ब्लीचिंग की संवेदनशीलता

पलाऊ, माइक्रोनेशिया में वाइब्रेंट कोरल रीफ। फोटो © इयान शिव

यह खंड जैविक और शारीरिक विशेषताओं के बारे में जानकारी प्रदान करता है जो गर्म पानी की घटना के दौरान प्रवाल विरंजन को प्रभावित करते हैं या नहीं। व्यक्तिगत कोरल प्रकाश और गर्मी के तनाव के प्रति उनकी प्रतिक्रियाओं में भिन्न होते हैं। कोरल और ज़ोक्सांथेला में संवेदनशीलता में अंतर इस तरह की विशेषताओं से प्रभावित होते हैं:

  • प्रजातियों का अंतर
  • आनुवंशिक अंतर
  • ब्लीचिंग की संवेदनशीलता को प्रभावित करने वाले अन्य कारक (जैसे, फ्लोरोसेंट टिशू प्रोटीन, हीट-शॉक प्रोटीन, कॉलोनी इंटीग्रेशन, थर्मल स्ट्रेस, टिशू की मोटाई और एक्सपोज़र के इतिहास के जवाब में फीडिंग बिहेवियर में बदलाव)

सभी प्रवाल प्रजातियां विरंजन के लिए समान रूप से अतिसंवेदनशील नहीं होती हैं। ऊंचे समुद्र के तापमान के जवाब में, कुछ मूंगे ब्लीच कर सकते हैं, जबकि उसी स्थान पर अन्य प्रवाल प्रजातियां नहीं हो सकती हैं। कुछ कोरल सक्षम हैं जलवायु का अभ्यस्त बनाना स्थानीय तापमान समय के साथ बढ़ता है। सामान्य तौर पर, प्रवाल प्रजातियां जो विरंजन के लिए अधिक प्रतिरोधी होती हैं, उन्हें बड़े पैमाने पर विकास रूपों, मोटी या कम-एकीकृत ऊतकों और धीमी विकास दर की विशेषता हो सकती है। तापीय तनाव के प्रति अधिक प्रतिरोधी के रूप में पहचाने गए प्रवाल जनन के उदाहरणों में शामिल हैं:

  • Acanthastrea
  • Cyphastrea
  • Diploastrea
  • Favia
  • Galaxea
  • Goniastrea
  • Hydnophora
  • Leptoria
  • Merulina
  • Montastrea
  • Platygyra
  • Porites
  • Turbinaria

संवेदनशीलता के पैटर्न

2010 विरंजन घटना के दौरान, कुछ स्थानों पर प्रजातियों की संवेदनशीलता की सामान्य पदानुक्रम उलट गई थी। सुमात्रा, इंडोनेशिया में कोरल सामान्य पैटर्न का पालन करते हुए, तेजी से बढ़ती प्रजातियों के 90% कालोनियों के साथ मर रहा है। लेकिन पैटर्न को सिंगापुर और मलेशिया में अध्ययन स्थलों पर उलट दिया गया था, सभी साइटों पर समान थर्मल तनाव के साथ। इससे पता चलता है कि ब्लीचिंग की गंभीरता को निर्धारित करने में साइटों का थर्मल इतिहास महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकता है। रेफरी

अधिक प्रतिरोधी प्रवाल प्रजातियां

कोरल प्रजातियां जो थर्मल तनाव के अधिक सहिष्णु हैं, में बड़े पैमाने पर विकास के रूप, मोटे ऊतक और धीमी विकास दर हैं। तस्वीरें © एस। किलार्स्की / TNC

कम प्रतिरोधी प्रवाल प्रजातियां

कोरल प्रजातियां जो गर्मी के तनाव के प्रति अधिक संवेदनशील होती हैं, जैसे ब्रांचिंग या सारणीबद्ध विकास रूपों की विशेषता होती है Seriatopora तथा Acropora। दाएं से बाएं तस्वीरें: © जे। मैकमैनस; एनओएए

प्रवाल कॉलोनी स्तर पर, तेजी से बढ़ने वाली प्रजातियां जो ठीक-संरचित, शाखाओं में बंटी हुई हैं या सारणीबद्ध रूप से विकसित होती हैं, विरंजन के लिए अधिक संवेदनशील होती हैं। इन अधिक अतिसंवेदनशील प्रवाल उत्पत्ति में शामिल हैं:

  • Acropora
  • Millepora
  • Montipora
  • Seriatopora
  • Stylophora

यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि कोई भी प्रजाति ब्लीचिंग-प्रेरित मृत्यु दर से पूरी तरह से प्रतिरक्षा नहीं है और लगभग सभी पीढ़ी को एक स्थान या किसी अन्य में गंभीर विरंजन घटनाओं के दौरान उच्च मृत्यु दर का सामना करना पड़ा है। रेफरी विरंजन के लिए प्रतिरोध का एक सामान्य पदानुक्रम गर्मी तनाव के लिए संवेदनशीलता की एक उचित संकेत प्रदान करता है। यह मेज़ रेफरी रीफ़्स की निगरानी करते समय प्रबंधकों को यह समझने में मदद मिलती है कि क्या देखना है - यानी, प्रबंधक अपने क्षेत्र में प्रवाल जनन का आकलन कर सकते हैं ताकि यह निर्धारित किया जा सके कि वे सबसे कम / कम विरंजन प्रतिरोधी होने की संभावना है।

क्लैड डी के कोरल फिटनेस ट्रेड-ऑफ्स Symbiodinium

अधिक गर्मी-सहिष्णु की मेजबानी करना Symbiodinium मूंगा के शरीर विज्ञान में ट्रेडऑफ़ के साथ होगा। अधिक गर्मी प्रतिरोधी ज़ोक्सांथेला पारिस्थितिक लागतों के साथ आ सकता है, जैसे कि कम विकास और प्रजनन क्षमता कम हो जाती है, और इसलिए क्षति के बाद कम वसूली होती है। ग्रेट बैरियर रीफ के केपेल क्षेत्र में द्वीपों में किए गए एक अध्ययन ने कंकाल की वृद्धि की जांच की। नियंत्रित परिस्थितियों में, एक्रोपोरा मिलेपोरा क्लैड डी सिम्बियन के साथ कोरल एक्सएएनयूएमएक्स% धीमी गति से बढ़ते हैं जो कि क्लैड सीएएक्सयूएनएक्स सिम्बियन के साथ होते हैं। क्षेत्र में, क्लेड डी कॉलोनियों की तुलना में क्लेड डी कालोनियों में एक्सएनयूएमएक्स% धीमी वृद्धि हुई। ये परिणाम इस प्रजाति द्वारा व्यापार-नापसंद होने की संभावना को प्रदर्शित करते हैं क्योंकि वे अधिक ऊष्मीय सहिष्णु क्लैड डी ज़ोक्सांथेले में बदलकर गर्म परिस्थितियों का सामना करते हैं। रेफरी

ज़ोक्सांथेला जेनेटिक्स

शब्द "ज़ोक्सांथेले" जीनस की शैवाल की एक विस्तृत विविधता को संदर्भित करता है Symbiodinium. Symbiodinium डाइनोफ्लैगलेट्स का एक आनुवंशिक रूप से विविध समूह है, जिसमें नौ शामिल हैं वंशावली प्रकार, क्लैड AI के रूप में प्रतिष्ठित। इन आनुवंशिक रूप से अलग-अलग गुच्छों में अलग-अलग पर्यावरणीय, पारिस्थितिक और भौगोलिक विशेषताएं हैं जो थर्मल तनाव के लिए कोरल के प्रतिरोध और लचीलापन को प्रभावित करती हैं। अध्ययनों से पता चला है कि ज़ोक्सांथेला के अलग-अलग समूहों में थर्मल और हल्के तनाव के लिए अलग-अलग संवेदनशीलता है।

क्लैड डी Symbiodinium

क्लैड डी Symbiodinium थर्मली सहिष्णु हैं और कोरल के प्रतिरोध को बढ़ाते हैं जो उन्हें ऊंचा करने के लिए परेशान करते हैं SSTS. रेफरी क्लैड डी Symbiodinium प्रवाल प्रजातियों की एक विविध श्रेणी में पाए जाते हैं। क्लैड डी Symbiodinium दूसरों की तुलना में कुछ भित्तियों पर उच्च बहुतायत में मौजूद हैं, और ये अक्सर प्रवाल विरंजन के इतिहास के साथ थर्मल तनाव या स्थानीय तनाव (जैसे भित्तियों पर अवसादन) के उच्च स्तर के संपर्क में हैं। उदाहरण के लिए, क्लैड डी Symbiodinium अमेरिकी समोआ में बैक-रीफ लैगून से एक्रोपॉइड कोरल में अधिक प्रचुर मात्रा में होते हैं, जहां ए SSTS अग्र-रीफ वातावरण की तुलना में अधिक से अधिक अधिकतम तापमान तक पहुँचना, जहाँ Acropora मुख्य रूप से मेजबान सी। रेफरी क्योंकि वे अक्सर पर्यावरण तनावों के संपर्क में आने वाली भित्तियों पर बढ़ी बहुतायत में पाए जाते हैं, क्लैड डी सिम्बियोट्स की उपस्थिति मूंगा स्वास्थ्य में नकारात्मक परिवर्तनों का जैविक संकेतक हो सकती है। हालांकि, यह मामला हमेशा नहीं होता है; कभी-कभी क्लैड डी सिम्बियोट्स तनावपूर्ण स्थितियों में सकारात्मक रूप से परिवर्तन का संकेत देते हैं। क्लैड डी ज़ोक्सांथेला की बहुतायत पर जानकारी प्रबंधकों को थर्मल तनाव के लिए विशिष्ट कोरल की संवेदनशीलता को समझने में मदद कर सकती है और साथ ही कोरल रीफ स्वास्थ्य में परिवर्तन की पहचान कर सकती है।

अनुकूलन बनाम अनुकूलन

Acclimatization और अनुकूलन शब्द अक्सर पर्यायवाची रूप से उपयोग किए जाते हैं, लेकिन समान नहीं हैं। त्वरण शारीरिक परिवर्तनों को संदर्भित करता है जबकि अनुकूलन आनुवंशिक परिवर्तनों को संदर्भित करता है। अभ्यास होना

  • एक जीव के जीवनकाल के भीतर होने वाले परिवर्तन
  • परिवर्तन जो एक पर्यावरणीय परिवर्तन के जीर्ण जोखिम से उत्पन्न होते हैं और किसी दिए गए वातावरण में एक व्यक्ति को जीवित रहने में मदद करते हैं। इस तरह के परिवर्तन संतानों को प्रेषित नहीं किए जा सकते हैं।

अनुकूलन

  • एक प्रजाति के भीतर पीढ़ी दर पीढ़ी होने वाले परिवर्तन
  • परिवर्तन जो एक विशेष वातावरण में जीवित रहने और पुन: उत्पन्न करने के लिए एक बढ़ी हुई क्षमता प्रदान करते हैं

ज़ोक्सांथेला मैकेनिज्म

कोरल में कई ज़ोक्सांथेला के साथ जुड़ने की क्षमता आम है। रेफरी ज़ोक्सांथेला का चयनात्मक आदान-प्रदान एक संभावित तंत्र है जिसके द्वारा कोरल जलवायु तनावों, जैसे समुद्र के तापमान में वृद्धि से बचे रह सकते हैं। एक कोरल कॉलोनी के प्रमुख ज़ोक्सांथेला प्रकारों में परिवर्तन दो प्रक्रियाओं के माध्यम से हो सकता है:

  1. "फेरबदल" - zooxanthellae क्लेड्स के सापेक्ष बहुतायत में परिवर्तन जो पहले से ही मूंगा ऊतक में मौजूद हैं
  2. "स्विचिंग" - पर्यावरण से नए ज़ोक्सांथेला क्लैड का उठाव

अल्पावधि में, लचीले सहजीवन के साथ कोरल ज़ोक्सांथेला को फेरबदल या स्विच कर सकते हैं; और थर्मली टॉलरेंट ज़ोक्सांथेला स्ट्रेन की प्रचुरता में वृद्धि (जैसे कि क्लैड डी की) ब्लीचिंग स्थितियों की बढ़ती आवृत्ति के साथ होने की उम्मीद है। बढ़ती समुद्री सतह के तापमान के अनुकूल होने की क्षमता गर्मी सहिष्णुता के लिए आनुवांशिक भिन्नता, प्रवाल मेजबान और ज़ोक्सांथेले के पीढ़ी के समय और चयन की ताकत पर निर्भर करती है।

व्यक्तिगत कोरल की जैविक विशेषताओं का ज्ञान एक विरंजन घटना के लिए तनाव प्रतिक्रियाओं की भविष्यवाणी करने की क्षमता को बढ़ाता है।

मूंगों की कई जैविक और भौतिक विशेषताएं विरंजन का विरोध करने की उनकी क्षमता में योगदान कर सकती हैं, जिनमें शामिल हैं:

फ्लोरोसेंट कोरल

फ्लोरोसेंट कोरलफ्लोरोसेंट कोरलकोरल में विभिन्न रंगीन फ्लोरोसेंट पिगमेंट प्रकाश वातावरण को विनियमित करने के लिए एक प्रणाली प्रदान करते हैं। पिगमेंट की एकाग्रता प्रजातियों के बीच भिन्न होती है। शीर्ष फ़ोटो © एवलिन; मध्य और नीचे की तस्वीरें © S. Kilarski / TNC

  • हीट-शॉक प्रोटीन: कई अलग-अलग हीट-शॉक प्रोटीन मूंगा ऊतकों में पाए जाते हैं और उनकी गतिविधि विरंजन प्रतिक्रिया को प्रभावित करती है। हीट-शॉक प्रोटीन तनाव के बाद प्रोटीन संरचना और सेल फ़ंक्शन को बनाए रखने में मदद करते हैं। रेफरी उदाहरण के लिए, एक अध्ययन में, मूंगा के उच्च-प्रकाश-त्वचीय ऊतकों Goniastrea Aspera हीट शॉक प्रोटीन की उच्च सांद्रता थी और ये ऊतक एक ही कॉलोनी के क्षेत्रों के विपरीत ब्लीच नहीं करते थे, जो उच्च प्रकाश के लिए acclimatized नहीं थे। रेफरी
  • फ्लोरोसेंट ऊतक प्रोटीन: कोरल को उनके चमकीले रंगों के लिए जाना जाता है, मुख्य रूप से उनके ऊतकों में फ्लोरोसेंट प्रोटीन के कारण। फ्लोरोसेंट प्रोटीन प्रकाश को विनियमित करने के लिए एक प्रणाली प्रदान करते हैं; वे हानिकारक यूवीए किरणों को छानकर व्यापक स्पेक्ट्रम सौर विकिरण से मूंगे की रक्षा करते हैं। इन प्रोटीनों की सुरक्षात्मक क्षमता एक आंतरिक रक्षा तंत्र प्रदान करती है जो थर्मल तनाव के संपर्क में आने वाले कोरल के दीर्घकालिक अस्तित्व के लिए महत्वपूर्ण प्रभाव डाल सकती है। फ्लोरोसेंट प्रोटीन वाले कोरल एक ही प्रजाति के गैर-फ्लोरोसेंट कालोनियों की तुलना में काफी कम ब्लीच पाए गए हैं। इसके अलावा, एक हालिया अध्ययन रेफरी एंटीऑक्सिडेंट के रूप में फ्लोरोसेंट प्रोटीन की एक अतिरिक्त भूमिका की पहचान की, जो कोरल में तनाव को रोकने में मदद कर सकती है। फ्लोरोसेंट प्रोटीन की एकाग्रता प्रजातियों के बीच भिन्न होती है (उदाहरण के लिए, पॉसिलोपोरिड्स और एक्रोपोइड्स में अपेक्षाकृत कम घनत्व होते हैं, जबकि पोरिटिड, फेविएड और अन्य धीमी गति से बढ़ने वाले बड़े कोरल में उच्च घनत्व होते हैं)।
  • थर्मल तनाव की प्रतिक्रिया में खिला व्यवहार में बदलाव: कुछ कोरल अपनी ऊर्जा आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए पानी के स्तंभ से कैप्चर किए गए खाद्य कणों पर बहुत भरोसा करते हैं। ये कोरल उनके ज़ोक्सांथेला द्वारा प्रदान की गई ऊर्जा पर कम निर्भर हो सकते हैं, और इस तरह ब्लीचिंग घटना के दौरान भुखमरी होने की संभावना कम होती है जब ज़ोक्सांथेले को कोरल से बाहर निकाल दिया जाता है। इसके अतिरिक्त, कुछ प्रवाल विरंजन के जवाब में अपने खिला व्यवहार को बदलने में सक्षम हैं। प्रमाण बताते हैं कि प्रवाल प्रजातियां जो अपने खिला व्यवहार को बदल सकती हैं, प्रजाति की तुलना में बेहतर विरंजन से बच सकती हैं। रेफरी
  • ऊतक की मोटाई: प्रवाल ऊतकों की मोटाई विरंजन के लिए संवेदनशीलता के स्तर में योगदान कर सकती है। प्रवाल प्रजातियों में पतला ऊतक पाया जाता है जो विरंजन के लिए अधिक संवेदनशील होते हैं। मोटा ऊतक तीव्र प्रकाश से छाया को कम करने में मदद कर सकता है, थर्मल तनाव को कम कर सकता है, और इस प्रकार विरंजन की संभावना को कम कर सकता है।
  • शेडिंग: छायांकन की उपस्थिति विरंजन के लिए प्रतिरोध को बढ़ाने की संभावना है। जब छाया मौजूद होती है, या तो मौसम की स्थिति (लगातार बादल कवर) या कोरल के भौतिक स्थान (जैसे उच्च द्वीप छाया या ओवरहैंगिंग वनस्पति) के कारण, कम विकिरण के कारण विरंजन की संभावना कम हो सकती है।
  • जोखिम का इतिहास: आमतौर पर कोरल को जीवित रहने के लिए कुछ स्थितियों की संकीर्ण सीमाओं की आवश्यकता होती है (जैसे, तापमान, लवणता, प्रकाश), लेकिन कुछ कोरल ने अपनी सीमाओं की बाहरी सीमाओं पर अत्यधिक तनावपूर्ण परिस्थितियों के लिए acclimatized किया है। उच्च तापमान के संपर्क का इतिहास कोरल की थर्मल सहनशीलता को प्रभावित कर सकता है और उनकी लचीलापन बढ़ा सकता है। उदाहरण के लिए, प्रक्षालित घटना से पहले औसत तापमान की तुलना में गर्म तापमान के मुकाबले गर्म होने वाले प्रवाल, कोरल की तुलना में अधिक थर्मली सहिष्णु हो सकते हैं जो पूर्व-तनावग्रस्त नहीं होते हैं (मिडिलब्रुक एट अल। एक्सएनयूएमएक्स)। उन क्षेत्रों में स्वस्थ कोरल जहां थर्मल परिवर्तनशीलता अधिक है (उदाहरण के लिए, बैक-रीफ लैगून में) थर्मल स्ट्रेस के लिए अधिक प्रतिरोधी हो सकता है (McClanahan et al। 2008; ओलिवर और पालुम्बी 2007)। इसके अतिरिक्त, रीफ्स के कुछ हिस्सों में नियमित रूप से गर्मी के तनाव की स्थिति का अनुभव होता है, जैसे कि रीफ फ्लैट्स और क्रेस्ट्स, कोरल द्वारा आबादी वाले हो सकते हैं जो तनाव के प्रति अधिक सहिष्णु और प्रतिरोधी होते हैं।

प्रबंधकों के लिए मार्गदर्शन

तनाव सहिष्णु कोरल की पहचान के लिए दिशानिर्देशों में निम्नलिखित सिफारिशें शामिल हैं: रेफरी

प्रबंधन मार्गदर्शन

  • साइटों पर प्रवाल समुदायों की संरचना के मौजूदा डेटा या स्थानीय ज्ञान को संकलित करें। प्रमुख मूंगा समूहों की पहचान करें और आकारिकी (बड़े पैमाने पर> संलग्नक> शाखायुक्त / सारणीबद्ध) के आधार पर उनके विरंजन सहिष्णुता को रैंक करें।
  • साइटों पर प्रवाल सामुदायिक संरचना का सर्वेक्षण करें और प्रक्षालित प्रकारों के वर्चस्व का आकलन करें जो विरंजन के लिए अधिक प्रतिरोधी या सहिष्णु हैं।
  • यदि डेटा उपलब्ध हैं, तो ज़ोक्सांथेला प्रकार, फोटो-सुरक्षात्मक पिगमेंट, या टिशू स्थिति (लिपिड स्तर), और / या हेटरोट्रॉफ़िक क्षमता के आधार पर संभावित प्रतिरोध और सहनशीलता का आकलन करने के लिए प्रमुख कोरल के शारीरिक अध्ययन का उपयोग करें।
  • एक बार प्रबंधकों ने पिछली गोलियों में सूचीबद्ध कार्यों के आधार पर कोरल की तनाव सहिष्णुता का आकलन किया है, वे इस जानकारी का उपयोग एमपीए डिजाइन और प्रबंधन को सूचित करने के लिए कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, तनाव सहिष्णु कोरल के वर्चस्व वाले क्षेत्रों को MPAs में सुरक्षा के लिए प्राथमिकता माना जा सकता है। वे साइटें जिनमें कोरल प्रतिरोध गुण प्रदर्शित करते हैं वे रिफ्यूज और बीज के स्रोत के रूप में काम करते हैं, और महत्वपूर्ण हो सकते हैं कनेक्टिविटी और बड़े पैमाने पर अन्य पारिस्थितिक गतिशीलता। अतिसंवेदनशील प्रजातियों के वर्चस्व वाले क्षेत्र कोरल के विरंजन के लिए पारिस्थितिक प्रतिक्रियाओं का आकलन करने के लिए थर्मल तनाव की घटनाओं के बाद निगरानी के लिए महत्वपूर्ण होंगे।