Uma amizade forte e duradoura: corais e microalgas

Os fientistas estimam que os corais existam na Terra há cerca de 240 milhões de anos. Eles surgiram pela primeira vez em um vasto mar quente chamado Tétis, entre dois supercontinentes chamados Laurásia e Gondwana. Sabemos disso porque foi quando seus fósseis apareceram pela primeira vez [1].

Embora os corais só possam crescer debaixo d’água, você pode encontrar fósseis de corais em terra, como recifes fósseis. Atualmente, existem dois grupos principais de corais: corais duros e corais moles. Os corais duros têm um exoesqueleto sólido, uma estrutura externa feita de carbonato de cálcio que protege os corpos de alguns animais, como os corais, enquanto os corais moles não têm exoesqueletos. Para os corais sobreviverem, eles precisam da ajuda de muitas espécies, desde peixes até minúsculas microalgas, pequenos organismos unicelulares capazes de realizar fotossíntese. Neste artigo, contaremos a história de um coral duro chamado Sclero (Figura 1A) e sua amiga Symbia (Figura 1B), uma minúscula, mas poderosa microalga.

A história de Sclero e Symbia

Sclero é um coral duro caribenho muito alegre, com um bronzeado espetacular. Ele faz parte de um grande grupo de engenheiros de ecossistemas chamados corais escleractinianos (os corais duros), que constroem lentamente o recife de coral, dia após dia. Um recife de coral é uma grande barreira rochosa que sustenta uma das paisagens marinhas mais ricas do planeta em termos de número de espécies que ali vivem (Figura 1C). Corais como o Sclero protegem as costas e os humanos dos fortes ventos de tempestades e furacões, atuando como uma barreira. Ao mesmo tempo, os corais desempenham um papel importante no funcionamento de ecossistemas que não possuem alimento suficiente, como o Mar do Caribe.

A capacidade de Sclero para construir o recife se deve à sua grande amiga Symbia, uma microalga. Sclero e Symbia têm uma relação muito próxima e, por isso, os recifes de corais são repletos de vida. A relação entre Sclero e Symbia é chamada de simbiose, uma relação de longa data entre dois ou mais organismos de espécies diferentes, geralmente benéfica para ambos e vital para sua existência em ambientes oceânicos com escassez de alimentos [2]. No entanto, essa amizade está ameaçada pelas mudanças climáticas e pelas doenças que atacam os corais.

O começo de uma amizade

Os ancestrais de Sclero e Symbia se encontraram há cerca de 300 milhões de anos no calmo e imaculado Mar de Tétis. Alguns cientistas afirmam que Sclero descende de corais que não formavam um exoesqueleto feito de carbonato de cálcio, como os corais atuais. Outros cientistas acreditam no contrário, afirmando que os ancestrais de Sclero sempre tiveram uma armadura de carbonato de cálcio. Symbia aparentemente descende das primeiras microalgas simbiontes que já existiram na Terra [3].

Symbia tem um superpoder extraordinário. Como as plantas terrestres, ela pode realizar fotossíntese (transformação de luz e CO2 em compostos que podem ser armazenados e usados ​​como alimento)! Para fazer isso, Symbia usa cloroplastos, que são compartimentos dentro das células vegetais, responsáveis ​​pela fotossíntese, para coletar luz e produzir alimento e energia para si mesma e para compartilhar com Sclero. Os cloroplastos capturam a luz solar e a usam para transformar um gás na água do mar chamado dióxido de carbono (CO2) em açúcares. Os açúcares nutrem Sclero, ajudando-o a crescer e formar seu exoesqueleto [4].

Sclero também usa nutrientes para produzir uma camada de muco em sua pele, para separá-la do ambiente oceânico. No muco, Sclero hospeda uma comunidade de bactérias e outros microrganismos que também ajudam a manter sua saúde, protegendo-o contra bactérias ruins. Essa amizade entre Sclero e Symbia permitiu que os recifes de corais existissem por milhares de anos.

Sclero também constroi um lar para outras espécies, como peixes, anêmonas, caranguejos, mariscos, estrelas-do-mar, lulas, esponjas, lagostas, cavalos-marinhos e tartarugas marinhas, formando uma bela paisagem marinha. Assim como Sclero e Symbia são amigos para sempre, Symbia também tem uma ótima amizade (simbiose) com outros animais, como esponjas, mariscos, caracois, anêmonas e águas-vivas.

Sclero e Symbia se ajudam mutuamente

Os corais obtêm nutrientes comendo pequenos e abundantes animais marinhos chamados zooplânctons, pequenos animais aquáticos (<2 mm de comprimento) que incluem crustáceos, rotíferos, larvas de peixes e muitos outros organismos. Eles são alimento para muitos animais marinhos, como peixes, mexilhões ou baleias. Mas os corais também obtêm seu alimento de Symbia. Como esses dois amigos vivem em simbiose, após Sclero digerir seu alimento, ele dá seus resíduos para Symbia, que os usa para criar alimentos mais deliciosos para si mesma e Sclero em seu fogão solar (o cloroplasto) [5]. O alimento produzido por Symbia é carregado com energia para que os corais cresçam fortes e saudáveis, e Symbia tem um lar saudável para viver: Sclero é o lar de Symbia.

Como você já sabe, Sclero e Symbia trocam e compartilham nutrientes, enquanto reciclam seus resíduos (Figura 2) [2]. Isso é incrível, não é? Por esse motivo, a reciclagem é um hábito que os humanos deveriam aprender com as relações simbióticas, como a dos corais e das microalgas, para não enchermos o planeta com nossos resíduos.

Amigos de longa data

A reciclagem de nutrientes tem sido a chave para o sucesso de Sclero, Symbia e seus ancestrais, mantendo-os vivos por milhões de anos. No entanto, nem tudo foi sempre um sonho. Eles tiveram que superar grandes perdas, incluindo extinções em massa – o desaparecimento de metade das espécies vegetais e animais devido a eventos catastróficos ocorridos há milhares ou milhões de anos – que reduziram drasticamente as comunidades de corais do mundo. Felizmente, os corais resistiram e não desapareceram [1].

Os corais quase foram extintos durante uma mudança climática global há 65 milhões de anos. Isso foi causado pelo impacto de um enorme meteorito, após o qual os dinossauros desapareceram. Durante esse tempo, a água do mar tornou-se tão ácida que dissolveu os exoesqueletos dos corais. Pior ainda, a quantidade de nutrientes no mar era tão grande que causou um desequilíbrio na simbiose, e os corais quase desapareceram. Apesar desses eventos catastróficos, os ancestrais de Sclero e Symbia sobreviveram e deram origem às espécies de corais que existem hoje [1]. Os eventos dramáticos de mudança climática que estamos vendo agora em nosso planeta podem levar essa amizade, mais uma vez, a um rompimento.

As mudanças climáticas estão rompendo a amizade entre Sclero e Symbia

A estreita amizade entre Sclero e Symbia enfrenta um dos maiores desafios em milhões de anos. As mudanças climáticas estão tornando os oceanos mais quentes e ácidos [6]. A água mais quente faz com que as microalgas abandonem os corais que protegem e alimentam, enquanto a água do oceano mais ácida também pode dissolver o exoesqueleto dos corais. Na Grande Barreira de Corais, na Austrália, cientistas têm testemunhado o frequente branqueamento dos corais – a perda da cor dos corais devido à expulsão de seus simbiontes. Enormes áreas de corais estão morrendo e ficando brancas.

O que podemos fazer para proteger os recifes de corais?

A temperatura da Terra e dos oceanos tem aumentado devido às atividades humanas que produzem toneladas de gases como CO2 e metano. As emissões de CO2 também tornam os oceanos mais ácidos, o que danifica os recifes de corais [6]. Águas oceânicas mais ácidas impedem o crescimento dos corais, e águas mais quentes causam o branqueamento dos corais. Então, você sabe como pode começar a proteger os corais em sua casa?

Seja você morador próximo ou distante da costa, você pode ajudar a manter os recifes de corais saudáveis. Os seres humanos devem usar menos veículos movidos a gasolina e separar e reciclar adequadamente seu lixo, sem jogá-lo em rios, lagoas ou mares. Para ajudar a reduzir os efeitos globais das mudanças climáticas, você pode andar de bicicleta, caminhar ou se voluntariar para limpar praias. E se você quiser explorar os recifes de corais por meio de mergulho profundo ou snorkel, deve fazê-lo com segurança e responsabilidade, sem pisar ou tocar nos corais. Além disso, use protetor solar que não agrida os recifes, para evitar danos ou até mesmo a morte dos corais.

Compartilhe essa informação com sua comunidade, família e amigos para ajudar todos a proteger a biodiversidade marinha. Salvar os corais exige mais do que ações individuais: os governos precisam investir mais em estações de tratamento de água e criar políticas que regulem o uso indevido dos recursos naturais. Só assim Symbia, Sclero e seus outros amigos corais permanecerão juntos por muitos anos nos mares do planeta Terra.

Glossário

Fósseis: Restos ou impressões de um organismo preservados em forma petrificada, como molde ou moldado em rocha por milhares ou milhões de anos, evidenciando a existência de vida na Terra no passado.

Exoesqueleto: Estrutura externa feita de carbonato de cálcio que protege o corpo de alguns animais, como os corais.

Microalgas: Pequenos organismos unicelulares capazes de realizar fotossíntese.

Engenheiros de Ecossistemas: Qualquer espécie que crie, mantenha ou modifique habitats.

Simbiose: Relação duradoura entre dois ou mais organismos de espécies diferentes, geralmente benéfica.

Fotossíntese: Transformação de luz e CO2 em compostos que podem ser armazenados e utilizados como alimento, principalmente açúcares.

Cloroplastos: Compartimentos dentro das células vegetais responsáveis ​​pela fotossíntese.

Zooplâncton: Pequenos animais aquáticos (<2 mm de comprimento) que incluem crustáceos, rotíferos, larvas de peixes e muitos outros organismos. São alimento para muitos animais marinhos, como peixes, mexilhões e baleias.

Extinções em Massa: O desaparecimento de metade das espécies vegetais e animais devido a eventos catastróficos ocorridos há milhares ou milhões de anos.

Branqueamento de Corais: A perda da cor dos corais devido à expulsão de seus simbiontes.

Referências

[1] Stanley, Jr. G. D. 2003. The evolution of modern corals and their early history. Earth Sci. Rev. 60:195–225. doi: 10.1016/S0012-8252(02)00104-6

[2] Cui, G., Konciute, M. K., Ling, L., Esau, L., Raina, J. B., Han, B., et al. 2023. Molecular insights into the Darwin paradox of coral reefs from the sea anemone Aiptasia. Sci. Adv. 9:eadf7108. doi: 10.1126/sciadv.eadf7108

[3] Stanley, G. D., e Swart, P. K. 1995. Evolution of the coral-zooxanthellae symbiosis during the Triassic: a geochemical approach. Paleobiology 21:179–99.

[4] Muscatine, L., Goiran, C., Land, L., Jaubert, J., Cuif, J. P., e Allemand, D. 2005. Stable isotopes (δ¹³C and δ¹⁵N) of organic matrix from coral skeleton. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 102:1525–30. doi: 10.1073/pnas.0408921102

[5] Hillyer, K. E., Dias, D., Lutz, A., Roessner, U., e Davy, S. K. 2018. ¹³C metabolomics reveals widespread change in carbon fate during coral bleaching. Metabolomics 14:1–9. doi: 10.1007/s11306-017-1306-8

[6] Hoegh-Guldberg, O., Jacob, D., Taylor, M., Guillén Bolaños, T., Bindi, M., Brown, S., et al. 2019. The human imperative of stabilizing global climate change at 1.5°C. Science 365:eaaw6974. doi: 10.1126/science.aaw6974

Citação

Suescún-Bolívar LP, Thomé PE e Carabantes N (2024) Coral Reefs: A Story of Two Longtime Friends. Front. Young Minds. 12:1137114. doi: 10.3389/frym.2024.1137114

Este é um artigo de acesso aberto distribuído sob os termos da Creative Commons Attribution License (CC BY). O uso, distribuição ou reprodução em outros fóruns é permitido, desde que o(s) autor(es) original(is) e o(s) proprietário(s) dos direitos autorais sejam creditados e que a publicação original nesta revista seja citada, de acordo com a prática acadêmica aceita. Não é permitido nenhum uso, distribuição ou reprodução que não esteja em conformidade com estes termos.