Kimbe Bay, corales resistentes al calor

Este martes 14 de noviembre, llegamos a unas pocas millas de Kimbe, capital de la provincia de West New Britain. A lo largo de la costa norte de esta isla de Papúa Nueva Guinea, hemos completado las últimas millas sin viento y con ayuda de los motores.
 

Una sucesión de volcanes, algunos aún activos; Islotes de roca de lava, donde florece una exuberante vegetación tropical: Durante las últimas horas de navegación, el paisaje ya anuncia la vecina Indonesia. Esta noche, en un anclaje bien protegido, Tara está se encuentra a unos escasos 5° al sur del ecuador.

No estamos allí por casualidad. Kimbe Bay es un importante sitio de biodiversidad: se comenta que  hospeda el 60% de las especies de coral presentes en el área Indo-Pacífico. Este corazón del Triángulo de Coral sería también el lugar de origen de todos los corales. Según Alfred Yohang Ko'ou, nuestro observador científico de Papúa, "esta es la cuna, el primer nido de todos los corales del Pacífico. Las corrientes oceánicas habrán hecho el resto dispersando estas poblaciones madres”.

Con 110 kilómetros de ancho por 60 de largo, Kimbe Bay será estudiado por el equipo científico, dirigido por Rebecca Vega Thurber (Oregon State University); Aquí, se programan tres nuevos sitios de muestreo.

Primera inmersión de exploración y muestreo en la entrada de Kimbe Bay: se confirma la extraordinaria biodiversidad y la salud del pólipo en estas aguas muy calientes, con un promedio de 30 °C.  Es un punto de particular interés para los investigadores: ¿por qué no se blanquea el coral en aguas tan cálidas?

En medio de un área de más de cien volcanes visibles desde la orilla, tenemos el privilegio de contemplar los más violentos de esta zona, los picos Vulcan y Tavurvur, cerca de la nueva ciudad de Rabaul. Las fumarolas que escapan de la caldera del Vulcan, con fuertes olores a azufre, nos recuerdan que estos gigantes parcialmente dormidos engulleron la antigua Rabaul en 1994.

El coral vive aquí en aguas cuyas temperaturas son, entre otras cosas, influenciadas por este ambiente, donde se conjugan los estreses térmicos. ¿Los corales de Kimbe Bay traerán nuevos elementos para comprender mejor por qué estas colonias son resistentes a tales temperaturas, vinculadas a la intensa actividad volcánica circundante?

Simon Rigal, capitán de Tara desde Whangarei, Nueva Zelanda, desembarca pronto. Samuel Audrain toma el relevo.

Vincent Hilaire.

El Triángulo de Coral

Antes de abandonar las aguas de las Islas Salomón, Rebecca Vega Thurber, bióloga de la Universidad del Estado de Oregón, y coordinadora científica de esta etapa, comenta las inmersiones realizadas en los tres sitios de muestreo.

«El Triángulo de Coral es reconocido por su importante biodiversidad y su excepcional cobertura coralina. Antes de estas primeras inmersiones, yo estaba ansiosa por descubrir el corazón del sistema mundial de corales, los arrecifes más bellos del mundo. Y no me han decepcionado, todo lo contrario; Y eso que, como microbióloga, acostumbro observar arrecifes y colonias.

Me asombró. Eso excedió todas mis expectativas: nunca antes, yo había visto tantas especies de corales reunidas. Una cobertura de coral extremadamente densa de los fondos. Estaba en presencia de una estructura en 3D, con todos los tipos de colonias posibles, en todos los niveles.

Estas impresiones son particularmente ciertas para el primer sitio, donde quedé deslumbrada por el tamaño de los peces, la variedad de especies y su forma. En este primer lugar, había de todo. Esto muestra cuán saludables son estas colonias.

El segundo sitio fue también increíble, con espectaculares cantiles de coral, una biodiversidad aún extraordinaria. No tenía suficientes bolsas de muestreo para recolectar todas estas especies de coral. 

En el tercero, claramente, la situación era otra. Todavía muy hermoso, pero con muchas macro algas y, por lo tanto, unos desequilibrios de los ecosistemas. Cuando se ven demasiadas algas marinas así, es porque los peces no se las comen. La causa, a menudo, se encuentra del lado de la sobrepesca, o de la contaminación del agua.

Son muchas las especies que vi por primera vez en mi vida. A veces, en un mismo lugar, hasta 25 tamaños diferentes de 24 especies. Sin hacer un recuento estricto, estimo que vimos 450 especies diferentes entre estos tres spots. 

El Triángulo de Coral fue el escenario de numerosas evoluciones pasadas. Se puede comparar con África para la Humanidad, la cuna de todas las colonias del mundo. Estos corales-madres, por así llamarles, se han extendido desde allí a todas partes del mundo. Están pre-adaptados a las aguas poco profundas, donde hay mucha luz natural y altas temperaturas. Es posible que hayan evolucionado y  se hayan adaptado a las nuevas condiciones extremas en los océanos.

La gran diversidad de especies de peces ayuda a los corales a mantener una resistencia al cambio climático. Trabajan juntos, como una comunidad. Cuando un arrecife pierde su diversidad, pierde su capacidad de resistencia a los cambios, él deja de amortiguar los impactos.

Durante los últimos tres años, ocurrieron episodios de blanqueamiento en otros lugares; Estos arrecifes no son inmunes. Con la presión de las actividades humanas, incluida la sobrepesca y la tala de los bosques, las islas Salomón pueden ser las próximas víctimas en la lista."

 Entrevista por Vincent Hilaire.

La acidificación de los océanos

Cada día, los océanos absorben una cuarta parte del CO2 antrópico emitido en la atmósfera, lo que modifica la química del agua de mar y acarrea una acidificación de los océanos debido a la disminución del pH del agua. El coral, al igual que otras especies calcificadas, se ve directamente afectado por este proceso de acidificación.

Durante la escala de Tara en Keelung, Taiwán, hemos entrevistado a Alexander Venn, científico investigador del Centro Científico de Mónaco, de visita en la National Taiwan Ocean University. Alexander Venn estudia la calcificación y la regulación del pH de los corales.

Desde la década de 1990, oímos mencionar la acidificación del océano. ¿Nos puede explicar exactamente de qué se trata?

La acidificación del Océano es un proceso en el cual el CO2 emitido en la atmósfera, acidifica el océano. No podemos decir que el océano es realmente "ácido"; Solamente se vuelve menos alcalino, debido a la disminución progresiva del pH del agua de mar. El dióxido de carbono es un gas ácido, que se disuelve en el agua de mar. Hoy, estimamos que la acidez de los océanos ha aumentado en un 30% desde el comienzo de la revolución industrial.

Cuando los investigadores consideraron seriamente el tema de la acidificación hace unos 20 años, la comunidad científica ya estaba preocupada por los efectos nocivos sobre los corales. Ahora sabemos con certeza que, en respuesta a la acidificación, muchos corales construyen sus esqueletos más lentamente.

También hemos descubierto que los corales saben cómo controlar y regular relativamente bien su pH interno. Cuando observamos una caída del pH del agua de mar, eso se acompaña de una disminución mucho menor del pH en el coral, donde él calcifica. Este principio se aplica a todos los organismos, animales y plantas: una parte muy importante de su fisiología está dedicada al control de su pH interno. Nosotros también debemos controlar nuestro pH sanguíneo porque si aumenta o disminuye demasiado, morimos.

¿Este descubrimiento es buena o mala noticia?

La buena noticia, es que los corales son potencialmente más resistentes de lo que esperábamos. El problema es que, de todos modos, su pH interno disminuye con la acidificación del agua de mar, lo que repercute en la calcificación.

Pero también planteamos la hipótesis de que los corales destinan más energía a la regulación de su pH interno cuando el pH del agua de mar disminuye. Si gastan una gran parte de su energía en esta regulación, tienen menos energía para dedicarse a otros procesos que son esenciales para la vida.

¿De qué procesos está hablando?

De la calcificación en sí. Sabemos que a medida que el pH del agua de mar disminuye y los corales luchan por controlar su pH interno, algunos de ellos producen un esqueleto más poroso y, por lo tanto, potencialmente más frágil, con grandes cavidades.

Imaginemos: Digamos que el carbonato de calcio de un esqueleto de coral es como el cemento o los ladrillos para una casa. Estos ladrillos se vuelven más costosos de producir. Si comparamos el esqueleto de coral con una casa, él  construirá una vivienda con pasillos, habitaciones y ventanas más grandes, pero como resultado, paredes más delgadas. Durante una tormenta, la estructura es menos resistente. 

Eso es lo que nos preocupa. Hemos demostrado que este fenómeno ocurre en una especie importante de coral, en Taiwán: Stylophora pistillata, el coral digitiforme (en forma de dedos). Es un gran coral ramificado que se encuentra en todo el Pacífico, el Mar Rojo y el Océano Índico. También es importante señalar que Stylophora pistillata es una especie relativamente resistente y que, aunque todas las especies de coral son capaces de controlar su pH interno, su capacidad para hacerlo varía. Con esto quiero decir que algunos corales son más vulnerables a la acidificación de los océanos que otros.

Necesitamos extender nuestra investigación a otras especies de coral para comprender el impacto de la acidificación en la calcificación de los corales.

Entrevista por Noëlie Pansiot (mayo del 2017).

Shikine, otro laboratorio de la acidificación del Océano

 Y

Video

Guadalcanal, Honiara

Zarpamos de Poum con solo 8 almas a bordo, disfrutando de una navegación con velas en medio del Mar de Coral.

Guillaume Bourdin, ingeniero oceanógrafo del laboratorio de Villefranche (Francia), aprovecha las buenas condiciones meteorológicas entre Poum y las islas Salomón  para lanzar las redes e instrumentos de un programa de 6 estaciones en movimiento: muestreo genómico, taxonomía, imágenes, biogeoquímica, óptica, aerosoles... 

La última noche de navegación nos trae fragancias nuevas: arboles resinosos,  tierra húmeda, flores...El anuncio de una isla de Guadalcanal cercana. Al alba, aparece una espesa cobertura forestal, una alfombra verde, dominada por una cadena de picos volcánicos atrapando las nubes. Las aguas turquesas a lo largo de la costa que bordeamos por 160 km, son el terreno de cacería de pequeños delfines al acecho de atunes.

Llegamos a Honiara este 18 de octubre, después de cuatro días cómodos. Pero pronto, nos impacta el contraste. Llegando de Nueva Caledonia y de una Melanesia mejor dotadas, descubrimos  en los muelles  de esta ciudad capital de 85 mil habitantes, la vida difícil de este archipiélago, sus pequeños ferris oxidados trayendo los habitantes de las islas vecinas, sus cargueros fondeados en espera de leños, y sus aserraderos por doquier, signos de una intensa explotación del bosque. 

  

Víctima de un ciclón devastador en 1986, de dos terremotos en 2007 y 2013, y de una actual inestabilidad política, el archipiélago de las Salomón es el más pobre de esta región del Pacífico.

Nos quedaremos atracados 2 días antes de salir a explorar 3 arrecifes cercanos. Nos alcanza aquí un nuevo equipo científico, liderado por la bióloga Rebecca Vega Thurber ((Oregon State University,  USA), que se quedará hasta Papúa-Nueva Guinea.

Vincent Hilaire.

El futuro del coral

Francesca Benzoni, de la Universidad de Milán-Bicocca, Italia, forma parte de la misión  Entrecasteaux-NC 2017 con el IRD en Nueva Caledonia. Bióloga especialista del coral, estuvo a bordo de Tara en este leg. También fue el primer coordinador científico del estudio del coral realizado en Tara Oceans 2009-2013, una expedición entonces dedicada al plancton.

Hoy, ¿cuál es la situación general y, en particular, en Nueva Caledonia?

"Hoy, está claro que hay un problema global. En 2016, el blanqueamiento explotó por primera vez en Nueva Caledonia, donde trabajo actualmente. Sin embargo, en 2017, el fenómeno no se repitió aquí, mientras causó nuevos estragos en la Gran Barrera de Coral australiana, ya afectada en el pasado.

Vemos un aumento del número de fases de calentamiento. Sabemos que la acidificación de los océanos se combina con este aumento de las temperaturas. Científicamente, estamos experimentando un momento histórico excepcional para el estudio de todos estos problemas.

Nueva Caledonia es un territorio coralino, un arrecife separado, un caso especial. Este arrecife es muy rico en biodiversidad y su salud fue muy buena hasta 2016. Desde entonces, a pesar de que todavía está libre de grandes olas de mortalidad como en Australia, es más vulnerable a pesar de su capacidad de recuperación.

El tiempo de vida de un coral es mucho más limitado que el periodo de un arrecife. Los arrecifes no desaparecerán de inmediato, incluso si los corales mueren. Seremos testigos,  después de cada ola de blanqueamiento cada vez más frecuente, de los cambios de composición de la comunidad subacuática.

No hay duda de que habrá cambios en las comunidades coralinas. Algunas especies dominarán, otras se adaptarán. O no. Estos cambios ya están ocurriendo, y con el tiempo, podemos decir que las situaciones se redistribuirán, que todo se puede alterar.

Por lo tanto, es importante comprender y descubrir la identidad de las especies, cómo se posicionan en relación con el cambio climático.

Nos queda claro que hay una aceleración bajo el agua. Si bien entendemos los factores y procesos de deterioro, al contrario, su dinámica nos plantea interrogantes.

El enfoque de la salud del coral, tomando en cuenta el contexto microbiano, es el enfoque correcto, es el carácter muy innovador de Tara Pacific. Pero estamos lejos de haber entendido todas las  sutilezas.

En Nueva Caledonia, hemos determinado listas de perdedores y ganadores en el futuro, las especies que pueden sobrevivir y las que podrían desaparecer. Pero la laguna de Nueva Caledonia es una entidad con características propias. Resulta imperativo realizar estudios a escala mundial.

Con Tara Pacific, estamos comenzando un estudio a una escala gigantesca. Este es un desafío enorme. Es el interés de estas grandes expediciones que nos permiten dar un salto considerable en el conocimiento”.

Entrevista realizada por Vincent Hilaire

El ADN del Océano

El objetivo de Tara Pacific es audaz: estudiar de forma más exhaustiva posible todos los organismos microscópicos asociados al coral. Para auscultar  esta diversidad con la esperanza de desentrañar los misterios todavía no resueltos del funcionamiento del holobionte coralino, los científicos están utilizando una herramienta relativamente nueva y de rápido desarrollo: el estudio de los genes gracias a la secuenciación de alto flujo realizada por el Genoscope (CEA).

Bacterias, virus, micro algas, hongos...El coral no es un simple ensamblaje de pequeños pólipos en sus hermosos nichos calcáreos. Eso es solo lo que nuestro ojo puede ver. En realidad, está lleno de microorganismos, es una fábrica. Una fábrica que poco conocemos, mientras los arrecifes de coral están peligrosamente amenazados. El 20% ya ha sido destruido; Los científicos estiman que otros 40% podrían desaparecer en los próximos 40 años.

Hasta hace poco, los científicos no disponían de las herramientas adecuadas para estudiar y comprender los corales y demás sistemas biológicos complejos. El coral, el suelo, las comunidades de microbios, las aguas oceánicas, todos estos ambientes tienen algo en común: están poblados por miles de microorganismos diferentes en constante interacción. Una biodiversidad invisible y muy compleja, que permaneció mucho tiempo fuera del alcance de los microbiólogos.

Demasiados, muy diversos

Cuatro siglos atrás, el microscopio llega a las mesas de los laboratorios. De repente, los científicos se dan cuenta, y es irritante, de cuán limitada es nuestra visión de la biodiversidad. Contemplamos la naturaleza a nuestra escala, lo que nuestros ojos pueden ver, algo limitado. Pero la diversidad y la complejidad de los seres vivos es mucho mayor por el lente del microscópico.

Una vez vencido el obstáculo del tamaño, los científicos encuentran otra dificultad: los microorganismos son sumamente diversos. En promedio, un litro de agua de mar contiene millones de protistas y miles de millones de virus, o sea miles de especies diferentes. Las vidas de cientos de biólogos pegados a sus microscopios, no serían suficientes para dibujar un mapa aproximado de la diversidad y del funcionamiento de ecosistemas complejos como el coral, el plancton o la microbiota. La naturaleza todavía nos elude.

Uso de la genómica

Recientemente, los científicos usan una nueva herramienta, la metagenómica. Los avances en los métodos de secuenciación, el almacenamiento de datos y el análisis bioinformático, permiten interrogar directamente los genes de los organismos presentes en las muestras.  Ya no es necesario  domarlos, aislarlos, aprender a cultivarlos en los laboratorios. En un lapso de tiempo corto, los biólogos pueden tener una visión muy precisa de la diversidad y la abundancia de los microorganismos presentes en un puñado de tierra o en un litro de agua de mar.

Actualización de una diversidad invisible

El poder de estos análisis genómicos depende en parte de las propiedades de la molécula de ADN: universal, pero suficientemente discriminante. Cada tipo de organismo y cada especie poseen  características genéticas propias.  El análisis de su genoma permite distinguirlos, identificarlos y clasificarlos con precisión. Sabemos cuáles especies están presentes en el medio ambiente y en que proporción.

Descubrimiento de nuevas especies

Al analizar unas muestras, no es raro que los científicos se den cuenta de que están en presencia de una nueva especie o un nuevo gen. Para hacer esto, basta con cruzar sus resultados con las bases de datos públicas que concentran todo lo que ya ha sido referenciado. Si nada corresponde, saben que están en presencia de algo totalmente nuevo, algo que son los primeros en observar. El análisis de las muestras de la expedición de Tara Oceans ha ayudado a aumentar la diversidad taxonómica y genética del plancton oceánico de varios miles de especies y millones de genes. La metagenómica revela, por encima de todo y sin sorpresa, la amplitud de nuestra ignorancia del mundo microbiano.

Este inventario de diversidad es el primer paso necesario. Una vez que sabemos quién está en el ecosistema, podemos estudiar cómo esta diversidad de organismos interactúa, se organiza, evoluciona y se adapta. Nuevamente, los análisis genómicos demuestran ser valiosos.

Evolución y funcionamiento de los ecosistemas.

Más allá del aspecto de la diversidad, al comparar las muestras recogidas en un mismo lugar en diferentes momentos o en áreas distintas con condiciones ambientales diferentes, llegamos a definir la evolución espacial y temporal del ecosistema. In fine, el objetivo es de predecir su reacción a los cambios de temperatura, de concentración de oxígeno o de pH, por ejemplo. En el caso del coral, al comparar las muestras recogidas a lo largo de un gradiente de temperatura, podemos especular sobre la influencia de este parámetro en la diversidad y la funcionalidad de los arrecifes.

Desde un punto de vista evolutivo, al comparar los genomas secuenciados de diferentes organismos, se especifica el parentesco entre estos organismos y se refina nuestra comprensión del camino de la evolución, a veces alterada.

Más recientemente aun, los científicos han adaptado los métodos de análisis del ADN al ARN, es decir, a los genes que en realidad se expresan y, por lo tanto, son utilizados por los organismos. Un gen presente en una muestra puede no expresarse y, por lo tanto, no tener función en el ecosistema. No basta con identificar un gen, se debe estar seguro de que este último será explotado. El análisis del RNA permite comprender la variabilidad de la expresión de los genes y, por lo tanto, de las funciones que poseen los organismos. Esto arroja luz sobre la complejidad de las interacciones y la forma en que los organismos se adaptan a entornos que a veces son muy particulares y cambiantes.

En términos más generales, la explotación de estos datos genéticos y su puesta en relación con datos ambientales y morfológicos, brindan a los científicos una visión hipotética global del sistema natural que están estudiando. Más importante aún, eso abre vías de investigación totalmente nuevas.

Margaux Gaubert.

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* Holobionte: (del griego “holo”, todo, y “bios”, vida). El holobionte es el conjunto de comunidades microbianas internas o superficiales que están asociadas con los organismos. En nuestro caso, el coral. Forman comunidades de especies que serían la verdadera unidad de evolución del genoma en vínculo con su comunidad microbiana, el lugar probable de las adaptaciones biológicas.

Huon

Con los arrecifes Guilbert y Mérite, Huon es uno de los atolones que componen la reserva natural de Entrecasteaux. Paraíso de biodiversidad, santuario de aves, de tortugas verdes, de 2,300 especies de peces y de más de 350 corales diferentes, Huon es distinguido como parte del patrimonio mundial por la UNESCO desde 2008.

Estamos en misión aquí hasta el 13 de octubre, con los científicos del IRD de Nouméa y de la Universidad de Nueva Caledonia (UNC).  

Los arrecifes de Entrecasteaux afloran en el noroeste de Nueva Caledonia, a  180 kms de Grande Terre.  Marcando el límite norte del archipiélago de Nueva Caledonia, no albergan habitantes.

Antoine Bruny d’Entrecasteaux descubre los arrecifes en 1792, mientras cumple con las ordenes de Luis XVI, de buscar los miembros perdidos de la expedición de La Pérouse. Sus 2 fragatas pasan cerca de Vanikoro, pero sin avistar los sobrevivientes del náufrago del  Boussole y del Astrolabe.

Luego, la zona será visitada con regularidad por los cazadores de ballenas en el siglo XIX.  Entre 1883 y 1928, se explota de forma sostenida el guano.

Los científicos quieren ahora entender por qué estos atolones han sido afectados de forma diferente que la Grande Terre (Tierra grande) durante el episodio de blanqueamiento del coral en 2016. Una hipótesis de trabajo es la influencia del guano, precisamente, que habría permitido la resistencia de los corales. Solo el 50% de las comunidades coralinas fuera de la laguna han sido afectadas por el blanqueamiento, minetras este impactó en 90% de los arrecifes interiores de la laguna de Entrecasteaux.

Vincent Hilaire

Los telómeros y nuestro envejecimiento

Eric Gilson, profesor de biología celular en la Facultad de Medicina de Nice, y director del IRCAN (Instituto de investigación sobre el cáncer y el envejecimiento, en Nice) es un especialista de la investigación sobre los telómeros*. Ubicados  en los extremos de nuestros cromosomas, los telómeros pilotean los procesos normales  y patológicos del envejecimiento.

Eric cuenta con los resultados del estudio en laboratorio de las 40 mil muestras de corales recogidas por la expedición.

“Hasta tiempos recientes, no sabíamos cómo y por qué estamos envejeciendo. Queda ahora establecido que lo que nos hace envejecer, el desgate, se origina en nuestras células. Gracias a la investigación sobre levaduras, el pez-cebra, el ratón, entre otros, sabemos más de esos mecanismos. El reloj más conocido del envejecimiento de las células se llama los telómeros. A lo largo de nuestra vida, a cada división de nuestras células para asegurar el funcionamiento general, se pierden fragmentos de telómeros. Eso lleva a una acumulación de células senescentes, una acumulación responsable de nuestro envejecimiento. Este mecanismo se puede acelerar en ciertos órganos y generar enfermedades del envejecimiento, como los cánceres, las patologías cardiovasculares, la diabetes de tipo II o  patologías respiratorias.

Precisamos ahora estudiar organismos-modelos para progresar en la comprensión del envejecimiento. Unos organismos-modelos que se parezcan al nuestro, y que tengan particularidades excepcionales en término de longevidad.

En el reino animal, hay uno con una longevidad excepcional: el coral. Este existe desde hace millones de años, y su organización genómica es vecina de la organización del ser humano.

El estudio de este animal es una mina de descubrimientos potenciales, si queremos avanzar en el conocimiento de los relojes que regulan el envejecimiento del hombre.

Los telómeros del coral son cercanos a los del hombre. Sus secuencias de ADN son idénticas a las nuestras. ¿Cuál es el invento del coral para retrasar el reloj telomérico? ¿Cuáles mecanismos han sido creados por este animal para que sus células sean más resistentes al envejecimiento? Sin esta longevidad extrema, no existirían arrecifes coralinos tan importantes y tan ricos en biodiversidad.

A partir de los tejidos del coral, vamos a extraer ADN.  Las técnicas moleculares nos permitirán cuantificar el ADN telomérico presente. Recordemos que en el hombre, el recorte de este ADN es el mecanismo de su envejecimiento.

Gracias a esta expedición Tara Pacific y sus miles de muestras, podremos estudiar las variaciones de tamaño de este ADN telomérico en función del medio ambiente donde vive este coral. Nos permitirá establecer relaciones entre la dinámica del telómero y su hábitat.

La pregunta de fondo que nos estamos haciendo en torno al ser humano es: ¿Qué pasa cuando el humano es estresado y  el reloj telomérico se acelera? La relación que estableceremos para el coral entre su estilo de vida, su medioambiente y su hábitat, será aleccionadora para comprender el funcionamiento de nuestra propia maquinaria.

Como no lo podemos hacer con los humanos, intentaremos comprender con el coral cuales son las estrategias que este animal inventa para evadir los varios estrés medioambientales a los cuales está sometido y cómo lo supera.

En el hombre, sabemos que la perturbación del reloj telomérico por el estrés puede llevar a envejecimientos patológicos graves, como las enfermedades cardiovasculares y los cánceres.

Otra pregunta subyacente en la investigación que conducimos gracias a Tara es: ¿Podemos frenar el proceso de envejecimiento, hasta revertirlo? Y en caso positivo, ¿cómo?

Entrevista por Vincent Hilaire.

* Los telómeros (del griego τέλος [telos], «final», y μέρος [meros], «parte») son los extremos de los cromosomas. Son regiones de ADN no codificante, altamente repetitivas, cuya función principal es la estabilidad estructural de los cromosomas en las células eucariotas, la división celular y el tiempo de vida de las estirpes celulares. (Wikipedia)

Video: Muestreo en la GBC

Chesterfield, la joya guardada

Estamos a punto de dejar las islas Chesterfield y enrumbar hacia Nouméa. Disfrutamos de los últimos momentos en la biodiversidad excepcional de este archipiélago francés. El primer balance de la observación de nuestros 3 spots de muestreo es muy positivo.

Christian Voolstra (KAUST) y el equipo científico concuerdan: “Estamos en un santuario. No hemos observado blanqueamiento pasado o en curso. Este ecosistema coralino goza de la salud de sus primeros días. Es la primera vez que veo eso. Las Chesterfield son una fuente de esperanza para el futuro. Sin embargo, estamos en la misma latitud que los arrecifes ya dañados de la Gran Barrera y de Nueva Caledonia. Nos urge entender por qué aquí,  el ecosistema se encuentra en tan buena  condición”.

Pese a la broca de taladro que no exigió 5 sumersiones por haberse atorrada en el coral por varias horas, hemos cumplido el programa integral de muestreo: biodiversidad, extracción de corazón de coral, recolección, todos elementos que permitirán caracterizar este spot.

Nos rodea una fauna abundante. Subacuática: atunes, bonitos, acantúridos (peces-cirujano), escáridos (Scaridae), meros, balistes, tiburones de punta negra y silver tip; En tierra: tortugas verdes en pleno periodo de reproducción; En los aires: cohortes de aves, alcatraces (Sulidae), gaviotas (Laridae), fragatas, pardelas.

A pesar de los desechos plásticos encontrados, toda la tripulación deja las Chesterfield, reserva del parque marino del Mar de Coral, con la sensación intensa de haber conocido una joya, todavía libre de los estragos del antropeceno.

 Vincent Hilaire.

Islas Chesterfield

Después de 500 millas contra el viento, Tara ancla este 13 de septiembre en el archipiélago francés de Chesterfield, a unas 300 millas al noroeste de Nueva Caledonia. La vista de la isla Reynard nos alivia después de una navegación exigente de 4 días. Nadie ha dormido lo suficiente y todos aspiran a un poco de calma.

“Se parece a Clipperton”, opina François Aurat, cumpleañero de la semana. Una nube de aves, alcatraces y fragatas, batalla con vientos de 20 nudos arriba del verdor de la vegetación. Después de un primer intento frustrado de anclaje sobre fondos arenosos de unos 10 metros, Simon busca una posición mejor protegida por el arrecife, más al sur de este archipiélago de 120 km de largo y 70 de ancho, compuesto por 11 islotes separados por barreras de coral.

Su nombre le fue dado por Matthew Boyd, capitán inglés, quien exploraba el Mar de Coral en 1790 y casi naufraga en los arrecifes, el 2 de junio 1793. Usado por los balleneros, el archipiélago pasa bajo dominio francés el  15 de junio 1878. Las islas son luego abandonadas, hasta que, en 1939, el  comandante del “Dumont d’Urville”, buque militar francés, erija en Chesterfield una placa oficial. Las islas son ahora parte del territorio de Nueva Caledonia y del parque marino del Mar de Coral, el área marina protegida francesa de mayor extensión.

La laguna de Chesterfield cubre 3500km2, rodeada por una barrera de coral con múltiples pasos, salvo en sus costado este. La mayor parte de la laguna, de una profundidad promedia de 51 metros,  está expuesta a los alisios y al oleaje oceánico del sureste. 

Aisladas, las Chesterfield albergan una biodiversidad marina excepcional. Numerosas tortugas verdes ponen sus huevos todo el año, mientras abundan los tiburones fuera de la barrera, sobre fondos de varios cientos de metros de profundidad. El equipo científico de Tara ya está en sumersión, con un cargado programa de 3 lugares de muestreo a estudiar antes del viernes.

Vincent Hilaire

Los contrastes de la Gran Barrera de Coral

Los lugares de muestreo (“spots”) que hemos estudiado en la Gran Barrera de Coral arrojan un primer balance contrastado. Heron Island es un paraíso terrestre y subacuático de biodiversidad. Pero a 300 km de distancia, Paul Reef y UN Reefs se encuentran en una condición muy diferente.

“Estamos muy satisfechos. Tara es totalmente operacional. Cada vez, hemos podido observar lo que veníamos a estudiar. Aunque sea poca cosa a veces, cuando el arrecife se ha vuelto pobre. Es la meta de Tara Pacific, poder comparar las situaciones”, nos confía Christian Voolstra, jefe científico hasta  Nouméa.

A parte de algunas plagas sobre los pólipos, el arrecife de Heron Island goza de buena salud. No se ve rastro de blanqueamiento pasado o reciente.

Un día de navegación más tarde, las aguas turquesas de Paul Reef aguardan un sorpresivo contraste.

“No hay vida debajo de la superficie. La mayor parte de las colonias está muerta. Por ende, no hay peces. Vemos aquí el resultado de un largo proceso”.

En UN Reefs, la situación es otra.  A 6 metros de profundidad en aguas de una transparencia excepcional, con fuertes corrientes, descubrimos una situación intermedia. Colonias en buena condición colindan con campos de corales muertos. Campos que no son la consecuencia de un blanqueamiento reciente, sino de un proceso antiguo.

“Estamos ahora al sur del arrecife más grande del mundo. Las destrucciones no son del mismo tamaño que en el norte.”

Al dejar este último spot, Tara se enrumba a  Mackay, en la costa australiana, para cumplir con los trámites de salida administrativa del país. Nos espera, luego, una navegación al este, hacia las islas Cherstefield y Nueva Caledonia.

Vincent Hilaire

De la goleta a los laboratorios de Mónaco

Este 27 de junio, el Centro Científico de Mónaco (Centre Scientifique de Monaco, CSM), uno de los principales coordinadores científicos de Tara Pacífic, reúne en Niza (Nice, Francia) los 70 investigadores involucrados en la nueva expedición coralina de Tara. Cada 4 meses, los científicos presentan sus áreas de estudio, sus hipótesis, y refinan sus métodos para explotar la futura biblioteca de corales, bacterias, virus y demás microorganismos muestreados por la goleta. 

 El CSM: su enfoque molecular, celular, fisiológico y microbiológico

Entre los 70 investigadores de 22 laboratorios de todo el mundo que aportan su expertise para estudiar este ecosistema, la contribución del CSM es múltiple: por 30 años, ha desarrollado métodos de cultivo en condiciones controladas únicas en el mundo y unas herramientas de análisis desde los  genes hasta el ecosistema. "Entre los corales que cultivamos, 3 especies se estudian específicamente en Tara Pacífic. El análisis genómico, gracias a la secuenciación de ADN realizada por el Genoscope (Francia), servirá de referencia para todos los arrecifes estudiados por Tara. Vamos a compartir esta expertise con numerosos laboratorios", explica Denis Allemand, el director del CSM.

El coral, una lectura de la historia del Océano

Con el Laboratorio de Ciencias del Clima y Medio Ambiente (LSCE), el CSM estudiará específicamente la dinámica de crecimiento de los corales formadores de arrecifes y el cambio de las condiciones ambientales desde hace un siglo, gracias a la perforación de muestras de sondaje, una técnica de extracción de muestras. 

Al igual que los árboles, los corales almacenan en su esqueleto una información importante sobre su entorno. Para leer esta información, se extrae un “tubo”, un núcleo cilíndrico en el esqueleto de una colonia masiva de coral;  Un cilindro de 1 m de largo nos permite leer 100 años de historia del Océano: temperatura del agua de mar, salinidad, exposición del arrecife al sol, pH del agua. La tasa de crecimiento de la colonia medida por los anillos del coral, es decir el espesor de las tiras de crecimiento en el tiempo, determinará si la colonia es estable, en aumento o decreciente.

Dar cuenta del estado de salud de las colonias de coral utilizando biomarcadores

Los organismos vivos que sufren un estrés (calor, contaminación,...) desarrollan estrategias para adaptarse y sobrevivir. A nivel celular, las respuestas pasan por la activación de señales que inducen una modificación genética. El departamento de biología médica del CSM, en colaboración con el equipo "Simbiosis" del UMR Evolución París Sena,  analizará la naturaleza e intensidad de estas señales intracelulares. Estos datos, correlacionados con las condiciones ambientales registradas al momento del muestreo, servirán como biomarcadores de la condición de salud de los corales. Los investigadores analizaran así múltiples marcadores moleculares y de procesos biológicos en respuesta al  estrés ambiental, algo que no ha sido previamente estudiado en los corales.

Modelizar el futuro de los arrecifes y sus respuestas a los cambios

De acuerdo a las áreas donde han sido recogidas, las muestras permitirán entender las respuestas del coral a las perturbaciones como la contaminación antrópica (antropogénica), el calentamiento global, la sedimentación...Tal comparación, que nunca se ha hecho en esta escala,  debería  permitirnos predecir las capacidades de resistencia y de resiliencia de los arrecifes de coral a los cambios ambientales.

Del coral a la salud humana: una  modelización valiosa para comprender el envejecimiento y sus patologías

El coral ofrece un campo particularmente interesante de estudio del envejecimiento y las enfermedades relacionadas con la edad: los corales son animales que combinan una extraordinaria capacidad de regeneración de tejidos y de resistencia al estrés con una longevidad extrema. Las extremidades de los cromosomas, llamados telómeros, juegan un papel clave en el envejecimiento normal y patológico de muchos organismos, incluida la especie humana. Su papel en la adaptabilidad y la longevidad extrema de coral es todavía desconocido.

Los investigadores del Instituto de Investigación del Cáncer y el Envejecimiento de Niza (IRCAN) tratan de entender si las variaciones telómericas del coral están vinculadas a los cambios ambientales, y si son dependientes o no de la riqueza de biodiversidad observada en su ecosistema o su universo microbiano (microbiota).

Esta investigación ayudará a descubrir nuevos mecanismos biológicos de control de resistencia al estrés, y así poder transponerles en medicina humana: prevención de enfermedades relacionadas con la edad, canceres, enfermedades neurodegenerativas, diabetes y enfermedades cardiovasculares.