La cría selectiva funciona, pero aún se necesitan acciones climáticas rápidas para salvar los arrecifes, informan LIAM LACHS, ADRIANA HUMANES y JAMES GUEST de la Universidad de Newcastle
Nuestro grupo de investigación ha logrado criar corales capaces de sobrevivir mejor a las olas de calor marinas. Nuestro trabajo, publicado ahora en Nature Communications, demuestra que es posible mejorar la tolerancia al calor de los corales incluso dentro de una sola generación.
Lo hicimos mediante la crianza selectiva: una técnica utilizada por los humanos durante miles de años para producir animales y plantas con características deseables. La crianza selectiva es la forma en que los humanos convirtieron a los perros parecidos a los lobos en San Bernardo, chihuahuas y todo en el medio.
En la actualidad, se está considerando la cría selectiva como una herramienta para la conservación de la naturaleza, en particular de los arrecifes de coral. El Laboratorio Coralassist (del que formamos parte) y el Centro Internacional de Arrecifes de Coral de Palau han estado trabajando específicamente en la supervivencia de los corales durante las olas de calor. Nuestros últimos resultados son la culminación de siete años de trabajo.
Las olas de calor marinas provocan blanqueamiento masivo de corales y mortalidad, y se ha declarado que el año 2023-2024 será el mejor Cuarto evento de blanqueamiento masivo a nivel mundialLos métodos de evolución asistida, como la cría selectiva, tienen como objetivo impulsar la adaptación natural para ganar tiempo para los corales ante el cambio climático.
Sin embargo, la mejora en la tolerancia al calor en nuestros corales criados selectivamente fue modesta en comparación con la intensidad de las olas de calor marinas esperadas en el futuro.
Si bien la cría selectiva es factible, probablemente no sea una panacea. Todavía tendremos que abordar la causa del blanqueamiento masivo de los corales reduciendo las emisiones de gases de efecto invernadero para mitigar el calentamiento y dar tiempo a los programas de evolución asistida para que surtan efecto.
Cómo criar corales para que toleren el calor
El primer paso fue determinar la tolerancia al calor de muchos corales progenitores potenciales en el arrecife. Luego, elegimos individuos específicos para criar dos familias separadas de crías, seleccionadas por su alta o baja tolerancia al calor. Criamos a estas crías durante tres o cuatro años hasta que alcanzaron la madurez reproductiva y luego probamos su tolerancia al calor.
Realizamos ensayos de cría selectiva para dos rasgos diferentes, ya sea la tolerancia a una exposición corta e intensa al calor (temperaturas 3.5 °C por encima de lo normal durante diez días) o una exposición menos intensa pero a largo plazo más típica de las olas de calor marinas naturales (2.5 °C por encima del promedio durante un mes).
Esto nos permitió estimar la heredabilidad de cada rasgo, la respuesta a la crianza selectiva y si ambos rasgos tienen una base genética compartida.
La selección de padres con tolerancia al calor alto en lugar de bajo mejoró la tolerancia de su descendencia adulta a ambos rasgos evaluados.
La heredabilidad fue de aproximadamente 0.2 a 0.3 en una escala de 0 a 1, lo que significa que aproximadamente una cuarta parte de la variabilidad en la tolerancia al calor de la descendencia se debió a los genes transmitidos de sus progenitores. En otras palabras, estos rasgos tienen una base genética sustancial sobre la que puede actuar la selección natural y artificial.
Medimos el estrés térmico acumulativo y la tolerancia en términos de semanas de calentamiento por grados (semanas en °C), lo que refleja tanto el calor como la duración del mismo. variabilidad de rasgos identificada en estos corales particularesEn teoría, la tolerancia al calor podría mejorarse en aproximadamente 1 °C por semana en una generación.
Sin embargo, incluso este nivel de mejora podría no ser suficiente para mantener el ritmo de olas de calor cada vez más intensas. Dependiendo de la acción climática, se espera que la intensidad de las olas de calor aumente en las próximas décadas en aproximadamente 3°C-semanas por década, más rápido que la mejora lograda en nuestro estudio.
Curiosamente, los corales criados selectivamente para una tolerancia alta al estrés en lugar de una tolerancia baja y de corta duración no sobrevivieron mejor a la exposición prolongada al estrés térmico.
Como no se ha detectado ninguna correlación genética, es plausible que estos rasgos sean impulsados por conjuntos independientes de genes, y los corales que son buenos para sobrevivir al estrés térmico agudo y breve no sean necesariamente los mejores para sobrevivir a las olas de calor marinas de largo plazo.
Esto tendría implicaciones importantes, porque este tipo de trabajos se beneficiarían de pruebas baratas y rápidas que puedan identificar eficazmente colonias tolerantes al calor para la reproducción. Sin embargo, si estas pruebas no pueden predecir qué colonias de coral sobrevivirán a olas de calor de un mes de duración, se presenta un serio desafío.
Ampliación de la cría selectiva
Dado que es posible criar corales de forma selectiva para aumentar su tolerancia al calor, el siguiente paso es realizar ensayos a gran escala en la naturaleza. Esto probablemente requerirá la utilización de una cantidad considerable de corales criados de forma selectiva, tal vez sembrando directamente larvas de coral en los arrecifes o plantando corales criados en una instalación de acuicultura.
Para que esto funcione, los corales trasplantados deben volverse reproductivos y contribuir al acervo genético de la población silvestre. Hacerlo a gran escala será un desafío, pero tal vez no sea necesario para reponer la cobertura coralina de grandes áreas.
En cambio, podría ser suficiente crear una red de menos centros de producción de larvas ubicados estratégicamente, que contengan corales criados selectivamente en altas densidades para maximizar el éxito de la fertilización. Estos centros servirían para sembrar otros arrecifes y podrían proporcionar más reproductores para acciones específicas.
Todavía se necesita mucha más investigación y desarrollo, y todavía quedan muchas preguntas críticas sin respuesta.
¿Cuántos corales se deben trasplantar para lograr el efecto deseado? ¿Podemos asegurarnos de que no haya concesiones que puedan comprometer las poblaciones?evidencia hasta ahora ¿Sugiere que no se trata de un riesgo importante? ¿Cómo podemos evitar la dilución de los rasgos seleccionados una vez que se incorporan a la naturaleza? ¿Cómo podemos maximizar las respuestas a la selección?
Dado el ritmo del calentamiento de los océanos, Optimización e implementación de la evolución asistida Para que tengan alguna posibilidad de éxito, aunque sea en pequeña escala, será necesario que esto ocurra pronto. Por encima de todo, la supervivencia de los arrecifes de coral todavía depende de la acción climática urgente.
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LIAM LACHS, Investigador Postdoctoral Asociado en Ecología y Evolución del Cambio Climático; ADRIANA HUMANES, Investigador asociado postdoctoral en ecología de arrecifes de coral y James invitado, Lector en Ecología de Arrecifes de Coral, todo en UNIVERSIDAD DE NEWCASTLE. Este artículo se vuelve a publicar desde La conversación bajo una licencia Creative Commons. Leer el articulo original.
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