Los científicos ‘leen’ los mensajes en las pistas químicas dejadas por los habitantes de los arrecifes de coral

Las pistas químicas emitidas por los organismos marinos podrían contener información sobre la salud de los corales. Pero en entornos submarinos, los compuestos invisibles crean una compleja «sopa» que es difícil de descifrar para los científicos. Ahora, investigadores en el Journal of Proteome Research de la ACS han demostrado una forma de extraer e identificar estos compuestos indicadores en el agua de mar. Encontraron metabolitos previamente no detectados en los arrecifes, incluidos tres que pueden representar a diferentes organismos del arrecife.

Las plantas y animales que viven en los arrecifes de coral liberan diversas sustancias, desde macromoléculas complejas hasta aminoácidos individuales, en el agua circundante. Para determinar cuáles podrían identificar a los habitantes del ecosistema y ser utilizados para medir la salud de un arrecife de coral, los científicos necesitan preparar muestras de agua para su análisis, concentrando los compuestos y separándolos del caldo salado. Principalmente, concentran y recolectan estos compuestos disueltos del agua de mar en membranas adhesivas. Sin embargo, este método deja de lado muchos compuestos importantes que contienen nitrógeno, oxígeno y azufre, producidos por los organismos marinos. Estos metabolitos no se adhieren bien a los materiales de la membrana y están presentes en niveles extremadamente bajos en el agua de mar. Para superar estos desafíos, Brianna Garcia, Amy Apprill, Elizabeth Kujawinski y sus colegas en la Institución Oceanográfica de Woods Hole probaron una técnica que modificaba los metabolitos disueltos antes de ser extraídos del agua de mar en una forma compatible con los materiales de la membrana, lo que les permitía concentrarse y analizarse.

Primero, los investigadores recolectaron y filtraron muestras de agua de cinco arrecifes de coral en las Islas Vírgenes de los Estados Unidos. Luego, utilizaron una serie de reacciones para unir un grupo funcional de benzoyl a metabolitos disueltos que contienen amina y alcohol. A continuación, el equipo extrajo los metabolitos modificados de las muestras y evaluó su composición y concentración con cromatografía líquida-masas. A partir de la aplicación de esta nueva técnica, los investigadores identificaron 23 metabolitos que no habían sido identificados cerca de los arrecifes de coral en estudios anteriores, incluidos aminoácidos, aminas, nucleósidos de pirimidina y ácidos organosulfónicos, que están involucrados en la fotosíntesis y el crecimiento de organismos. Cuando los investigadores analizaron sus datos, encontraron que:

• La presencia de coral enfermo, macroalgas y algas coralináceas tuvo la mayor influencia en la composición de los metabolitos.
• Algunos compuestos, como el ácido organosulfónico llamado DHPS, se encontraban consistentemente en niveles altos en todas las ubicaciones, lo que sugiere la presencia de coral y organismos asociados.
• Tres metabolitos (homoserina betaína, triptófano y ácido γ-aminobutírico) tuvieron niveles significativamente diferentes entre los cinco arrecifes, y los investigadores atribuyen esas diferencias a variaciones en los entornos y organismos marinos.

Los investigadores dicen que este estudio demuestra con éxito cómo recolectar compuestos ecológicamente relevantes previamente pasados por alto en los ecosistemas de arrecifes de coral, que podrían ser utilizados para monitorearlos en busca de efectos del cambio climático, perturbaciones naturales y actividad de enfermedades.