La 'Zona Crepuscular' De Coral Revela Un Nuevo Tipo De Fotosíntesis

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Cuatro años de buceo extremo en el mar rojo revelan un nuevo método de fotosíntesis en los arrecifes de coral poco iluminados.

Más de 200 pies (60 metros) debajo de la superficie del océano, donde el agua está fría y solo alrededor del 1 por ciento de la luz del día penetra, es un mundo azul oscuro lleno de criaturas poco comprendidas. Ahora, los investigadores han descubierto que los corales que habitan en esta "zona crepuscular" tienen una adaptación nunca antes vista que les permite obtener suficiente energía luminosa para sobrevivir.

Las algas fotosintéticas que viven y alimentan a estos corales tienen una "maquinaria" celular inusual que les permite realizar la fotosíntesis de manera más eficiente que las especies que viven a profundidades más bajas, informaron los investigadores el 17 de octubre en la revista Frontiers in Marine Science.

"Es diferente a todo lo que hemos visto en tierra, o cualquier cosa que hayamos visto en los arrecifes poco profundos", dijo David Gruber, biólogo marino de la City University de Nueva York y uno de los investigadores del estudio. [Ver fotos de los profundos arrecifes de coral 'Crepúsculo']

Capturando un recurso limitado

En la tierra y en el agua, las plantas utilizan estructuras celulares llamadas complejos de captación de luz, o antenas fotosintéticas, para capturar fotones (partículas de luz) y transferirlos a los complejos fotosintéticos que convierten la luz en energía utilizable. Las antenas fotosintéticas están hechas de varias proteínas y pigmentos de clorofila. Dijo Gruber, en los bosques tenues en la tierra, las plantas en la maleza a menudo desarrollan complejos de antenas muy grandes para exprimir cada gota de luz del cielo.

Los arrecifes mesofóticos, también conocidos como arrecifes crepusculares, existen en un estado perpetuo de azul tenue.

Los arrecifes mesofóticos, también conocidos como arrecifes crepusculares, existen en un estado perpetuo de azul tenue.

Crédito: Mike Lombardi

Pero eso no es lo que los investigadores encontraron 213 pies (65 m) en el norte del Mar Rojo cuando recolectaron el coral llamado Stylophora pistillata de los arrecifes allí. En el interior del coral se encuentran algas simbióticas llamadas. Symbiodinium, que proporcionan el oxígeno del coral y la energía de la fotosíntesis a cambio de nutrientes y protección. Esto hace que sea relativamente fácil vivir en arrecifes poco profundos, donde la luz solar es abundante. Pero por debajo de unos 130 pies (40 m), el océano se oscurece. Esta es la zona "mesofótica", donde siempre hay crepúsculo. A aproximadamente 330 pies (100 m), solo el 1 por ciento de la luz solar superior puede alcanzar abajo. Y solo pueden penetrar las longitudes de onda azules de la luz.

Podría tener sentido que las algas que viven en la zona mesofótica construyan enormes antenas fotosintéticas. Pero eso no es lo que Symbiodinium hace. De hecho, cuando Gruber y sus colegas de la Universidad Hebrea de Jerusalén y de la Universidad de Haifa, ambos en Israel, analizaron las algas de vida profunda, encontraron que las estructuras de la antena de algas eran en realidad más pequeñas que las de las aguas someras. Symbiodinium algas.

Medio ambiente extremo

En lugar de construir antenas más grandes, las algas modificaron su sistema de recolección de luz. Las plantas como las algas tienen dos tipos de máquinas celulares para convertir la luz en azúcares: fotosistema I y fotosistema II. Symbiodinium depende en gran medida del fotosistema II, pero coloca la maquinaria celular cerca de la maquinaria del fotosistema I. Esto facilita que los dos sistemas compartan energía. Los investigadores dijeron que también ajustan los tipos de proteínas que atrapan la luz en sus membranas celulares. [Imágenes: Corales coloridos de la barrera de coral profunda]

Bucear en estos hábitats de coral es difícil para los humanos; los buceadores comerciales no suelen ir por debajo de unos 130 pies. Para llegar a la zona crepuscular del Mar Rojo, los investigadores, liderados por el buzo líder Shai Einbinder, se pusieron sistemas de recuperación de tri-gas, que permiten a los buceadores bajar mientras enfrentan un riesgo menor de problemas graves como la narcosis de nitrógeno (un estado alterado de la conciencia que se produce cuando el nitrógeno entra en el torrente sanguíneo a las presiones aumentadas observadas a profundidades extremas del agua) Aún así, los buceadores permanecen abajo solo unos minutos porque deben ascender muy lentamente para equilibrarse a las presiones más bajas en la superficie y así evitar la enfermedad por descompresión, también conocida como "las curvas", dijo Gruber.

En el transcurso de cuatro años de buceo, los científicos tomaron algunas muestras de coral de arrecife profundo y los transfirieron a ambientes poco profundos, y tomaron corales poco profundos y los transfirieron a áreas más profundas. Hicieron esto lentamente, moviendo los corales solo 16 pies (5 m) cada dos semanas. Descubrieron que los corales recolectados en profundidades de agua de aproximadamente 10 pies podían tener vida a 213 pies. Los corales de las profundidades, sin embargo, no pudieron sobrevivir a profundidades superficiales. Carecían de los compuestos naturales que protegen a los corales de la dañina luz ultravioleta del sol.

"No tenían el 'protector solar'", dijo Gruber. "La luz solo los estaba apagando".

Los investigadores estudiaron solo una especie de algas y probablemente haya muchas más adaptaciones entre los fotosintetizadores de los arrecifes mesofílicos, dijo Gruber.

"Nunca me impresiona la forma en que la naturaleza evolucionó con rasgos únicos para permitir la vida en algunos de los lugares más aparentemente poco hospitalarios", dijo.

Artículo original en WordsSideKick.com.


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