Semelhante às expedições de cem ou duzentos anos atrás, a expedição Tara Pacific durou mais de dois anos. Seu objetivo era pesquisar as condições de vida e sobrevivência dos corais. O navio atravessou todo o Oceano Pacífico, montando o maior inventário genético realizado em qualquer sistema marinho até hoje. Os 70 cientistas da equipe de oito países coletaram cerca de 58.000 amostras dos cem recifes de corais estudados.

Os primeiros resultados da análise foram agora publicados na Nature Communications . Este maior conjunto de dados de todos os tempos sobre ecossistemas de recifes de corais está disponível gratuitamente e, nos próximos anos, será a base para elucidar as condições de vida dos corais e encontrar uma maneira de sobreviver às mudanças climáticas.

Os primeiros resultados importantes da expedição mostram que a biodiversidade microbiana global é muito maior do que se pensava anteriormente. Os impactos do ambiente na adaptação evolutiva são específicos da espécie, e genes importantes nos corais são duplicados.

Os recifes de coral são o ecossistema marinho mais biologicamente diverso da Terra. Embora cubram apenas 0,16% dos oceanos do mundo, abrigam cerca de 35% das espécies marinhas conhecidas . Usando um conjunto de dados baseados em marcadores genéticos, os pesquisadores descobriram que toda a biodiversidade bacteriana estimada globalmente já está contida nos microorganismos dos recifes de corais.

“Temos subestimado completamente a biodiversidade microbiana global”, diz Christian Voolstra, professor de genética de adaptação em sistemas aquáticos da Universidade de Konstanz e coordenador científico da expedição Tara Pacific. Ele diz que a estimativa atual da biodiversidade (aproximadamente cinco milhões de bactérias) é subestimada por um fator de 10.

Os 32 arquipélagos estudados servem como laboratórios naturais e fornecem uma ampla gama de condições ambientais, permitindo aos cientistas desvendar as relações entre parâmetros ambientais e genéticos em grandes escalas espaciais. Isso levou a outra descoberta importante: os efeitos que o ambiente tem nas trajetórias de adaptação evolutiva dos corais são específicos da espécie. Para determinar isso, os pesquisadores examinaram pela primeira vez os telômeros, as extremidades dos cromossomos que carregam a informação genética.

Nos humanos, o comprimento dos telômeros diminui durante a vida; isto é, com um número crescente de divisões celulares, sugerindo que a idade biológica está intimamente ligada ao comprimento dos telômeros. Pesquisadores da expedição Tara Pacific descobriram agora que os telômeros em corais muito resistentes ao estresse têm sempre o mesmo comprimento. "Eles aparentemente têm um mecanismo para preservar o comprimento de seus telômeros ", conclui Voolstra.

Em uma espécie de coral mais sensível ao estresse, que também tem uma vida útil mais curta, de cerca de cem anos, o comprimento dos telômeros está alinhado ao estresse ambiental, como flutuações de temperatura. “Uma impressão direta dos níveis de estresse ambiental na resiliência do organismo pode até ter implicações para a saúde humana”, diz Voolstra.

Dados da pesquisa da expedição Tara Pacific revelaram que a longa vida de algumas espécies de corais pode ter ainda outro motivo: a duplicação de certos genes. Muitos genes importantes estão presentes várias vezes no genoma. Os pesquisadores conseguiram determinar isso por meio do sequenciamento de genomas de corais empregando uma nova técnica de alta resolução.

Essa técnica, chamada de sequenciamento de leitura longa, permite não apenas determinar o conjunto de genes presentes, mas também observar sua ordem no genoma. De acordo com Voolstra, a presença generalizada de duplicação de genes pode ser uma possível explicação de por que os corais podem viver por milhares de anos, apesar de serem expostos, por exemplo, à extrema radiação ultravioleta em águas rasas.

A expedição Tara Pacific, batizada em homenagem ao navio de pesquisa , fornecerá material para análises em larga escala da diversidade do ecossistema de recifes de corais nos próximos anos. O que também torna o programa único é que as amostras foram coletadas de vários locais e ao longo de vários anos. Os pesquisadores examinaram os corais em cada local de maneira idêntica, o que torna os resultados totalmente comparáveis.

Todos os conjuntos de dados são de acesso aberto e totalmente descritos com acompanhamento de medições físicas e químicas para fornecê-los como um recurso científico para todos os pesquisadores.

"Isso é único", diz Voolstra. “É o maior conjunto de dados sobre recifes de corais já coletado e é de acesso totalmente aberto ”. A aspiração é que esta coleta de dados sirva como base e inventário para orientar o estudo futuro dos recifes de coral em todo o mundo por muitos anos.