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de pasantía

Proyecto: Estrategias de alimentación para aumentar la resiliencia de los corales al estrés térmico

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Título del Proyecto

Estrategias de alimentación para aumentar la resiliencia de los corales al estrés térmico

Crédito de foto: Laura Marangoni

Nombre del mentor

Matthieu Leray, staff scientist, leraym@si.edu
Co-mentor: Laura Marangoni, Becaria postdoctoral
laurafbmarangoni@gmail.com

Lugar de la pasantía

Naos

Resumen y objetivos del proyecto

Los complementos alimenticios se han utilizado durante mucho tiempo para mejorar la salud humana. Los alimentos enriquecidos con suplementos, los llamados "superalimentos", para humanos se han desarrollado durante décadas para proporcionar beneficios médicos o de salud. Algunos de los principales grupos de componentes utilizados en los alimentos funcionales para complementar los niveles endógenos en el cuerpo humano incluyen antioxidantes - moléculas que protegen daño oxidativo a lípidos, proteínas y ADN causado por los radicales libres. Un grave desequilibrio entre la generación de radicales libres y la protección antioxidante a favor de la primera conduce al estrés oxidativo, una condición fisiológica en la que se produce un daño excesivo a las biomoléculas que finalmente conduce a la muerte celular y enfermedades. En la asociación coral-algas (Symbiodiniaceae), las algas simbiontes generan mayores cantidades de radicales libres, en comparación con el tejido coralino, debido a su naturaleza fotosintética. Por lo tanto, se ha demostrado que el mantenimiento de un buen equilibrio es un mecanismo importante de aclimatación a los cambios de temperatura, mientras que el desequilibrio redox (ROS > antioxidantes) está íntimamente relacionado con el proceso de blanqueamiento del coral - la ruptura de la simbiosis coral-Symbiodiniaceae. Es importante destacar que se ha demostrado que la alimentación heterótrofa con microcrustáceos ayuda a restablecer la salud de los corales después del estrés térmico, y la alimentación de corales en etapas tempranas de vida con nauplios de Artemia salina puede mejorar su asentamiento y la supervivencia y el crecimiento posterior al asentamiento. Curiosamente, pocos estudios también han demostrado que el suministro de antioxidantes exógenos (p. ej., catequina, ascorbato y catalasa, disueltos en agua de mar) puede mejorar los efectos perjudiciales de los radicales libres en los corales y sus endosimbiontes (Symbiodinaceae) durante el estrés térmico.

Sobre la base de estos hallazgos, el objetivo principal del presente proyecto es probar si los alimentos enriquecidos en antioxidantes especialmente desarrollados para los corales pueden hacerlos más resistentes/resistentes al estrés térmico. Para eso, se llevará a cabo un experimento controlado en las instalaciones de STRI Naos. Las especies de coral (Pocillopora sp.) colectadas en el Pacífico Golfo de Panamá (Islas Las Perlas) serán traídas a las instalaciones experimentales, fragmentadas, distribuidas en acuarios experimentales y aclimatadas por 2 semanas. Después del período de aclimatación en los acuarios experimentales, los corales serán sometidos a diferentes tratamientos de alimentación (alimentación normal y alimentación enriquecida). Luego de dos semanas de alimentación, los corales serán sometidos a un período de estrés térmico (hasta dos semanas). Al final del estrés térmico, la salud de los corales y sus simbiontes se evaluará utilizando técnicas no invasivas [fluorometría, Diving PAM, Walz]. Después de que cese lo estrés térmico, los corales se mantendrán en los mismos acuarios durante un período de recuperación de cuatro semanas y su salud se evaluará nuevamente utilizando técnicas no invasivas (las mismas técnicas mencionadas anteriormente) y otras técnicas fisiológicas y bioquímicas que se realizarán en Naos Marine Laboratories, como la cuantificación de la biomasa proteica y el contenido de clorofila en corales.

Objetivos de la tutoría

El pasante tendrá la oportunidad de participar plenamente en la preparación y desarrollo de un experimento controlado diseñado para probar la resiliencia de los corales al estrés térmico bajo diferentes tratamientos de alimentación. Además de trabajar en el sistema experimental, el pasante también adquirirá experiencia en las instalaciones del laboratorio en Naos aprendiendo técnicas fisiológicas y bioquímicas para evaluar el estado de salud de los corales. El pasante tendrá la oportunidad de participar plenamente en la preparación y desarrollo de un experimento controlado diseñado para probar la resistencia y resiliencia de los corales al estrés térmico bajo diferentes tratamientos de alimentación. Además de trabajar en el sistema experimental al aire libre, el pasante también adquirirá experiencia en las instalaciones del laboratorio naos aprendiendo técnicas fisiológicas y bioquímicas para evaluar el estado de salud de los corales.

Perfil deseado

El pasante trabajaría 40 horas a la semana. Al final de la pasantia, se espera que el pesante desarrolle una presentación en formato poster para el simposio de pasantes. El pasante tambien podra participar como coautor en futuras publicaciones cientificas.

Lista de lecturas sugeridas

Marangoni LF de B, Rottier C, Ferrier-Pagès C. 2021. Symbiont regulation in Stylophora pistillata during cold stress: an acclimation mechanism against oxidative stress and severe bleaching. Journal of Experimental Biology 224. (doi:10.1242/jeb.235275)

Hughes TP, Kerry JT, Simpson T. 2018 Large-scale bleaching of corals on the Great Barrier Reef. Ecology 99, 501–501. (doi:10.1002/ecy.2092)

Weis VM. 2008 Cellular mechanisms of Cnidarian bleaching: stress causes the collapse of symbiosis. Journal of Experimental Biology 211, 3059–3066. (doi:10.1242/jeb.009597)

Suggett, D. J., & Smith, D. J. (2020). Coral bleaching patterns are the outcome of complex biological and environmental networking. Global Change Biology, 26(1), 68–79. (doi: 10.1111/gcb.14871)

Tremblay, P., Gori, A., Maguer, J. F., Hoogenboom, M., & Ferrier-Pagès, C. (2016). Heterotrophy promotes the re-establishment of photosynthate translocation in a symbiotic coral after heat stress. Scientific Reports, 6(1), Article 1. (doi: 10.1038/srep38112

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