Fragmentation of the gastrodermis and detachment of zooxanthellae in symbiotic cnidarians: a role for hydrogen peroxide and Ca²⁺ in coral bleaching and algal density control

Resumen

El blanqueamiento de los corales implica el desprendimiento de zooxantelas y la simultánea fragmentación de la gastrodermis. Resultados obtenidos con una sonda florescente de iones Calcio (Ca2+) para células permeables, indican que el blanqueamiento “térmico” es el resultado de una interrupción del sistema de exclusión de Ca2+, provocada por la temperatura. El blanqueamiento “solar”, que tiene lugar a temperaturas más bajas y está determinado por la luz, es el resultado de una acumulación de peróxido de hidrógeno producido fotosintéticamente en los tejidos. Para ver el proceso, se raspó tejido gastrodermal, junto con sus simbiontes, de entre los septos de los corales y se observó en condiciones controladas de luz y temperatura. Primero, los trozos de gastrodermis se dan vuelta, luego las zooxantelas se mueven hacia la superficie, sobresalen desde ella y tras un tiempo, se desprenden, rodeadas de una delgada capa de citoplasma del hospedero, inclusiones y membrana plasmática. Mientras mayor sea la temperatura y el nivel de luz, menor es el tiempo que tardan las zooxantelas en desprenderse y mayor es la tasa de desprendimiento algal. La fragmentación producida por el inflamación y el desprendimiento de pequeñas esferas de citoplasma (formación de ampollas), tiene lugar simultáneamente. Probablemente, esto es causado por oxidación en el citoesqueleto de grupos -SH por el peróxido de hidrógeno (H2O2), y por su acoplamiento a la membrana plasmática. Secciones de resina acrílica delgada molida, pulida y teñida revelan que en corales blanqueados artificialmente se llevan a cabo procesos similares. Se ha demostrado que tanto las zooxantelas aisladas como los corales enteros, liberan H2O2 en la luz. Debajo 94 Rev. Biol. Trop. (Int. J. Trop. Biol. ISSN-0034-7744) Vol. 54 (Suppl. 3): 79-96, December 2006 este proceso de desprendimiento algal y fragmentación que tiene lugar a temperaturas normales en el mar, puede encontrarse el mecanismo que limita las poblaciones algales en la gastrodermis, el cual podría estar localizado en áreas con concentraciones de alga cerca de la membrana. A temperaturas más altas de lo normal, bajo el efecto sinérgico de la luz y la temperatura, la tasa de producción de H2O2 excede la tasa a la cual éste puede destruirse o perderse por difusión y, por ende, se acumula. Esto resulta en daño al sistema de exclusión de calcio, desprendimiento de zooxantelas hacia el celenterón y fragmentación de la gastrodermis.