Ciencia Medio Ambiente NewsFeed Tecnología

Investigadores adoptan una idea radical: la ingeniería genética de coral para hacer frente al cambio climático

Science
Corales-diseñanos-Ingeniería-Genética-UNAMGlobal
Una colonia de Acropora millepora libera óvulos y espermatozoides. Investigadores buscan crear híbridos más resistentes. Imagen: Science

El aumento implacable de las temperaturas globales está poniendo en peligro los arrecifes de coral en todo el mundo. Si las temperaturas globales aumentan en 2°C, ha concluido el Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático, los arrecifes tal como los conocemos prácticamente desaparecerán en todo el mundo. Hoy en día, el planeta está en camino de romperse a 3°C para el 2100. Luego está la amenaza adicional de la acidificación del océano. La absorción de dióxido de carbono del mar disminuye el pH del agua de mar, lo que lo hace corrosivo para las capas de carbonato de calcio que forman los corales y muchas otras criaturas marinas.

A solo 75 kilómetros de la costa del centro de investigación, en la Universidad de Melbourne en Australia, la Gran Barrera de Coral de Australia, la más grande del mundo, ha sido golpeada por una serie de olas de calor que han matado a la mitad de sus arrecifes coralinos.

La amenaza a orillado a la investigadora, genetista de corales, Madeleine Van Oppen, en una destacada defensora de algo en lo que se consideraba en contra hace unos pocos años: la creación de razas de coral que pueden soportar cambios radicales de temperatura bajo el agua. Y a ayudado a hacer de Australia un imán global para los científicos de arrecifes.

Una de las principales atracciones es el Simulador Nacional del Mar (National Sea Simulator) que se inauguró en 2013 por el Instituto Australiano de Ciencias Marinas (AIMS). Aquí, en docenas de tanques de agua de mar donde las condiciones controladas de laboratorio, son ideales para los corales, Van Oppen y otros científicos están jugando con criaturas que son la piedra angular de los ecosistemas de arrecifes.

Imagine a ecologistas cultivando razas de árboles completamente nuevas para reponer un desierto devastado. En la mente de algunos investigadores, el trabajo podría ayudar a dar forma al futuro de algunos de los lugares submarinos más ricos del mundo y ver si podrían dar a los arrecifes de coral una ventaja artificial en la carrera evolutiva en contra el cambio climático. Llamaron al esfuerzo «evolución asistida».

Pero el esfuerzo primero tendrá que superar desafíos técnicos formidables y la preocupación de que tales intervenciones puedan traer nuevos problemas.

Van Oppen y otros, están ‘rediseñando corales’ con técnicas tan antiguas como la domesticación de plantas (genética mendeliana, hibridización o cruza de organismos entre sí para analizar su descendencia) y tan nuevas como las últimas herramientas de edición de genes. Y los investigadores están adoptando actitudes más radicales que el metódico mundo de la ciencia de la conservación.

El coral desova solo una vez al año, liberando el material genético que es la base de trabajo de este laboratorio, el coral que recolectan de la costa y trasladan a laboratorio, y cuando estos organismos están listos para liberar miles de paquetes de óvulos y espermatozoides, el equipo también tiene que estar preparado para recolectar, mezclar y probar. Los óvulos morirán en unas horas si no son fertilizados por el esperma, y esta posibilidad no volverá por otros 12 meses.

Una de las características más notables de los corales, animales que son en parte plantas. Es que normalmente, los pólipos del coral (el coral es una colonia de pólipos, los pólipos son los individuos de esa colonia), viven en armonía con sus compañeros algales (algas micoscópicas que viven dentro de las células de los pólipos), que ayudan a alimentar a los pólipos y le dan a los corales sus colores brillantes. Sin embargo estas algas microscópicas (se sabe que el coral puede albergar cientos de variedades algales) cuando la temperatura del agua aumenta, los pólipos perciben a sus compañeros como irritantes y las expulsan como ocupantes ilegales no deseados. Esta expulsión provoca que el coral pierda su color, se blanquea y queda ‘hambriento’. Si el calor persiste, el coral no absorverá nuevas algas y puede morir. Sin embargo, el vínculo entre el coral y las algas es complicado, y todavía no se comprende completamente Y apenas están comenzando a examinar el papel desempeñado por el microbioma del coral, el conjunto de bacterias que habitan en un pólipo de coral.

El complejo compañerismo de los pólipos-algas. El término coral engloba al organismo completo (microcosmos). Imagen: Science

Hoy en día, existen cuatro líneas principales de investigación: una involucra el cruzamiento de corales para crear variedades tolerantes al calor, ya sea mezclando cepas dentro de una especie o cruzando dos especies que normalmente no se cruzan. El segundo enlista técnicas de ingeniería genética para retocar coral o algas. Un tercero trata de evolucionar rápidamente cepas más resistentes de coral y algas criándolas durante generaciones en condiciones de laboratorio sobrecalentadas. Un cuarto enfoque, el más nuevo, busca manipular el microbioma del coral, puesto que la complejidad también ofrece múltiples caminos para los científicos que intentan forjar un vínculo menos frágil entre el coral y las algas.

El año pasado, Phil Cleves, un estudiante de posdoctorado en Stanford, se convirtió en el primero en informar con éxito el uso de la herramienta de edición de genes CRISPR-Cas9 en coral. Pero Cleves dice que no está interesado en crear nuevos tipos de coral. Más bien, ve a CRISPR como una herramienta para descifrar el funcionamiento interno del ADN de coral eliminando o desactivando los genes uno por uno. Espera identificar los genes que podrían servir como «interruptores maestros» que controlan cómo los corales enfrentan el calor y el estrés.

De cualquier manera, tales esfuerzos para rediseñar los arrecifes de coral hacen que personas como David Wachenfeld, científico jefe de la Autoridad del Parque Marino de la Gran Barrera de Coral, se sientan incómodos. Se supone que la autoridad debe proteger el arrecife y regular las actividades allí. En el pasado, eso significaba un enfoque de no intervención. Ahora, admite que «es casi inconcebible que no necesitemos estas herramientas«. Pero, agrega, «eso no significa que estoy contento con todo esto, esto es una gestión de crisis«.

Los científicos centrados en la cría de corales amantes del calor deben evitar debilitar otros rasgos clave, como sobrellevar el frío. La introducción de un nuevo coral en la escala necesaria para hacer mella en una red de 2900 arrecifes que abarcan un área de la mitad del tamaño de Texas es un desafío abrumador. Incluso en su estado dañado, la Gran Barrera de Coral todavía contiene cientos de millones de corales, lo suficiente para inundar el impacto genético de las nuevas especies de coral.

Un ejemplo de esto es la del «sapo de caña». En Australia, el sapo introducido en el territorio en 1935, para combatir a los escarabajos que dañaban la caña de azúcar, el sapo se transformó rápidamente en una plaga tóxica que envenenó la vida silvestre nativa y mostró poco apetito por los escarabajos. ¿Podría algún tipo de «súper coral», como algunos investigadores los han apodado, también volverse loco en los delicados ecosistemas de coral?.

«Dicho esto, por supuesto que hay riesgos, y debemos proceder con cautela«, dice.

Aún así, Van Oppen siente la presión de seguir moviéndose a un ritmo vertiginoso, a pesar de que las soluciones están muy lejos. «Desde que comenzamos este trabajo, hemos perdido más de la mitad de la Gran Barrera de Coral, al menos, y muchos otros arrecifes en el mundo«, recordó. Es culpa de la humanidad que los corales estén en ‘agua caliente‘. Ahora, dice ella, depende de la humanidad ayudar a los corales a mantenerse al día.

Fuente: Science

Deja tu comentario

Comentarios