Proteínas fluorescentes, todas inflamadas nesses corais. Foto de Michael Lesser e Charles Mazel, Ocean Explorer da NOAA
Qualquer um que tenha ido mergulhar ou mergulhar com snorkel em um recife de corais provavelmente nunca esquecerá as cores deslumbrantes e formas de outro mundo dessas comunidades subaquáticas. Lar de alguns dos mais diversos pontos de vida silvestre do mundo, os recifes valem US $ 400 bilhões anuais em dólares de turismo e nos serviços ecossistêmicos que eles fornecem, como proteger as margens das tempestades e fornecer habitat para os peixes que as pessoas comem.
No entanto, é um fato bem conhecido que os recifes de corais ao redor do mundo estão em declínio graças à poluição e ao rápido aquecimento dos oceanos. No entanto, determinar como os recifes estão se saindo - e projetar as etapas para protegê-los - exige uma maneira de medir com precisão sua saúde. Os pesquisadores tendem a confiar em técnicas invasivas e prejudiciais para descobrir como os corais estão lidando, ou então realizam verificações brutas para determinar a saúde dos recifes com base apenas na cor do coral. Mas agora, os cientistas anunciaram um novo método para determinar a saúde dos corais que depende da medição da intensidade do brilho fluorescente dos corais.
Sim, brilhar. Os corais naturalmente produzem proteínas fluorescentes que brilham um verde misterioso quando vistas sob uma luz azul - quase todos os corais exibem esse fenômeno fisiológico.
"Este é o primeiro estudo a seguir a dinâmica dos níveis de fluorescência de coral e proteína fluorescente durante o estresse de temperatura, e mostra que a fluorescência de coral pode ser utilizada como um indicador precoce do estresse dos corais", disse Melissa Roth, bióloga marinha da Universidade da Califórnia., Berkeley (anteriormente do Scripps Institution of Oceanography na Universidade da Califórnia, San Diego), em um e-mail. "Como a fluorescência de corais pode ser medida de forma não invasiva no campo, pode ser uma ferramenta importante para o manejo de recifes", disse ela. Roth e seu colega Dimitri Deheyn descreveram suas descobertas nesta semana na Scientific Reports .
O grau em que um coral brilha depende em grande parte de outro grupo de organismos, as algas dinoflageladas. Os corais são, na verdade, uma montagem simbiótica de si mesmos e dessas algas dinoflageladas microscópicas - os dinoflagelados ajudam os corais a obter nutrição, o que, por sua vez, estimula o crescimento dos recifes de corais. Os minúsculos organismos também são responsáveis por dar aos corais sua tonalidade amarronzada típica.
Mas os dinoflagelados podem abandonar o navio devido a fatores estressantes, como o aumento da temperatura, um fenômeno conhecido como branqueamento de corais. Deixados sozinhos, sem o auxílio de sua cobertura de dinoflagelados, a pele naturalmente branca dos corais torna-se claramente visível. O coral pode viver um pouco depois de um êxodo dinoflagelado, mas não por muito tempo. Se as algas não retornarem, o coral morrerá.
Sabendo disso, Roth e Deheyn decidiram investigar como a fluorescência do coral pode refletir o estado atual de um coral e sua relação com dinoflagelados. Eles escolheram usar o Acropora yongei, um coral ramificado comum, em seus experimentos, já que muitas vezes um dos primeiros corais mostra sinais de estresse e branqueamento em um recife. Eles submeteram corais individuais a uma das duas configurações experimentais diferentes em seu laboratório. Em alguns contêineres, eles atacaram corais com água fria e, em outros, mergulharam corais em água quente. Outro grupo de corais serviu de controle. Então eles deixam os corais em suas águas com temperatura regulada por quase três semanas.
Os pesquisadores descobriram uma correlação distinta entre o grau de branqueamento e a concentração das proteínas fluorescentes de um coral, que por sua vez determinaram a força de seu brilho. Nos primeiros 4 a 5 dias, a concentração de proteína fluorescente e o brilho de corais frios e tratados termicamente caíram. Mas ao final do experimento de 20 dias, os corais estressados haviam se aclimatado e recuperado até o nível normal de fluorescência. Por outro lado, os corais estressados pelo calor branqueavam-se e começavam a brilhar ainda mais fortemente, provavelmente porque suas comunidades de dinoflagelados não bloqueavam mais a fluorescência subjacente do coral. Como uma supernova antes do colapso final de uma estrela, os corais emitem um fluxo constante de brilho intenso pouco antes de sua inevitável morte.
Fotos de corais sob luz branca (painéis à esquerda) e luz azul (painéis à direita) mostram como os corais submetidos ao estresse térmico eventualmente descoraram e aumentaram seu brilho fluorescente ao final do experimento. Foto de Melissa Roth, Scientific Reports
Depois da morte, o brilho pára. Em um sistema de recife, o coral branco-osso seria gradualmente mascarado por uma película de algas verdes que reveste as ruínas do organismo já falecido.
Uma vez que os corais começam a descorar, os conservacionistas ou gerentes da vida silvestre têm poucas opções para ajudar os recifes quando começam a declinar e freqüentemente acabam morrendo. Mas se eles pegarem o problema antecipadamente, eles poderiam tentar ajudar os corais com estratégias como sombreamento com estruturas artificiais ou sedimentos, adição de antioxidantes à água ou introdução de dinoflagelados mais fortes, embora estudos científicos que validem esses métodos de resgate em potencial estejam em falta.
Esta nova descoberta, espera Roth, pode ser usada para prevenir o colapso do recife, servindo como uma espécie de canário na mina de carvão para os corais em perigo. "Os gerentes poderiam se concentrar nos corais mais sensíveis de um recife, como ramificar os corais, e procurar por quedas rápidas na fluorescência como um sinal precoce de estresse", disse Roth. Isso daria a eles uma janela de uma semana para agir antes do início do branqueamento completo. "O branqueamento seria como um ataque cardíaco", explicou ela. "Você prefere detectar sinais de pressão alta ou entupimento das artérias para resolver e evitar um ataque cardíaco."
Os gerentes que desejam visualizar a saúde de seus recifes podem observar o brilho usando uma lanterna azul e um filtro amarelo sobre sua máscara de mergulho, ou podem filmar o fenômeno com uma câmera equipada com esses mesmos recursos. Se os gerentes notarem a queda inicial no brilho dos corais que indica um problema iminente, por exemplo, uma ação imediata poderia talvez ser tomada para tentar resgatar o recife.
“Então a idéia é que podemos usar a fluorescência de coral como um indicador precoce da saúde dos corais antes do branqueamento, o que poderia dar tempo para que os gerentes fizessem algo se quisessem tomar medidas para proteger o recife. Obviamente, isso pode ser difícil em grande escala ”, explicou, acrescentando que“ à medida que os recifes se degradam, os poucos que nos restam podem ser protegidos de forma mais agressiva ”.
Mais pesquisas sobre como essas descobertas podem se aplicar a outras espécies de coral são necessárias, escrevem os autores. Eles também esperam que estudos futuros combinem biologia com engenharia para ajudar a projetar um sistema de imagens digitais que capture melhor e quantifique até que ponto os corais mudam seu brilho.
