Gene expression plasticity in Pocillopora corals from 2 locations on the Carrizales Reef, Pacific coast of Mexico

Abstract

espanolActualmente, la mayor amenaza que enfrentan los corales escleractinios es el cambio climatico acelerado. Suponiendo que la mayoria de los escleractinios son incapaces de una respuesta de adaptacion a los rapidos cambios globales, una respuesta alternativa seria la plasticidad fenotipica, que se describe clasicamente como aclimatacion. Con el fin de establecer una linea base para el estudio de la aclima-tacion en los corales de la costa mexicana del Pacifico, en el presente trabajo evaluamos la plasticidad de la respuesta fisiologica y molecular de 36 colonias pertenecientes a 3 morfoespecies del genero Pocillopora (Pocillopora cf. capitata, Pocillopora cf. damicornis y Pocilloporacf. verrucosa), ubicadas en 2 sitios (este y oeste) del arrecife Carrizales. Los datos ambientales revelaron mayor incidencia de luz y concen-traciones mas altas de clorofila en las muestras de agua del sitio oeste, lo que sugiere la presencia de al menos 2 microambientes con mayor y menor luz en el arrecife. Como respuesta, las morfoespecies del sitio oeste mostraron una mayor expresion genica y diferencias significativas en el contenido de pigmentos, la densidad de endosimbiontes y los marcadores metabolicos (ARN, ADN y proteinas). Dada la preocupacion por el futuro de los arrecifes, consideramos que el presente estudio puede servir como linea base para el estudio de la plasticidad fisiologica y molecular de los corales Pocillopora de Mexico, y con ello se podran desarrollar estrategias de conservacion para las morfoespecies clave en los arrecifes coralinos de la costa mexicana del Pacifico. EnglishThe greatest threat scleractinian corals face today is accelerated climate change. Assuming that most scleractinians are incapable of genetic adaptation to rapid global changes, the alternative response would be phenotypic plasticity, which is classically described as accli-matization. With the purpose of establishing a baseline for the study of acclimatization in corals of the Pacific coast of Mexico, we assessed the molecular and physiological response of 36 colonies of 3 Pocillopora morphospecies (Pocillopora cf. capitata, Pocillopora cf. damicornis, and Pocillopora cf. verrucosa) located at 2 sites (east and west) on Carrizales Reef. Our results show higher incidence of light and chlorophyll concentrations in seawater samples from the west side, suggesting the presence of at least 2 microenvironments with more and less light in the reef. In response, coral morphospecies from the west side showed higher gene expression and significant differences in pigment concentra-tions, endosymbiont densities, and metabolic markers (RNA, DNA, and proteins). Given the present concern about the future of coral reefs, we consider that the present study could be used as a baseline for the study of the physiological and molecular plasticity of Pocillopora corals in Mexican waters, so conservation strategies could be developed for key morphospecies in coral reefs on the Pacific coast of Mexico.