آزمایش های مرجانی هاوایی نشان می دهد که تحمل گرما بسته به گونه و مکان متفاوت است

ویرایش شده توسط گابی کلارک، بررسی توسط رابرت ایگان

این مقاله با توجه به روند و سیاست های ویرایشی Science X بررسی شده است. ویراستاران ضمن اطمینان از اعتبار محتوا، ویژگی های زیر را برجسته کرده اند:

با افزایش دمای اقیانوس ها، توانایی مرجان ها برای تحمل و سازگاری با استرس گرمایی برای آینده صخره های مرجانی حیاتی است. بسیاری از مرجان‌های سازنده صخره‌ها در نزدیکی مرزهای حرارتی بالایی خود زندگی می‌کنند، که آنها را در برابر سفید شدن و با استرس طولانی مدت، مرگ و میر آسیب‌پذیر می‌کند.

اما مرجان ها همه یکسان به گرما واکنش نشان نمی دهند. تحمل حرارتی می تواند در بین گونه ها، جمعیت ها و مستعمرات فردی متفاوت باشد و ممکن است توسط ژنتیک و محیطی که در آن زندگی می کنند شکل بگیرد. درک این تفاوت ها می تواند به پیش بینی اینکه کدام مرجان ها با گرم شدن اقیانوس ها انعطاف پذیرتر هستند کمک کند.

Hawaiʻi یک محیط منحصر به فرد برای مطالعه این سوال ارائه می دهد. صخره‌های نزدیک خلیج Kāneʻohe و خلیج Kailua شرایط متفاوتی را تجربه می‌کنند، با Kāneʻohe گرم‌تر و سرپناه‌تر و Kailua خنک‌تر و در معرض دید بیشتر. این تضاد محققان را قادر می سازد تا بررسی کنند که آیا تاریخچه محیطی مرجان بر توانایی آن در مقاومت در برابر استرس گرمایی تأثیر می گذارد یا خیر.

یک مطالعه مؤسسه اقیانوس‌شناسی شعبه بندرگاه آتلانتیک فلوریدا، با همکاری دانشگاه هاوایی، تحمل حرارتی دو مرجان فراوان صخره‌ساز را مقایسه کرد: Montipora capitata یا مرجان برنج، که می‌توانند صفحات گسترده یا مستعمرات منشعب با سطح بافتی را تشکیل دهند. و Porites compressa یا مرجان انگشتی که در دسته‌هایی از شاخه‌های باریک و انگشت مانند رشد می‌کند.

قطعات مرجان از هر دو گونه در خلیج Kāneʻohe و خلیج Kailua جمع آوری شد و در معرض تنش حرارتی کنترل شده در آزمایشگاه قرار گرفتند. محققان از فلورومتری مدولاسیون دامنه پالس برای اندازه گیری بازده فتوسنتزی به عنوان شاخصی از پاسخ فیزیولوژیکی به گرم شدن استفاده کردند. آنها سپس مرجان‌های این دو محیط را مقایسه کردند تا تعیین کنند که آیا تحمل حرارتی بر اساس مبدا متفاوت است یا خیر و آیا این الگو در بین گونه‌ها سازگار است یا خیر.

نتایج این مطالعه که در Scientific Reports منتشر شده است، نشان می‌دهد که توانایی مرجان‌ها برای مقاومت در برابر استرس گرمایی نه تنها بر اساس گونه‌ها، بلکه بر اساس محل زندگی آنها نیز متفاوت است. هر دو گونه تحمل حرارتی قابل توجهی را نشان دادند، با آستانه سفید کننده بالاتر از سطح هفته گرمایش 4 درجه که NOAA از آن به عنوان شاخص استرس گرمایی انباشته مرتبط با شروع سفید شدن قابل توجه مرجان استفاده می کند.

با این حال، یک گونه برجسته بود: P. compressa از آب های خنک تر و در معرض بیشتر Ulupaʻu تحمل حرارتی به طور قابل توجهی بالاتری نسبت به P. compressa از خلیج Kāneʻohe گرمتر، محافظت شده تر و از M. capitata از هر مکان داشت.

برای M. capitata، تحمل حرارتی بین دو خلیج بسیار مشابه بود. در Ulupaʻu، با این حال، P. compressa تنش گرمایی انباشته شده به طور قابل توجهی بیشتر از M. capitata تحمل کرد. محققان همچنین دریافتند که P. compressa کندتر از M. capitata سفید می شود، که نشان می دهد گونه های مرجانی مختلف ممکن است به استراتژی های فیزیولوژیکی متمایز برای مقابله با گرم شدن تکیه کنند.

جاشوا دی ووس، دکتری، نویسنده ارشد و استاد پژوهش در شعبه بندرگاه FAU، گفت: یافته‌های ما نشان می‌دهد که انعطاف‌پذیری مرجان‌ها در برابر گرم شدن اقیانوس‌ها، حتی در میان گونه‌هایی که در مجاورت جغرافیایی زندگی می‌کنند، یکنواخت نیست. از آنجایی که صخره‌های سرتاسر جهان با رویدادهای گرمای دریایی مکرر و شدیدتر مواجه می‌شوند، درک اینکه کدام مرجان‌ها می‌توانند این استرس را تحمل کنند - و چرا - برای محافظت و احیای صخره‌ها حیاتی خواهد بود.

«آنچه برای یک گونه یا جمعیت مؤثر است ممکن است برای گونه‌های دیگر مؤثر نباشد، بنابراین استراتژی‌های حفاظتی باید هم تنوع زیستی و هم تنوع زیست‌محیطی موجود در اکوسیستم‌های صخره‌های مرجانی را در نظر بگیرند».

محققان دریافتند که این تفاوت‌ها صرفا مربوط به یک خلیج نیست که مرجان‌های سخت‌تری تولید می‌کند. در خلیج Kāneʻohe، این دو گونه آستانه حرارتی مشابهی داشتند، در حالی که در Ulupaʻu، P. compressa یک مزیت آشکار داشت. این یافته نشان می‌دهد که شرایط محیطی ممکن است عملکرد حرارتی را در بین گونه‌ها متفاوت شکل دهد. محیط سردتر، متغیرتر و در معرض امواج Ulupaʻu ممکن است قرار گرفتن مکرر در شرایط متغیر را فراهم کند که به آماده‌سازی برخی مرجان‌ها برای تنش گرمایی کمک می‌کند، اگرچه این مطالعه به طور مستقیم مکانیسم‌های اساسی را آزمایش نکرد.

دکتر آلیسون ام. کلاین، نویسنده اول و عضو فوق دکتری در شعبه بندرگاه FAU، گفت: «با قرار دادن مرجان‌ها از تاریخچه‌های محیطی متمایز در معرض آزمایش استرس حرارتی استاندارد شده، ما قادر به مقایسه مستقیم تفاوت‌ها در تحمل حرارتی در بین گونه‌ها و جمعیت‌ها بودیم. این رویکرد به ما اجازه داد تا بررسی کنیم که چگونه شرایط محیطی قبلی ممکن است پاسخ های فیزیولوژیکی به استرس گرمایی را شکل دهند.

این یافته ها همچنین پیامدهایی برای بازسازی مرجان ها دارد. P. compressa از Ulupaʻu ممکن است یکی از منابع مرجان های طبیعی مقاوم به گرما باشد، اما محققان در مورد اینکه مرجان های مقاوم به گرما همیشه بهترین نامزدها برای بازسازی هستند، احتیاط می کنند. حفظ تنوع ژنتیکی و طیف وسیعی از صفات می تواند برای دادن انعطاف پذیری به صخره های احیا شده برای پاسخ به شرایط مختلف محیطی در طول زمان مهم باشد.

ووس گفت: «این مطالعه مرجان‌های انعطاف‌پذیرتری را از مکان‌های خاصی در این شرایط آزمایشی شناسایی کرد که امید مهمی را برای آینده فراهم می‌کند. نتایج نشان می‌دهد که هویت گونه‌ها و تاریخچه محیطی محلی می‌توانند بر عملکرد حرارتی مرجان و موفقیت در تلاش‌های بازسازی مرجان تأثیر بگذارند.

این تحقیق با همکاری آزمایشگاه مقاومت مرجانی در مؤسسه زیست شناسی دریایی هاوایی، تحت راهنمایی کرافورد دروری، دکترا انجام شد. جمع آوری مرجان و سنجش عملکرد حرارتی در آزمایشگاه انجام شد.

Allison M. Klein و همکاران، تنوع گونه ای خاص در تحمل حرارتی در مرجان های Montipora capitata و Porites compressa در دو زیستگاه خلیج هاوایی، گزارش های علمی (2026). DOI: 10.1038/s41598-026-64772-6

کارشناسی ارشد زبان انگلیسی، ویرایشگر کپی از سال 2021 با تجربه در آموزش عالی و محتوای بهداشتی. تقدیم به اخبار معتبر علمی. نمایه کامل →

لیسانس زیست شناسی ریاضی، کارشناسی ارشد در نوشتن خلاق. خوش سفر با دیدگاه های منحصر به فرد در علم و زبان. نمایه کامل →