticas, el Kuroshio también interesa a los científicos. Alimentada por las aguas cálidas de los Trópicos y la fuerza de Coriolis, la corriente proporciona condiciones favorables para el desarrollo de los arrecifes de coral en Japón, mucho más al norte que el resto de los corales del mundo. "En términos biológicos, es una zona súper activa, gracias a la mezcla y subida de aguas profundas que llevan nutrientes, nitrógeno y fósforo. Esto permite que el plancton prospere", explica Fabien Lombard.

Las primeras muestras tomadas cerca de esta gran corriente nos muestran ya una fuerte presencia de diatomeas, un fitoplancton. Prometedores comienzos para nuestra gran travesía hacia Hawái.

Caroline Britz

Preparativos

Pontón de Ariake, al sur de Tokio. Desde la línea de metro aéreo, se pueden divisar los mástiles de Tara plantados en medio de la capital japonesa. Después de su visita en 2017, la goleta regresa para una escala dedicada a visitas del público. Para la tripulación, son principalmente los últimos días para preparar el barco antes de cruzar el Pacífico Norte y reanudar el protocolo científico.

Durante dos días, Louis Wilmotte, jefe de cubierta, y Loïc Caudan, mecánico en jefe, despliegan habilidades de funámbulos en los mástiles para reemplazar a algunos de los obenques fatigados. Una operación bastante espectacular realizada bajo la supervisión de Jean Collet, quien fue el primer capitán de Tara, y que viene de Francia especialmente para la maniobra.

De su lado, los científicos viven una fase intensa.  Fabien Lombard, investigador  en el laboratorio de Villefranche-sur-Mer, líder científico durante esta travesía, prepara el material de muestreo que se utilizará diariamente. Lo acompaña un grupo franco-japonés. Rumiko Yamamoto e Hiroaki Takebe llegan de la Universidad de Kyoto para participar en la expedición;  Lorna Foliot, francesa, del LCSE (Laboratorio de Ciencias del Clima y el Medio Ambiente) embarca por primera vez en Tara.

En el mar, estos cuatro tendrán mucho que hacer. Una vez fuera de las aguas de Japón, los científicos realizarán una estación todas las mañanas durante la cual recogerán agua superficial. Temperatura, acidez, color del agua, concentración de plancton...Unos 50 parámetros serán analizados en cada muestra.

Su objetivo: documentar con precisión la influencia de estos diferentes parámetros ambientales en la estructura y diversidad de los arrecifes de coral del Pacífico. "Gracias a la expedición Tara Pacific, se pudieron tomar muestras a lo largo de las corrientes del Océano Pacífico. Por lo tanto, es posible seguir las condiciones de viaje de las larvas de coral, que son parte del plancton. Esto nos permitirá comprender los mecanismos de colonización de las diferentes especies de coral”, explica Fabien.

Durante esta travesía, Fabien probará un nuevo modelo de red de alta velocidad, que permite recoger muestras a una velocidad de hasta 9 nudos. "Probaremos este prototipo  para ver si funciona bien y si es posible desarrollarlo a mayor escala". La idea es de poder proponer a los navegantes voluntarios que lo instalen en sus barcos y así participar en la recopilación mundial de datos:

plankton-planet.org 

Tara se posiciona en la ciencia participativa.

Caroline Brit