بيولوجيا التبييض

الشعاب المرجانية نابضة بالحياة في بالاو ، ميكرونيزيا. الصورة © إيان شيف

تتسبب درجات الحرارة المرتفعة في مياه البحر جنبًا إلى جنب مع أشعة الشمس القوية في الإجهاد الحراري في الشعاب المرجانية. هذا الإجهاد يمكن أن يسبب اضطرابات في عمليات التمثيل الضوئي الطبيعية في zooxanthellae المرجانية مما يؤدي إلى تبيض المرجان.

التوضيح ، صحية إلى الشعاب المرجانية الميتة ، من GBRMPA

المصدر: الحاجز المرجاني العظيم (GBRMPA)

دور درجة الحرارة والضوء

الزناد الرئيسي لل أحداث التبييض على نطاق واسع هي زيادة في درجات حرارة الماء أعلى من الحد الأقصى المعتاد في الصيف. في درجات الحرارة المرتفعة ، يسهل نظام التمثيل الضوئي لل zooxanthellae بسهولة ضوء وارد مما يؤدي إلى إنتاج أنواع الأكسجين التفاعلية. هذه هي مصدر الإجهاد التأكسدي في أنسجة المرجان ، مما يؤدي إلى طرد المرجان من الحيوانات zooxanthellae لتجنب المزيد من تلف الأنسجة. في حين أن زيادة درجات الحرارة هي السبب في التبييض ، فإن الضوء عامل مهم أيضًا. يمكن أن تؤدي زيادة الإشعاع إلى تفاقم خطر التبييض ، في حين أن الشعاب المرجانية المظللة جزئيًا يمكن أن تتحمل درجات حرارة أعلى قبل التبييض.

الشفاء من التبييض

Zooxanthellae هو الاسم الذي يطلق على مجموعة واسعة من الطحالب المختلفة من جنس Symbiodinium. تختلف جميع هذه الكائنات الحيوانية zooxanthellae ، ولكنها تشترك في نفس الشكل الكروي الذي يمكّنها من العيش داخل الشعاب المرجانية والعديد من الكائنات البحرية المدارية الأخرى في علاقات متبادلة المنفعة. بخلاف الشعاب المرجانية الصلبة ، تم العثور على zooxanthellae أيضًا في أنواع المرجان اللين ، وشقائق النعمان البحرية ، والغورغونية ، والبطلينوس العملاق (Tridacna spp.) ، والعديد من عاريات الامتياز. تعمل مركبات zooxanthellae على إصلاح الطاقة الشمسية للشمس ، وتستفيد منها كل من الحيوانات والحيوانات التي تعيش فيها ، وتتلقى بدورها ملاذاً آمناً وتتبادل المنتجات الأيضية في علاقة متبادلة فعالة بشكل ملحوظ. استمرت هذه العلاقة لأكثر من مليون عام من 200 ، وهي واحدة من أهمها لوجود الشعاب المرجانية. الصورة © M. Takabayashi

Zooxanthellae هو الاسم الذي يطلق على مجموعة واسعة من الطحالب المختلفة من جنس Symbiodinium. تختلف جميع هذه الكائنات الحيوانية zooxanthellae ، ولكنها تشترك في نفس الشكل الكروي الذي يمكّنها من العيش داخل الشعاب المرجانية والعديد من الكائنات البحرية المدارية الأخرى في علاقات متبادلة المنفعة. الصورة © M. Takabayashi

بدون zooxanthellae لدعم عمليات التمثيل الغذائي ، تبدأ الشعاب المرجانية في الجوع. إذا عادت درجات حرارة الماء إلى الظروف الطبيعية في وقت قريب بما فيه الكفاية ، يمكن للشعاب المرجانية البقاء على قيد الحياة بعد حدث التبييض. عندما لا يكون التبييض شديدًا جدًا ، يمكن أن تتكاثر حيوانات zooxanthellae من الأعداد الصغيرة المتبقية في أنسجة المرجان ، مما يعيد المرجان إلى اللون الطبيعي على مدى أسابيع إلى أشهر. لا يمكن لبعض الشعاب المرجانية ، مثل العديد من الشعاب المرجانية المتفرعة ، البقاء على قيد الحياة لأكثر من 10 يومًا بدون زوزانثيلا. البعض الآخر ، مثل بعض الشعاب المرجانية الضخمة ، قادر كائن غيري التغذية ويمكن البقاء على قيد الحياة لمدة أسابيع أو حتى أشهر في حالة ابيض عن طريق التغذية على العوالق. حتى الشعاب المرجانية التي تبقى على قيد الحياة من المحتمل أن تعاني من انخفاض معدلات النمو ، وانخفاض القدرة الإنجابية ، وزيادة التعرض للأمراض.

الاختلافات في تبييض الحساسية

تختلف الشعاب المرجانية في قابليتها للتبييض. ثابتة يمكن رؤية أنماط الحساسية بين الأنواع المرجانية، مع وجود اتجاه عام لزيادة القابلية للتأثر بأشكال متفرعة أكثر تعقيدًا وقابلية للتأثر بدرجة أقل في الأنواع الضخمة ، خاصة تلك التي لها أورام سمينة.

يمكن للشعاب المرجانية الحصول على قدر أكبر من التسامح مع تبيض الإجهاد إذا كانت كذلك تتعرض باستمرار لدرجات حرارة أعلى أو إشعاعية أكبر. على سبيل المثال ، سوف تكون الشعاب المرجانية الموجودة في شقق الشعاب المرجانية قادرة على تحمل درجات حرارة الماء أعلى بكثير من مستعمرات نفس الأنواع التي تعيش في منحدرات الشعاب المرجانية.

يمكن أن يؤثر نوع zooxanthellae أيضًا على قابلية التبييض. هناك ما لا يقل عن تسع مجموعات (تسمى clades) من zooxanthellae المعترف بها حاليًا ، وقد يكون هناك العديد من الأنواع داخل هذه المجموعات. تختلف صفائح Zooxanthellae في قدرتها على تحمل درجات الحرارة المرتفعة ، وبعض الشعاب المرجانية لديها صفائح مقاومة للحرارة، وبالتالي ، أكثر مقاومة للتبييض. ومع ذلك ، تميل الشعاب المرجانية ذات الواجهات المقاومة للحرارة إلى النمو ببطء أكثر ، مما يخلق مفاضلات تطورية في العلاقة التكافلية التي تحافظ على تنوع العلاقات بين الشعاب المرجانية.

فيديو: زوكسانثيلي المقاوم للحرارة (2: 56)

أندرو بيكر يناقش zooxanthellae مقاومة للحرارة.