Os corais criados em aquários públicos oferecem novas oportunidades de pesquisa e um estoque saudável para plantio na natureza, componentes essenciais de um futuro próspero para os ecossistemas de recifes de corais, que sustentam cerca de 25% de toda a vida nos oceanos da Terra. Mas o sucesso a longo prazo de tais esforços depende em parte da manutenção da diversidade genética em corais criados em aquários, o que leva a uma maior resiliência a ameaças como aquecimento e acidificação dos oceanos.

Em um estudo publicado hoje na Frontiers in Marine Science , uma equipe diversificada de biólogos e pesquisadores do Steinhart Aquarium e pesquisadores do Coral Spawning Lab da Academia de Ciências da Califórnia produzem o primeiro pedigree, ou "árvore genealógica", para corais criados em um aquário e fornecer uma lista de melhores práticas para manter a diversidade genética em corais criados em aquário.

"A diversidade genética é o que permite que as espécies se adaptem às inúmeras ameaças resultantes das mudanças climáticas ", diz a curadora da Academia Rebecca Albright, Ph.D., que fundou o Coral Spawning Lab, uma das poucas instalações na Terra capazes de reproduzir com sucesso corais. O trabalho de Albright é parte integrante da iniciativa 'Hope for Reefs' da Academia, que visa deter o declínio dos recifes de coral nesta geração.

"Para instalações como a nossa no Coral Spawning Lab, garantir que cada geração de corais seja diversificada nos permite realizar experimentos mais robustos, o que é um elemento crítico para entender melhor como os corais podem prosperar em nosso planeta em mudança. diversidade genética se traduz em uma maior chance de sobrevivência na natureza."

Para o estudo, os pesquisadores realizaram análises genéticas nos pais e descendentes de duas gerações de corais Acropora hyacinthus gerados no Coral Spawning Lab de 2019 e 2020. Com base nas semelhanças entre o DNA dos corais, os pesquisadores foram capazes de determinar o relações entre indivíduos, como paternidade ou irmandade.

"Os corais são geradores de transmissão, o que significa que várias colônias liberam seus espermatozóides e óvulos na água simultaneamente e não há como dizer imediatamente qual coral gerou qual prole", diz a pesquisadora de corais da Academia e autora do estudo Elora López-Nandam, Ph.D.

"Surpreendentemente, descobrimos que apenas duas das quatro colônias que geraram em 2019 geraram 22 dos 23 descendentes que sobreviveram ao segundo aniversário. Isso leva a muitas novas perguntas para explorarmos como esses dois pais foram tão bem-sucedidos. respostas para as quais podem nos ajudar a entender melhor a reprodução de corais de forma mais ampla."

"Embora os eventos bem-sucedidos de desova de corais sejam uma prova de quão perto conseguimos imitar as condições oceânicas naturais, inevitavelmente existem pressões ambientais nos ambientes do aquário que diferem daquelas na natureza e podem estar selecionando certas características em cada geração de corais. ”, diz López-Nandam.

Portanto, além do parentesco, os pesquisadores também vasculharam todos os 450 milhões de pares de bases de DNA – se o genoma de um organismo é um livro, então os pares de bases são as letras individuais – de cada um dos corais amostrados para encontrar diferenças genéticas entre gerações sucessivas.

Em particular, os pesquisadores encontraram 887 pontos no código de 450 milhões de letras que parecem ser diferentes em corais criados em aquários quando comparados aos nascidos na natureza.

“Muitas das diferenças que encontramos foram nas vias genéticas relacionadas à simbiose com algas fotossintéticas, que é a forma como muitos corais obtêm a maior parte de sua energia”, diz López-Nandam.

“Esperamos realizar pesquisas futuras no Coral Spawning Lab para determinar o que exatamente de um aquário está gerando essas diferenças e como essas variações genéticas afetam a aptidão geral ou a saúde dos corais criados em aquários”.

Assim como é preciso uma aldeia para criar uma criança, os autores do estudo observam que é preciso um grupo único de especialistas para criar corais para tal estudo: de feixes de gametas do tamanho de cuscuz a pólipos do tamanho de aspirina e adultos desovando do tamanho de toranjas.

“Esse tipo de colaboração entre biólogos de aquários e pesquisadores científicos é raro”, diz a bióloga do Steinhart Aquarium e autora do estudo, Lisa Larkin.

"Há muito poucos lugares ao redor do mundo onde todos esses especialistas estão alojados no mesmo prédio, trabalhando juntos para um objetivo comum. A Academia é única porque podemos impulsionar esse tipo de pesquisa ao mesmo tempo, causando um grande impacto nos corais conservação."

Larkin e seus colegas do Aquário Steinhart passam meses monitorando a qualidade da água e rastreando o desenvolvimento dos corais para garantir que estejam saudáveis ??o suficiente para desovar a cada ano.

"Os corais podem ser bastante exigentes. Eles precisam de muita energia para se reproduzir e, se estiverem estressados, vão colocar essa energia em outro lugar", diz Larkin. "Leva meses de atenção detalhada para levá-los ao ponto em que estão prontos e capazes de desovar.

Mas, acrescenta Larkin, o resultado final mais do que justifica o esforço. "Você cuida de um coral por um ano inteiro e, quando eles finalmente desovam, você sabe que fez um ótimo trabalho. E como cada desova resulta em novas oportunidades de pesquisa como essa, que é aplicável à conservação de corais, a recompensa é boa. Vale a pena."