ब्लीचिंग की संवेदनशीलता

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

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

  • प्रजातियों का अंतर
  • आनुवंशिक अंतर
  • विरंजन संवेदनशीलता को प्रभावित करने वाले अन्य कारक (जैसे, फ्लोरोसेंट ऊतक प्रोटीन, हीट-शॉक प्रोटीन, कॉलोनी एकीकरण, थर्मल तनाव, ऊतक मोटाई और जोखिम के इतिहास के जवाब में खिला व्यवहार में परिवर्तन) 

सभी प्रवाल प्रजातियां समान रूप से विरंजन के लिए अतिसंवेदनशील नहीं होती हैं। ऊंचे समुद्र के तापमान की प्रतिक्रिया में, कुछ प्रवाल विरंजन हो सकते हैं, जबकि अन्य प्रवाल प्रजातियां उसी स्थान पर नहीं हो सकती हैं। कुछ प्रवाल समय के साथ स्थानीय तापमान वृद्धि के अनुकूल होने में सक्षम होते हैं। सामान्य तौर पर, प्रवाल प्रजातियां जो विरंजन के लिए अधिक प्रतिरोधी होती हैं, उन्हें बड़े पैमाने पर विकास रूपों, मोटे या कम-एकीकृत ऊतकों और धीमी विकास दर की विशेषता हो सकती है। थर्मल तनाव के प्रति अधिक प्रतिरोधी के रूप में पहचाने जाने वाले प्रवाल प्रजातियों 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

 

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
प्रक्षालित एक्रोपोरा सपा। महासागर एजेंसी

प्रक्षालित एक्रोपोरा सपा। फोटो © महासागर एजेंसी

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 प्रतिरोध का एक सामान्य पदानुक्रम गर्मी के तनाव के प्रति संवेदनशीलता का एक उचित संकेत प्रदान करता है। यह तालिका प्रबंधकों को यह समझने में मदद करती है कि उनकी भित्तियों की निगरानी करते समय क्या देखना है - अर्थात, प्रबंधक यह निर्धारित करने के लिए अपने क्षेत्र में प्रवाल प्रजातियों का आकलन कर सकते हैं कि कौन से सबसे अधिक / कम से कम विरंजन प्रतिरोधी होने की संभावना है।

Clade D Zooxanthellae के कोरल फिटनेस ट्रेड-ऑफ़

अधिक गर्मी-सहिष्णु ज़ोक्सांथेला की मेजबानी कोरल के शरीर विज्ञान में ट्रेडऑफ़ के साथ होगी। अधिक गर्मी प्रतिरोधी ज़ोक्सांथेला पारिस्थितिक लागत के साथ आ सकते हैं, जैसे कि कम वृद्धि 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, क्लैड डी सहजीवन के साथ एक्रोपोरा मिलेपोरा कोरल, क्लैड सी29 सहजीवन वाले लोगों की तुलना में 2% धीमी गति से बढ़ते हैं। क्षेत्र में, क्लैड डी कॉलोनियों में क्लैड सी38 कॉलोनियों की तुलना में 2% धीमी वृद्धि हुई। ये परिणाम इस प्रजाति द्वारा अनुभव किए जाने वाले व्यापार-नापसंद की भयावहता को प्रदर्शित करते हैं क्योंकि वे अधिक ऊष्मीय रूप से सहिष्णु क्लैड डी ज़ोक्सांथेला में बदलकर गर्म परिस्थितियों के अनुकूल होते हैं। रेफरी

 

ज़ोक्सांथेला जेनेटिक्स

शब्द "ज़ोक्सांथेले" जीनस की शैवाल की एक विस्तृत विविधता को संदर्भित करता है सहजीवनी, पहले के रूप में संदर्भित Symbiodinium। Zooxanthellae डिनोफ्लैगलेट्स का एक आनुवंशिक रूप से विविध समूह है, जिसमें नौ फाईलोजेनेटिक प्रकार शामिल हैं, जिन्हें क्लैड्स एआई के रूप में प्रतिष्ठित किया गया है। इन आनुवंशिक रूप से अलग-अलग समूहों में अलग-अलग पर्यावरणीय, पारिस्थितिक और भौगोलिक विशेषताएं हैं जो कोरल के थर्मल तनाव के प्रतिरोध और लचीलापन को प्रभावित करती हैं। अध्ययनों से पता चला है कि ज़ोक्सांथेला के विभिन्न समूहों में थर्मल और हल्के तनाव के लिए अलग-अलग संवेदनशीलता होती है।

क्लैड डी ज़ोक्सांथेला

क्लैड डी ज़ोक्सांथेला ऊष्मीय रूप से सहिष्णु हैं और कोरल के प्रतिरोध को बढ़ाते हैं जो उन्हें ऊंचा करने के लिए परेशान करते हैं एसएसटी। रेफरी क्लैड डी ज़ोक्सांथेला प्रवाल प्रजातियों की एक विविध श्रेणी में पाए जाते हैं। क्लैड डी ज़ोक्सांथेला दूसरों की तुलना में कुछ भित्तियों पर अधिक मात्रा में मौजूद होते हैं, और ये अक्सर प्रवाल विरंजन के इतिहास के साथ अपेक्षाकृत उच्च स्तर के थर्मल तनाव या स्थानीय तनाव (जैसे, चट्टानों पर अवसादन) के संपर्क में आने वाली चट्टानें होती हैं। उदाहरण के लिए, क्लैड डी ज़ोक्सांथेला अमेरिकी समोआ में बैक रीफ़ लैगून से एक्रोपोरिड कोरल में अधिक प्रचुर मात्रा में हैं, जो फ़ोर रीफ़ वातावरण की तुलना में अधिक अधिकतम तापमान का अनुभव करते हैं, जहां Acropora मुख्य रूप से मेजबान सी। रेफरी क्योंकि वे अक्सर पर्यावरणीय तनावों के संपर्क में आने वाली भित्तियों पर बहुतायत में पाए जाते हैं, क्लैड डी सहजीवन की उपस्थिति कोरल स्वास्थ्य में नकारात्मक परिवर्तनों का एक जैविक संकेतक हो सकता है। हालांकि, यह मामला हमेशा नहीं होता है; कभी-कभी क्लैड डी सहजीवन तनावपूर्ण स्थितियों के लिए सकारात्मक अनुकूलन का संकेत देते हैं। क्लैड डी ज़ोक्सांथेला की प्रचुरता के बारे में जानकारी प्रबंधकों को थर्मल तनाव के लिए विशिष्ट कोरल की संवेदनशीलता को समझने और कोरल रीफ स्वास्थ्य में परिवर्तन की पहचान करने में मदद कर सकती है।

अनुकूलन बनाम अनुकूलन

  • अनुकूलन और अनुकूलन शब्द अक्सर पर्यायवाची रूप से उपयोग किए जाते हैं लेकिन एक ही चीज़ नहीं हैं। अनुकूलन का तात्पर्य शारीरिक परिवर्तनों से है जबकि अनुकूलन से तात्पर्य आनुवंशिक परिवर्तनों से है। अनुकूलन में शामिल हैं:
  • 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 में शामिल हैं:
  • 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 तनाव से बच सकते हैं, जैसे कि समुद्र की सतह के तापमान में वृद्धि। प्रवाल कॉलोनी के प्रमुख ज़ोक्सांथेला प्रकारों में परिवर्तन दो प्रक्रियाओं के माध्यम से हो सकता है:

  1. फेरबदल - प्रवाल ऊतक में पहले से मौजूद ज़ोक्सांथेला क्लेड्स की सापेक्ष बहुतायत में परिवर्तन
  2. स्विचिंग - पर्यावरण से नए ज़ोक्सांथेला क्लेड्स 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 मूंगों 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:

  • 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 से विरंजन के प्रतिरोध में वृद्धि होने की संभावना है। जब छाया मौजूद होती है, या तो मौसम की स्थिति (लगातार बादल कवर) या कोरल के भौतिक स्थान (उदाहरण के लिए, उच्च द्वीप छाया या ओवरहैंगिंग वनस्पति के तहत) के कारण, कम सौर विकिरण के कारण ब्लीचिंग की संभावना कम हो सकती है।
  • जोखिम का इतिहास: कोरल को आमतौर पर जीवित रहने के लिए कुछ स्थितियों (जैसे, तापमान, लवणता, प्रकाश) की संकीर्ण श्रेणियों की आवश्यकता होती है, लेकिन कुछ मूंगों ने अपनी सीमाओं की बाहरी सीमाओं पर अत्यधिक तनावपूर्ण परिस्थितियों के लिए अभ्यस्त हो गए हैं। उच्च तापमान के संपर्क का इतिहास मूंगों की थर्मल सहनशीलता को प्रभावित कर सकता है और उनके लचीलेपन को बढ़ा सकता है। उदाहरण के लिए, विरंजन घटना से पहले औसत तापमान की तुलना में गर्म होने वाले कोरल उन कोरल की तुलना में अधिक तापीय सहिष्णु हो सकते हैं जिन पर पहले से जोर नहीं दिया गया है। रेफरी उन क्षेत्रों में स्वस्थ मूंगे जहां थर्मल परिवर्तनशीलता अधिक है (उदाहरण के लिए, बैक रीफ और लैगून में) थर्मल तनाव के प्रति अधिक प्रतिरोधी हो सकते हैं। रेफरी इसके अतिरिक्त, रीफ के कुछ हिस्से जो नियमित रूप से गर्मी के तनाव की स्थिति का अनुभव करते हैं, जैसे कि रीफ फ्लैट्स और क्रेस्ट, उन कोरल से आबाद हो सकते हैं जो तनाव के प्रति अधिक सहिष्णु और प्रतिरोधी 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 प्रवाल समूहों को पहचानें 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 ऊपर सूचीबद्ध कार्यों के आधार पर साइटों पर मूंगों की तनाव सहनशीलता का आकलन कर लिया है, तो वे एमपीए डिजाइन और प्रबंधन को सूचित करने के लिए इस जानकारी का उपयोग कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, जिन क्षेत्रों में तनाव सहिष्णु मूंगों का प्रभुत्व है, उन्हें एमपीए में सुरक्षा के लिए प्राथमिकता माना जा सकता है। ऐसी साइटें जिनमें प्रतिरोध गुण प्रदर्शित करने वाले मूंगे होते हैं, वे आश्रय और बीज के स्रोत के रूप में काम करते हैं और बड़े पैमाने पर कनेक्टिविटी और अन्य पारिस्थितिक गतिशीलता के लिए महत्वपूर्ण हो सकते हैं। अतिसंवेदनशील प्रजातियों के प्रभुत्व वाले क्षेत्रों में ब्लीचिंग के लिए मूंगों की पारिस्थितिक प्रतिक्रियाओं का आकलन करने के लिए निम्नलिखित थर्मल तनाव की घटनाओं की निगरानी करना महत्वपूर्ण होगा।

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