ชีววิทยาการฟอกสี

แนวปะการังที่มีชีวิตชีวาในปาเลาประเทศไมโครนีเซีย ภาพถ่าย© Ian Shive

อุณหภูมิของน้ำทะเลที่สูงขึ้นเมื่อรวมกับแสงแดดจัดทำให้เกิดความเครียดจากความร้อนในปะการัง ความเครียดนี้อาจทำให้เกิดการหยุดชะงักของกระบวนการสังเคราะห์แสงตามปกติใน zooxanthellae ของปะการังซึ่งนำไปสู่การฟอกขาวของปะการัง

ภาพประกอบสุขภาพดีถึงปะการังตายจาก GBRMPA

ที่มา: องค์การอุทยานทางทะเล Great Barrier Reef (GBRMPA)

บทบาทของอุณหภูมิและแสง

ทริกเกอร์หลักของ เหตุการณ์การฟอกสีขนาดใหญ่ เป็นการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิน้ำสูงกว่าค่าสูงสุดของฤดูร้อนปกติ ที่อุณหภูมิสูงระบบการสังเคราะห์แสงของ zooxanthellae ถูกครอบงำโดยง่าย แสงที่เข้ามา นำไปสู่การผลิตสายพันธุ์ออกซิเจนปฏิกิริยา สิ่งเหล่านี้เป็นสาเหตุของความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชั่นในเนื้อเยื่อของปะการังทำให้ปะการังขับไล่ zooxanthellae เพื่อหลีกเลี่ยงความเสียหายของเนื้อเยื่อต่อไป ในขณะที่อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นเป็นตัวกระตุ้นให้เกิดการฟอกสีแสงก็เป็นปัจจัยสำคัญเช่นกัน การฉายรังสีที่เพิ่มขึ้นสามารถทำให้ความเสี่ยงในการฟอกขาวยิ่งขึ้นในขณะที่ปะการังที่ถูกแรเงาบางส่วนสามารถทนต่ออุณหภูมิที่สูงขึ้นก่อนที่จะทำการฟอกสี

ฟื้นตัวจากการฟอกสีฟัน

Zooxanthellae เป็นชื่อที่กำหนดให้กับสาหร่ายหลากหลายชนิดของ Symbiodinium zooxanthellae เหล่านี้มีความแตกต่างกันมาก แต่ใช้รูปแบบทรงกลมเดียวกันที่ช่วยให้พวกเขาสามารถอาศัยอยู่ในปะการังและสัตว์ทะเลเขตร้อนอื่น ๆ อีกมากมายในความสัมพันธ์ที่เป็นประโยชน์ร่วมกัน นอกจากปะการังแข็งแล้วยังพบ zooxanthellae ในสายพันธุ์ของปะการังอ่อนดอกไม้ทะเล gorgonians หอยกาบยักษ์ (Tridacna spp.) และ nudibranchs อีกมากมาย zooxanthellae จับพลังงานแสงของดวงอาทิตย์ได้รับประโยชน์ทั้งตัวเองและสัตว์ที่พวกเขาอาศัยอยู่ได้รับหันปลอดภัยท่าเรือและแลกเปลี่ยนผลิตภัณฑ์เมตาบอลิซึมในความสัมพันธ์ซึ่งกันและกันที่มีประสิทธิภาพอย่างน่าทึ่ง ความสัมพันธ์นี้ยืนยันมานานกว่า 200 ล้านปีและเป็นหนึ่งในสิ่งที่สำคัญที่สุดสำหรับการมีอยู่ของแนวปะการัง ภาพถ่าย© M. Takabayashi

Zooxanthellae เป็นชื่อที่กำหนดให้กับสาหร่ายหลากหลายชนิดของ Symbiodinium zooxanthellae เหล่านี้มีความแตกต่างกันมาก แต่ใช้รูปแบบทรงกลมเดียวกันที่ช่วยให้พวกเขาสามารถอาศัยอยู่ในปะการังและสัตว์ทะเลเขตร้อนอื่น ๆ อีกมากมายในความสัมพันธ์ที่เป็นประโยชน์ร่วมกัน ภาพถ่าย© M. Takabayashi

หากไม่มี zooxanthellae เพื่อสนับสนุนกระบวนการเผาผลาญของพวกเขาปะการังก็เริ่มอดอาหาร หากอุณหภูมิของน้ำกลับสู่สภาวะปกติในไม่ช้าปะการังสามารถอยู่รอดจากเหตุการณ์การฟอกขาวได้ ในกรณีที่การฟอกสีไม่รุนแรงเกินไป zooxanthellae สามารถ repopulate จากจำนวนเล็กน้อยที่เหลืออยู่ในเนื้อเยื่อของปะการังทำให้ปะการังกลับคืนสู่สีปกติในช่วงสัปดาห์ถึงเดือน ปะการังบางแห่งเช่นปะการังแตกแขนงไม่สามารถอยู่รอดได้นานกว่า 10 วันหากไม่มี zooxanthellae ส่วนอื่น ๆ เช่นปะการังขนาดใหญ่บางแห่งนั้นมีความสามารถ heterotrophs และสามารถอยู่รอดได้นานหลายสัปดาห์หรือหลายเดือนในสภาวะฟอกขาวด้วยการกินแพลงก์ตอน แม้แต่ปะการังที่รอดชีวิตก็มีแนวโน้มที่จะประสบกับอัตราการเติบโตลดลงความสามารถในการสืบพันธุ์ลดลงและความอ่อนแอต่อโรคเพิ่มขึ้น

ความแปรปรวนของความไวต่อการฟอกสีฟัน

ปะการังแตกต่างกันไปตามความไวต่อการฟอกสี คงเส้นคงวา รูปแบบของความอ่อนแอสามารถมองเห็นได้ในหมู่สายพันธุ์ปะการังโดยมีแนวโน้มทั่วไปของความอ่อนแอที่สูงขึ้นในรูปแบบที่แตกต่างกันมากขึ้นแตกแขนงและความอ่อนแอที่ลดลงในสายพันธุ์ขนาดใหญ่โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่มีติ่งเนื้อ

ปะการังยังสามารถได้รับความอดทนมากขึ้นในการฟอกสีความเครียดหากพวกเขา สัมผัสกับอุณหภูมิที่สูงขึ้นอย่างต่อเนื่องหรือการฉายรังสีที่มากขึ้น. ยกตัวอย่างเช่นปะการังบนแฟลตแนวปะการังมักจะสามารถทนต่ออุณหภูมิของน้ำที่สูงกว่าอาณานิคมในสายพันธุ์เดียวกันที่อาศัยอยู่ตามแนวลาดชัน

ชนิดของ zooxanthellae ยังสามารถมีอิทธิพลต่อความไวต่อการฟอกขาว ปัจจุบันมีอย่างน้อยเก้ากลุ่ม (เรียกว่า clades) ของ zooxanthellae และอาจมีสปีชีส์จำนวนมากภายในกลุ่มเหล่านี้ Zooxanthellae clades มีความสามารถในการทนต่ออุณหภูมิที่สูงขึ้นและปะการังบางชนิดมี ทนความร้อน cladesและมีความทนทานต่อการฟอกสีได้ดีกว่า อย่างไรก็ตามปะการังที่มีกลุ่มทนความร้อนมีแนวโน้มที่จะเติบโตช้าลงทำให้เกิดการแลกเปลี่ยนเชิงวิวัฒนาการในความสัมพันธ์ทางชีวภาพที่รักษาความหลากหลายของความสัมพันธ์ของกลุ่มปะการัง clade

วิดีโอ: Zooxanthellae ทนความร้อน (2: 56)

Andrew Baker กล่าวถึง zooxanthellae ที่ทนความร้อน