En el Devónico Medio (hace unos 385 millones de años) se formaron enormes arrecifes de coral, muchos de los cuales se conservan como estructuras fosilizadas en la actual Europa, Norteamérica, África, Australia, Siberia y China.

Un equipo dirigido por investigadores del Instituto Max Planck de Química, la Universidad Goethe de Fráncfort y el Instituto de Investigación Senckenberg y Museo de Historia Natural de Fráncfort, todas ellas en Alemania, ha demostrado mediante análisis de isótopos de nitrógeno, que algunos corales extintos de este período ya eran simbióticos. Este hecho podría explicar por qué los antiguos arrecifes de coral alcanzaron tamaños descomunales a pesar de encontrarse en entornos pobres en nutrientes.

Los corales modernos pertenecen a un grupo llamado escleractinios, que evolucionó en el Periodo Triásico (hace unos 250 millones de años). Estos seres vivos pueden albergar organismos simbióticos, por ejemplo, fotosimbiontes, que desempeñan un papel en el reciclaje de nutrientes, lo que puede ser especialmente beneficioso en aguas pobres en nutrientes. Hasta ahora, no estaba claro si formas anteriores de coral ya extintas tenían fotosimbiontes o no.

"Es importante comprender la historia evolutiva de estos organismos. En el caso concreto del Devónico, ayuda a explicar por qué estos arrecifes fueron los más productivos y extensos de todo el Fanerozoico. Esto también podría ser relevante para comprender la evolución de otros organismos. Por ejemplo, se cree que la existencia de enormes arrecifes de coral contribuyó a la diversificación de los peces con mandíbulas durante el Devónico", dice a SINC Alfredo Martinez-Garcia, investigador del Instituto Max Planck de Química (Alemania).

Para llevar a cabo la investigación que publica la revista Nature, los científicos estudiaron los fósiles de dos grupos extintos de coral, tabulados y rugosos, de arrecifes devónicos. El resultado sugiere que el coral tabulado que estudiaron sí tenía simbiontes, pero la mayoría de los rugosos no. Estas pruebas geoquímicas de fotosimbiosis en corales es la más antigua confirmada hasta la fecha.

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Corales simbióticos y no simbióticos

Los corales pueden vivir en simbiosis con organismos diminutos, a menudo algas, que pueden realizar la fotosíntesis. "Existen otros muchos ejemplos de fotosimbiosis, como por las esponjas, los foraminíferos, los líquenes o las almejas gigantes", apunta el investigador.

Los autores pudieron demostrar la simbiosis comparando los valores isotópicos del nitrógeno en la materia orgánica de los corales simbióticos y no simbióticos actuales. Cuanto más alto se encuentre un organismo en la pirámide alimentaria, mayor será su valor de isótopos de nitrógeno.

"La principal ventaja de estas relaciones es que permite al holobionte [planta o animal con relaciones simbióticas con microorganismos] utilizar y reciclar fuentes de nutrientes tanto inorgánicas como orgánicas, y así permitir que los arrecifes de coral prosperen en ambientes oligotróficos", añade Martinez-Garcia.

En la región de Sauerland, al igual que en el valle de Hönnetal, se pueden descubrir en las paredes rocosas corales fosilizados que vivieron hace aproximadamente 385 millones de años. / Simon Felix Zoppe

Un análisis no exento de dificultades

En estos fósiles de coral, la proporción de materia orgánica necesaria para el análisis es extremadamente baja. Sin embargo, el equipo utilizó un novedoso método analítico que solo requiere unos pocos miligramos de material coralino fósil finamente molido.

De esta forma, analizaron corales fósiles recién recolectados en el Sauerland y especímenes de museo del Eifel, el Sáhara Occidental y Marruecos de la colección del Instituto de Investigación Senckenberg y el Museo de Historia Natural de Fráncfort.

"A partir de estos conocimientos, pudimos investigar qué nicho ocupaban los corales en el Devónico", apunta Simon Felix Zoppe, coautor de la investigación en la Universidad Goethe de Fráncfot.

El estudio de los corales modernos reveló una diferencia consistente: los corales que obtienen su energía principalmente de la fotosíntesis de algas simbióticas tienen valores de isótopos de nitrógeno más bajos. En cambio, aquellos que se alimentan capturando activamente plancton tienen valores de isótopos de nitrógeno más elevados.

Para Eberhard Schindler, del Instituto de Investigación Senckenberg y del Museo de Historia Natural de Fráncfort, este nueva perspectiva permite comprender mejor las cadenas tróficas de los primeros arrecifes. "Esto, a su vez, podría ofrecer valiosas perspectivas para los ecosistemas coralinos contemporáneos".

Referencia:

Jonathan Jung et al. "Coral Photosymbiosis on Mid-Devonian Reefs". Nature.