El GCMP

Turbinaria stellulata. Familia Dendrophylliidae (“Clad0 II”)[1]

En mi entrada pasada, mencioné que yo estaba continuando el proyecto que empecé el verano pasado en Lizard Island, Australia. Es cierto, pero con mis prisas por publicar una entrada sobre mi viaje actual, me hicieron descuidar algunas actualizaciones importantes. Lo primero y principal: ¡gracias a una beca NSF a través de su programa Dimensions of Biodiversity, nuestro proyecto es oficial y tenemos un nombre! El Proyecto Global del Microbioma Coral, o GCMP. El equipo está compuesto por miembros del Laboratorio Vega Thurber de Oregon State University y el Laboratorio Medina de Penn State University. Además de más dinero y un equipo amplio, los objetivos del proyecto también se han visto ligeramente ampliados. Nuestro objetivo sigue siendo entender cómo los diferente corales han evolucionado para estructurar sus comunidades microbianas, pero, como el nuevo nombre implica, ahora también estudiaremos cómo esas comunidades se diferencian geográficamente en los corales de todo el mundo. Sabemos que los corales que están relacionados entre sí pueden habitar ambientes muy diferentes, por lo que la descripción de los microbios que asocian con sólo un subconjunto de esos ambientes no conseguiría el cuadro completo Por ejemplo, los corales que se ven así:

Porites lobata, Pocillopora verrucosa, Pocillopora …?

se puede encontrar en lugares de tan amplio alcance como las aguas del Pacifico Oriental frías, ricas en nutrientes, y provocadas por afloramiento, las aguas tranquilas de las Islas de la Sociedad en el Pacífico Sur (donde tomé esta foto), y las aguas cristalinas y de manera positiva cálidas del Mar Rojo, desde donde estoy escribiendo esta entrada. .La mayoría de los taxónomos ubican individuos de cada extremo de su rango en la misma especie, pero en algún punto esto es una decisión arbitraria. Hay claras diferencias fisiológicas dentro de las especies de coral que están relacionadas con la geografía. Si transplantas la colonia de Pocillopora damicornis desde Panamá a Arabia Saudita, la elevada temperatura del agua podría casi sin duda causar la blanqueamiento y muerte. Por qué? No sé. Algunos investigadores, tales como los del Laboratorio Meyer de OSU, están tratando de calcular eso por considerar las diferencias genéticas en los corales. Otros sugieren que los corales pueden aclimatarse gradualmente a tales extremos de temperatura. Nosotros pensamos que esas hipótesis son parte de la historia, pero que los microbios que viven con los corales podrían contar otra parte importante. Después de todo, las interacciones con microbios por enfermedad y blanqueamiento son las causas más comunes de muerte de coral. Si comparamos las diferencias en microbios a través de un rango de ambiente de una especie hospedera a las diferencias que se explican por la historia evolutiva del coral, quizá podríamos ser capaces de explicar por qué algunos corales son más tolerantes por variación en el ambiente que otros.

¡Revela sus secretos para mí, oh corales!

Mientras aplazo mi montaña del trabajo de laboratorio en cola, estoy alegremente organizando y editando mis fotos del campo. Hemos fotografiado cada colonia de coral muestreada, esperando usar la colección como una copia de seguridad para los metadatos que hemos colectado simultáneamente. La foto en la parte superior de esta página representa el último coral que muestreamos en este viaje – ¡uno que me hico agitar los puños bajo el agua con entusiasmo! No es una especie particularmente rara, pero Jesse y yo tenía una lista de deseos larga, un corto periodo de tiempo, y un limitado número de arrecifes para explorar. Con el fin de describir los extensos niveles de variación en el microbioma coralino, trataremos de muestrear al menos dos especies de cada familia de coral que nos encontramos, en cada lugar. Después de visitamos varios arrecifes alrededor del mundo, esperamos tener suficientes réplicas de cada familia para describir cómo difieren entre sí. A medida que nuestros tanques de aire lentamente bajan su gas, todavía no habíamos encontrado un representativo de los Dendrophylliidae que tenía simbiontes, aunque ¡sabíamos que existe por aquí en algún lado! Justo cuando lo hube abandonado, descubrí esa roca amarilla. Y sinceramente, la excitación que sentí en ese momento es la razón real por lo que yo hago lo que hago.

El premio es ganado.

El premio es ganado.

Hola de nuevo (y notas de equipaje para LIRS)

Muy bien, así que fallé miserablemente al mantener este blog mientras estaba en el extranjero. Mala mía. Tú sabes como es – la conexión a Internet está caído por 3-4 días, las entradas escritas anteriormente que tienes listas para salir se suspenden mientras esperas la habilidad para adjuntar fotos, y antes de que lo sepas, te has caído de la furgoneta, tu horario de publicación es irrecuperable, y las distracciones y actividades del trabajo de campo han consumido tu tiempo y atención.

O por lo menos eso es lo que me sucedió a mi.

Afortunadamente para nosotros, esta es una oportunidad para mí de mirar atrás en mi viaje, saboreándolo todo otra vez mientras exploramos digitalmente el arrecife, mientras nos encabezamos hacia los meses del invierno fríos y oscuros del invierno del hemisferio norte. ¡Temblar!

Así que vamos a retomar donde lo dejamos, con un post que escribí pero no publiqué el 3 de agosto, sobre medio camino en mi tiempo en Lizard Island.


Notas de empacar para viajes futuros a Lizard Island:

Cosas para no llevar:

  • Medias. Probablemente piensas ‘¡oh, quizás un par o dos por lo menos!’ pero no. No tragues ningunas medias. Ni zapatos, para esos asuntos. No he llevado ninguno por dos semanas.*
  • Vaqueros. Las noches pueden ser un poco frías, pero la arena se mete en los dobladillos y deja huellas en lugares donde no la quieres. ¡No vale el peso extra!
  • Martillo + cincel. A estos necesito para muestrear mis corales, pero hay abundancia de herramientas en la estación. Desde que estos son realmente pesados y las restricciones de peso para los vuelos a aquí son estrictas, ¡esto fue una gran pérdida de espacio de equipaje!
  • Pan, aparentemente. Por lo menos no tanto como están pensando. Cada uno pide demasiado pan, así que hay una tonelada de sobras en el congelador de “comida gratis”, sobrante de grupos pasados.**

Cosas que podrías olvidar:

  • Chocolate. Y Coca-Cola. Y café. Los pedidos de comida llegan en una barca sólo una vez cada dos semanas, así que si dejas estos fuera de tu pedido, estas frito. Nadie puede ir dos semanas sin café, Coca-Cola, y chocolate.
  • Condimentos. Sí, las personas a menudo también los dejan en el área de comida gratis, pero pueden ser arrebatados rápidamente. ¿Quién quiere una salchicha sin mostaza? Y si puedes traer alguna buena salsa barbacoa americana contigo, serás un éxito en las barbacoas playeras del sábado por la noche. Los “Aussies” no han descifrado éste, se parece… Tampoco han descifrado al “ketchup”. ¿”Salsa de tomate”? ¡Pah!
  • Tu multiherramienta manuable. Sí, debes tener siempre cuidado de ponerla en el equipaje facturado, pero ¡por Dios!, un buen Leatherman es lindo de tener cerca.
  • Un sombrero. Seriamente ¿Por qué no pensaste en traer un sombrero? El sol, ¡se quema!
  • Cables. Lo sé, lo sé, ya revisaste y revisaste por segunda vez para asegurarte que tienes tus cargadores de cámara y de teléfono, tus cables de computadora, y tus adaptadores. Pero aún olvidaste uno; lo garantizo. (La última vez fue el cable de tu ordenador de buceo, y no fuiste capaz de descargar tus reseñas de profundidad y de aire. Estabas muy triste.)
  • Ah, y cosas de ciencia – definitivamente necesitarás más guantes, propinas de pipeta, y bolsitas plásticas estériles (Whirl-Paks) de las que estas pensando. ¿Ese plan que tenías, donde sólo querías 200 muestras? ¡Olvídalo! QUIERES MÁS. ¡Nunca puede tener demasiados muestras!***
  • Y por supuesto, lleva siempre una toalla.****

Ahora, sé que todos ustedes han estado muriendo anticipadamente por las respuestas de identificación de coral de la entrada anterior. Así que aquí estamos:

A. <em>Diploastrea heliopora</em>. Este coral tiene un aspecto muy distintivo, con  <strong title="Estructuras esqueléticas formadas por pólipos de coral individuales">coralitos</strong> acanalados con forma volcánica que se unen en un gran montículo.

A. Diploastrea heliopora. Este coral tiene un aspecto muy distintivo, con coralitos acanalados con forma volcánica que se unen en un gran montículo.

Acropora loripes

B. Acropora loripes. Este coral tiene ramas cortas y breñosas con coralitos relativamente largos y moderadamente espaciados en los costados y las puntas. Esta es en contraste con muchos de sus congéneres, uno de los que pueden ser visto en el fondo de esta foto. Ese coral Acropora (formosa?) tiene ramas largas, con coralitos más pequeños y más próximos en los costados y coralitos relativamente más largos en la punta de la rama.

C. Echinopora mammiformis. Este coral tiene coralitos largos, poco profundos, y surcados de manera particular en una colonia que forma ramas largas o platos lisos (no mostrados).

C. Echinopora mammiformis. Este coral tiene coralitos largos, poco profundos, y surcados de manera particular en una colonia que forma ramas largas o platos lisos (no mostrados).

D. Acropora hyacinthus. (al fondo) Otro coral acropórido, pero con una colonia morfológica muy diferente. Estos corales forman enormes platos de muchas ramitas diminutas y organizadas que se fusionan con el tiempo.

D. Acropora hyacinthus (al fondo). Otro coral acropórido, pero con una colonia morfológica muy diferente. Estos corales forman enormes platos de muchas ramitas diminutas y organizadas que se fusionan con el tiempo.

E. Acropora nobilis. Yet another acroporid coral, which forms long branches and has numerous fine lateral calyces.

E. Acropora nobilis. Aún otro coral acropórido, el cual forma ramas largas y que tiene numerosos coralitos laterales finos. Nota que esta especie es similar, pero no idéntica, al coral azul en el fondo de la foto de la Acropora loripes.

F. Symphillia radians. Los pólipos de este coral no forman coralitos individuales - se funden juntos dentro de cada valle sinuoso de la colonia. Esta morfología de colonia no es extraña, pero los corales que la forman todos no son relacionados cercanamente entre sí.

F. Symphillia radians. Los pólipos de este coral no forman coralitos individuales – se funden juntos dentro de cada valle sinuoso de la colonia. Esta morfología de colonia no es extraña, pero los corales que la forman todos no son relacionados cercanamente entre sí.

Como puede ver, la morfología del coral es muy diversa. Pero veamos otra vez cómo estos corales se relacionan:

En esta diagrama, relaciones entre especies se muestran como un árbol familiar. Especies que son conectada más directamente con líneas son familiares más cercanos, así que tres especies de Acropora son más cercana entre sí que cualquier de las son a Diploastrea, por ejemplo.

Otra vez, nota que las especies que se conectan con las lineas más cortas son los familiares más cercanos. ¿Habrías adivinado que la Echinopora ramificada estaba más relacionada a la Symphillia y Diploastrea que a la Acropora ramificada?

Mientras paso más tiempo en la isla, me estoy volviendo más confiado en mi habilidad para identificar los corales que necesito para nuestro proyecto. Acelero el ritmo de mi muestrear y realmente estoy tomando el ritmo de la vida de la isla. Más actualizaciones vendrán!*****


*Nota sobre los zapatos de Ryan del futuro: reorientarme a las tierra firme fue muy difícil. ¡En realidad olvidé un par de veces ponerme medias y zapatos antes de caminar en la calle desde mi hostal!

**Desarrollos luego de mi tiempo en la isla probaron que de hecho tener una tonelada de pan extra no es algo malo. Cuando nuestra cuerda de salvamento barcaza decidió, dos días antes de su llegada programada, que: “Eh, no vendremos esta semana!” ‘, los habitantes de LIRS comienzan a acapararse. Los lagartos comienzan a verse deliciosos, y experimentos de la fermentación se intentan con cocos.

***Ryan del futuro ha notado que en realidad, ¡más muestras=más dolores de cabeza a casa organizarlas, guardarlas y procesarlas!

****Sorprendentemente, a pesar de mi amor por Douglas Adams y adhesión general a sus pautas para viajar, este consejo se me escapó el año pasado durante mi viaje a Mo’orea. No es divertido no tener una toalla.

*****Obviamente esto fue una mentira. Otra vez, mala mía.

Diversidad

He llegado a la Estación de Investigación de Lizard Island, y finalmente he comenzado el trabajo de muestreo que me trajo a Australia.

La semana pasada ha sido bastante increíble. Para llegar a la isla, mi compañero de campo y yo volamos en un aeroplano de 5 asientos que contenía solo a nosotros y el piloto. Nunca había estado en un avión tan pequeño, y realmente estaba un poco nerviosa cuando andamos sobre la pista. Esperaba que el vuelo estuviese lleno de baches, pero en realidad fue muy suave — incluso el aterrizaje fue más tranquilo de la mayoría de los que he experimentado.

Hmm.... bien, <em>tal vez</em> valió la pena levantarse tan temprano

Hmm…. bien, tal vez valió la pena levantarse tan temprano

Yo ciertamente <em>no</em> tenía ningunas temas musicales pasando por mi cabeza durante el vuelo. Especialmente ni Indiana Jones ni Jurassic Park.

Yo ciertamente no tenía ningunas temas musicales pasando por mi cabeza durante el vuelo. Especialmente ni Indiana Jones ni Jurassic Park.

Katia window

Landing at Lizard

Desde que he estado aquí, he tenido la oportunidad de asentarme, conocer gente, y comenzar mi búsqueda de corales. La estación y su gente son encantadoras, y el arrecife es también!

Ahora que estoy aquí, debo explicar mi proyecto un poco mejor. Mencioné anteriormente que yo buscaba los microbios normales, o ‘buenos’, en los corales. El problema es, que las especies diferentes de corales tienen ideas diferentes acerca de lo que es bueno para ellos, y las condiciones del medio ambiente pueden cambiar esas ideas incluso dentro de una colonia de coral individual. Por ejemplo, corales que crecen rápido y que viven con luz solar muy fuerte pueden obtener una abundancia de azúcares de sus simbiontes algas, y bacterias que recogen o producen compuestos de proteínas esenciales podrían ser importantes para el coral. Pero los corales en las aguas ligeramente más profundas que no reciben tanto luz solar para la fotosíntesis podrían tener un balance diferente de los requerimientos, y podría ser más beneficioso asociar con otras clases de bacterias. Yo no sé, eso justo improviso – es sola una hipótesis que podría ser interesante de probar en algún momento en el futuro!

Es difícil de probar hipótesis como esa ahora mismo, sin embargo, porque hay factores confusos que complican las cosas. Si comparemos las bacterias de los corales de aguas profundas con las de los corales de aguas poco profundas, probablemente veríamos bastantes diferencias. Pero si los corales de aguas profundas tienen otras cosas en común (por ejemplo, si están todos relacionados unos con otros, o crecen de forma similar), es difícil decir cuales de esas diferencias son en realidad debidas a sus condiciones medioambientales únicas, o si son productos de otros factores.

Para ayudar con este tipo de estudios futuros hipotéticos, planeamos describir el microbioma coral en el contexto de las relaciones de unos con otros en las varias especies. Si un cierto grupo de corales han evolucionado para asociarse con bacterias que otros corales no lo hacen, podemos tomar esto en cuenta cuando nos hagamos otras preguntas, como “Por qué la Especie A contrae más seguido enfermedades en aguas de altas temperaturas que la Especie B?”

En un nivel más básico, sólo queremos describir algo nuevo. Que yo sepa, nadie ha tenido nunca un vistazo a los microbios que se asocian con el coral Galaxea fascicularis. Y quién sabe – tal vez hay alguna bacteria loca en lo que hace a un nuevo tipo de antibiótico y vive en ningún otro lugar! Nunca lo sabremos hasta que nos miramos. Así exploramos la diversidad de microbios en muchas especies de coral que simplemente nunca se han muestreado.

Mi descripción del proyecto probablemente ya no está claro, pero ese es al menos una introducción suficientemente bueno para fluir hacía el que he estado haciendo durante la semana pasada. No puedo muestrear de todos los grupos de corales a menos que sepa como distinguir a uno del otro, así que he estado trabajando en la identificación de las especies. No es tan fácil. He aquí un ejemplo. A continuación, tengo foots (que tomé esta semana) de 5 especies diferentes de coral:

Diploastrea

A

Bushy Acropora

B

C

C

D

D

E

E

F

F

Estos corales son bastante común y los he elegido en realidad porque eran relativamente simple para identificar. Se relacionan uno a otro como así:

Biólogos evolucionistas utilizan el término <strong>clade </strong>para describir grupos de organismo que se relacionan uno a otro más que a cualquier otro organismo. En este diagrama, las tres especies de <em>Acropora </em>forman un clado, como lo hace la combinación de <em>Symphillia</em> y <em>Echinopora</em>, así como la combinación de <em>Symphillia</em>, <em>Echinopora</em>, <strong>y </strong><em>Diploastrea</em>. La combinación de <em>Acropora nobilis </em>y <em>Diploastrea heliopora </em><strong>no </strong>forma un clado, a pesar de que aparecen juntos (la ubicación de los nombres no importa, sólo sus conexiones por líneas). ¿Hace ese claro el diagrama? Forcejeaba ponerlo en palabras, así que dímelo.

Biólogos evolucionistas utilizan el término clade para describir grupos de organismo que se relacionan uno a otro más que a cualquier otro organismo. En este diagrama, las tres especies de Acropora forman un clado, como lo hace la combinación de Symphillia y Echinopora, así como la combinación de SymphilliaEchinoporaDiploastrea. La combinación de Acropora nobilis Diploastrea heliopora no forma un clado, a pesar de que aparecen juntos (la ubicación de los nombres no importa, sólo sus conexiones por líneas). ¿Hace ese claro el diagrama? Forcejeaba ponerlo en palabras, así que dímelo.

De esos corales, esperaríamos que Symphillia Diploastrea tendrían comunidades microbianas más similares entre sí que cualquiera tendría a cualquiera de las especies de Acropora, por ejemplo. Pero ¿puedes adivinar cuáles corales se agrupan juntos justo por manera de mirarlos? Mi tarea es hacer estas evaluaciones para que obtenemos un muen muestra amplia de la diversidad de corales. Pondré las respuestas en mi entrada próxima.


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