70 عالماً من ثماني دول في مهمة لإيجاد حل لكيفية نجاة الشعاب المرجانية من تغير المناخ

لطالما نظر المجتمع العلمي إلى الماضي بحثًا عن الإلهام، مرددًا لروح المستكشفين من القرنين التاسع عشر والعشرين، شرعت بعثة تارا باسيفيك في مهمة لا تختلف عن تلك القديمة.

شرع فريق يتألف من عشرات العلماء في مهمة لإيجاد حل لكيفية نجاة الشعاب المرجانية من تغير المناخ.

سعوا لاكتشاف وفهم المجهول، على مدى عامين، قادهم سعيهم عبر الامتداد الشاسع للمحيط الهادئ. المهمة: التحقيق في ألغاز بقاء المرجان .

تضمنت بعثة تارا باسيفيك فريقًا دوليًا مكونًا من 70 عالماً من ثماني دول مختلفة، لقد قاموا بالرحلة عبر المحيط الهادئ بهدف طموح في الاعتبار.

كان هدفهم هو جمع أكبر مجموعة بيانات وراثية على الإطلاق من نظام بحري، ركزت هذه المهمة بشكل خاص على الشعاب المرجانية.

تحتوي الشعاب المرجانية على 10 أضعاف التنوع البيولوجي العالمي مما هو مفترض

خلال الرحلة الاستكشافية ، جمع الفريق حوالي 58000 عينة من مائة شعاب مرجانية مختلفة، أسفرت جهودهم الهائلة عن تجميع مخزون وراثي لا مثيل له.

هذه المجموعة الضخمة، التي نُشرت مؤخرًا في Nature Communications ، متاحة علنًا للعلماء في جميع أنحاء العالم.

من المتوقع أن تعمل مجموعة البيانات هذه كمورد أساسي لفهم الموائل المرجانية، كما أنه سيساعد في تحقيق هدفهم المتمثل في تعزيز بقاء الشعاب المرجانية وسط تغير المناخ لسنوات قادمة.

كشف التحليل الأولي للبيانات التي تم جمعها عن بعض النتائج التي تفتح العين، أولاً، التنوع البيولوجي الميكروبي العالمي أعلى بكثير مما كان مقدراً سابقاً، ثانياً، التأثيرات البيئية على التكيف التطوري تختلف من نوع إلى نوع، أخيرًا ، يبدو أن هناك ازدواجية في الجينات الرئيسية في الشعاب المرجانية.

على الرغم من أن الشعاب المرجانية تحتل نسبة ضئيلة 0.16 % من محيطات العالم، فإنها تفتخر بمجموعة متنوعة بشكل لا يصدق من الحياة البحرية، حوالي 35 % من الأنواع البحرية المعروفة تتخذ موطنها في هذه النظم الإيكولوجية النابضة بالحياة تحت الماء.

استخدم فريق الباحثين مجموعة بيانات قائمة على الواسمات الجينية، اكتشفوا أن الكائنات الحية الدقيقة التي تعيش في هذه الشعاب تشمل مجمل التنوع البيولوجي البكتيري العالمي المقدر.

أعلن كريستيان فولسترا: “لقد قللنا تمامًا من أهمية التنوع البيولوجي الميكروبي العالمي”، وهو أستاذ علم الوراثة للتكيف في النظم المائية في جامعة كونستانس.

فولسترا أيضًا المنسق العلمي لبعثة تارا باسيفيك، واقترح أن التقدير الحالي للتنوع البيولوجي، حوالي خمسة ملايين بكتيريا، قد يكون في الواقع أقل بعشر مرات من الرقم الحقيقي.

تأثير المناخ على البيئة خاص بالأنواع

قام العلماء بتحليل 32 أرخبيلًا، هذه كلها مختبرات طبيعية توفر مجموعة متنوعة من الظروف البيئية. وقد مكنهم ذلك من استكشاف العلاقات بين البيئة والعوامل الوراثية عبر نطاقات جغرافية واسعة.

يلقي بحثهم الضوء على كيفية اختلاف التأثيرات البيئية على التكيف التطوري للشعاب المرجانية اعتمادًا على الأنواع. أصبح هذا الاكتشاف ممكنًا من خلال فحص التيلوميرات، هذه هي نهايات الكروموسومات التي تحمل معلومات وراثية.

كما هو الحال في البشر، حيث يقصر طول التيلومير مع تقدم العمر وانقسامات الخلايا ، يبدو أن طول التيلومير في الشعاب المرجانية أيضًا له آثار كبيرة.

اكتشف فريق البحث أنه في الشعاب المرجانية شديدة المقاومة للإجهاد، تظل أطوال التيلومير ثابتة، وخلص فولسترا إلى أنه “يبدو أن لديهم آلية للحفاظ على أطوال التيلوميرات الخاصة بهم”.

على النقيض من ذلك، فإن الأنواع المرجانية الحساسة للإجهاد، والتي عادةً ما يكون لها عمر أقصر يبلغ حوالي مائة عام، لها أطوال تيلومير تستجيب لعوامل الإجهاد البيئي مثل التغيرات في درجات الحرارة.

شدد فولسترا على الآثار المحتملة لهذه النتيجة، قائلاً: “إن البصمة المباشرة لمستويات الإجهاد البيئي على مرونة الكائن الحي قد يكون لها آثار على صحة الإنسان.”

يتم تكرار الجينات المهمة للمساعدة في التكيف

كان الاكتشاف المهم الآخر هو أن طول عمر بعض أنواع الشعاب المرجانية يمكن أن يُعزى إلى ازدواج جينات معينة، تم العثور على هذه الجينات، التي تعتبر مهمة، عدة مرات داخل جينومات المرجان.

تمكن العلماء من تحديد هذه الظاهرة باستخدام تقنية متطورة تسمى التسلسل طويل القراءة، تسمح هذه التقنية ليس فقط بتحديد الجينات الحالية، ولكن أيضًا بفهم ترتيبها داخل الجينوم.

قد يكون الانتشار الواسع لتكرار الجينات سببًا يجعل الشعاب المرجانية، على الرغم من تعرضها لظروف بيئية قاسية مثل الأشعة فوق البنفسجية العالية، قادرة على العيش لآلاف السنين وفقًا لفولسترا.

من المرجح أن تكون أبحاث بعثة تارا باسيفيك حجر الزاوية لدراسات واسعة النطاق حول تنوع الشعاب المرجانية لسنوات عديدة قادمة.

كانت إحدى السمات المميزة لهذه الرحلة الاستكشافية المنهجية الموحدة المستخدمة في جميع المواقع التي تم أخذ عينات منها خلال فترة السنتين. هذا يضمن أن البيانات الناتجة قابلة للمقارنة بالكامل.

جمع بيانات رحلة تارا باسيفيك متاح مجانًا

ما يجعل هذا البرنامج مميزًا حقًا هو التزامه بالانفتاح. جميع مجموعات البيانات متاحة مجانًا ومرفقة بقياسات فيزيائية وكيميائية شاملة.

يثني فولسترا على هذا الجانب الفريد من البعثة، قائلاً: “إنها أكبر مجموعة بيانات عن الشعاب المرجانية تم جمعها على الإطلاق وهي مفتوحة تمامًا للوصول”.

نأمل أن تكون هذه المجموعة الرائدة بمثابة أساس للدراسة المستمرة للشعاب المرجانية في جميع أنحاء العالم، مما يغذي التقدم العلمي لسنوات عديدة قادمة.

المزيد عن الشعاب المرجانية وتغير المناخ

تعد الشعاب المرجانية، التي يطلق عليها غالبًا “غابات البحر المطيرة”، من أكثر النظم البيئية تنوعًا بيولوجيًا على كوكبنا. إنها تغطي أقل من 0.2٪ من قاع المحيط، لكنها تدعم حوالي 25٪ من جميع الأنواع البحرية، هذه النظم البيئية الحيوية تواجه تهديدًا وجوديًا من تغير المناخ.

ابيضاض المرجان

يعد ابيضاض المرجان من أكثر التأثيرات الملحوظة لتغير المناخ على الشعاب المرجانية، للشعاب المرجانية علاقة تكافلية مع الطحالب المجهرية التي تسمى zooxanthellae إنهم يعيشون في أنسجتهم ويزودونهم بمعظم طعامهم وألوانهم.

عندما ترتفع درجات حرارة الماء بسبب الاحتباس الحراري، تتعرض الشعاب المرجانية للإجهاد وتطرد zooxanthellae هذا يجعلهم يتحولون إلى اللون الأبيض تمامًا.

يُعرف هذا باسم ابيضاض المرجان، الشعاب المرجانية المبيضة ليست ميتة ، لكنها تتعرض لمزيد من الإجهاد ومن المرجح أن تموت.

فقدان الشعاب المرجانية

تحمض المحيطات

تأثير كبير آخر لتغير المناخ على الشعاب المرجانية هو تحمض المحيطات، تمتص المحيطات حوالي ربع ثاني أكسيد الكربون (CO2) الذي يطلقه البشر في الغلاف الجوي.

عندما يذوب ثاني أكسيد الكربون في مياه البحر ، فإنه يشكل حمض الكربونيك ويقلل من درجة الحموضة في المحيط. هذا يجعلها أكثر حمضية، هذه العملية تسمى تحمض المحيطات.

تتكون الشعاب المرجانية من كربونات الكالسيوم، وتجعل مياه البحر المحمضة من الصعب على الشعاب المرجانية بناء هياكلها العظمية والحفاظ عليها، هذا يعيق نمو الشعاب المرجانية ويجعلها أكثر عرضة للتآكل والأضرار الناجمة عن العواصف.

-تحمض المحيطات

ارتفاع مستوى سطح البحر

يتسبب تغير المناخ أيضًا في ارتفاع مستوى سطح البحر، مما قد يؤثر على الشعاب المرجانية، إذا ارتفعت مستويات سطح البحر بسرعة كبيرة، يمكن أن تؤدي المياه العميقة إلى اختناق الشعاب المرجانية.

من ناحية أخرى، إذا ارتفعت مستويات سطح البحر ببطء شديد، فقد تنمو الشعاب المرجانية فوق سطح الماء، هذا من شأنه أن يعرضهم للهواء، وأشعة الشمس، ودرجات الحرارة القصوى، مما قد يضرهم.

ارتفاع مستوى سطح البحر

زيادة وتيرة العاصفة وشدتها

قد يؤدي تغير المناخ أيضًا إلى عواصف أكثر تواترًا وشدة، يمكن أن تسبب العواصف أضرارًا جسدية للشعاب المرجانية ، وتفككها وتشتت الشعاب المرجانية.

مرض المرجان

ترتبط درجات حرارة الماء الأكثر دفئًا أيضًا بزيادة تفشي الأمراض المرجانية، والتي يمكن أن تسبب أحداث وفيات جماعية على الشعاب المرجانية.

في حين أن الوضع حرج، إلا أنه لا يخلو من الأمل. تتميز الشعاب المرجانية بالمرونة بشكل ملحوظ، وإذا أتيحت لها الفرصة، فيمكنها التعافي من أحداث التبييض والاضطرابات الأخرى.

فإن الحد من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري أمر بالغ الأهمية لإبطاء معدل الاحتباس الحراري وتحمض المحيطات، بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تؤدي حماية الشعاب المرجانية من الضغوط المحلية مثل التلوث والصيد الجائر إلى تحسين قدرتها على التكيف مع تغير المناخ.

علاوة على ذلك، يبحث العلماء عن طرق لمساعدة الشعاب المرجانية على التكيف مع الظروف المتغيرة، وتشمل هذه تربية أصناف مرجانية تتحمل الحرارة وتطوير تقنيات ترميم مبتكرة.

تابعنا على تطبيق نبض