חלבונים פלואורסצנטיים כולם צומחים באלמוגים אלה. צילום: מייקל לסר וצ'רלס מאזל, NOAA Explorer
מי שעבר צלילה או שנורקלינג בשונית אלמוגים, ככל הנראה לעולם לא ישכח את הצבעים המסנוורים ואת הצורות העולמיות האחרות של קהילות אלה מתחת למים. ביתם של כמה מנקודות החם הגדולות בעולם לחיות בר, שוניות שוות סכום של 400 מיליארד דולר לשנה בדולרים תיירותיים ובשירותי המערכת האקולוגית שהם מספקים, כמו חציצה של חופים מסערות ומתן בית גידול לדגים שאנשים אוכלים.
עם זאת עובדה ידועה ששוניות האלמוגים ברחבי העולם נמצאות בירידה הודות לזיהום ולהתחממות האוקיינוסים במהירות. עם זאת, קביעת אופן ההמראה של שוניות - ותכנון שלבים להגנה עליהם - דורשת דרך למדידה מדויקת של בריאותם. החוקרים נוטים להסתמך על טכניקות פולשניות ופוגעות בכדי להבין כיצד מתמודדים האלמוגים, אחרת הם מבצעים בדיקות כתמים גולמיים כדי לקבוע את בריאות השונית על בסיס צבע האלמוגים בלבד. אולם כעת, מדענים הודיעו על שיטה חדשה לקביעת בריאות האלמוגים הנשענת על מדידת עוצמת הזוהר הניאון של האלמוגים.
כן, זוהר. אלמוגים מייצרים באופן טבעי חלבונים פלורסנטיים הזוהרים בירוק ירוק כאשר הם נראים תחת אור כחול - כמעט כל האלמוגים מציגים תופעה פיזיולוגית זו.
מליסה רוט, ביולוגית ימית מאוניברסיטת קליפורניה, "זה המחקר הראשון שעוקב אחר הדינמיקה של פלואורסצנט אלמוגים ורמות חלבון פלואורסצנטי במהלך לחץ טמפרטורה, ומראה שניתן להשתמש בפלואורסצנט האלמוגים כאינדיקטור מוקדם של לחץ אלמוגים., ברקלי (לשעבר ממכון סקריפס לאוקיאנוגרפיה באוניברסיטת קליפורניה בסן דייגו), במייל. "מכיוון שניתן למדוד את הקרינה באלמוגים בצורה לא פולשנית בשדה, זה יכול להיות כלי חשוב לניהול שוניות, " אמרה. רוט ועמיתתה דימיטרי דהיין תיארו את ממצאיהם השבוע בדוחות מדעיים .
מידת הזוהר של אלמוגים תלויה במידה רבה בקבוצה אחרת של אורגניזמים, אצות דינופלגה. אלמוגים הם למעשה מכלול סימביוטי בפני עצמו והאצות הדינופלגייטות המיקרוסקופיות הללו - הדינופלגלטים עוזרים לאלמוגים להשיג תזונה, מה שמביא לתורם את צמיחתם של שוניות האלמוגים. האורגניזמים הזעירים אחראים גם על מתן האלמוגים לגוון החום הטיפוסי שלהם.
אולם דינופלגלטים יכולים לנטוש את הספינה בגלל גורמי לחץ כמו עלייה בטמפרטורה, תופעה המכונה הלבנת אלמוגים. כשהם נותרים לבדם ללא סיוע בכיסוי הדינופלגלט שלהם, עור הלבן הטבעי של האלמוגים נראה לעין. האלמוגים יכולים לחיות זמן מה לאחר יציאת דינופלגה, אך לא לאורך זמן. אם האצות לא יחזרו, האלמוגים ימותו.
בידיעה זאת, רוט ודהיין החליטו לחקור כיצד הקרינה באלמוגים עשויה לשקף את מצבה הנוכחי של אלמוג ואת יחסי הדינופלגלטים שלו. הם בחרו להשתמש באקרופורה יונגיי, אלמוג מסועף נפוץ, בניסויים שלהם, מכיוון שלעתים קרובות אחד האלמוגים הראשונים מראה סימני לחץ והלבנה בשונית. הם העבירו אלמוגים בודדים את אחד משני מערכי הניסוי השונים במעבדה שלהם. בכמה מכולות הם פיטמו אלמוגים במים קרים, ובאחרים הם הפעילו אלמוגים במים חמים. קבוצה אחרת של אלמוגים שימשה שליטה. לאחר מכן הם נתנו לאלמוגים להחמיץ במימיהם בוויסות הטמפרטורה במשך כמעט שלושה שבועות.
החוקרים מצאו קשר ברור בין דרגת ההלבנה לריכוז חלבוני הניאון של האלמוגים, אשר בתורו קבע את חוזק הזוהר שלו. ב -4 עד 5 הימים הראשונים, ריכוז החלבון הפלואורסצנטי וזוהרם של האלמוגים הקרים ומטופלים בחום צנחו. אולם בסוף הניסוי בן 20 הימים, אלמוגים בלחץ קר התאקלמו והתאוששו לרמת הקרינה הרגילה שלהם. אלמוגים לחוצים בחום, לעומת זאת, הלבנו והחלו להאיר עוד יותר חזק, ככל הנראה מכיוון שקהילות הדינופלגה שלהם כבר לא חסמו את הקרינה הבסיסית של האלמוגים. כמו סופרנובה לפני התמוטטותה הסופית של הכוכב, האלמוגים שולחים זרם קבוע של זוהר עז רגע לפני מותם הבלתי נמנע.
תמונות אלמוגים מתחת לאור לבן (לוחות שמאל) ואור כחול (לוחות ימניים) מראים כיצד אלמוגים שנמצאו בלחץ חום לבנו והעלו את זוהר הניאון שלהם בסוף הניסוי. תמונה מאת מליסה רוט, דוחות מדעיים
לאחר המוות הזוהר נעצר. במערכת שונית, האלמוגים הלבנים של העצם היו מסתתרים בהדרגה על ידי סרט של אצות ירוקות אשר מצפות את חורבות האורגניזם שנפטר כעת.
ברגע שהאלמוגים מתחילים להלבין, למומחי שימור או למנהלי חיות בר יש מעט אפשרויות לעזור לשוניות כשהם מתחילים לרדת ולעיתים קרובות מתים. אך אם יתפסו את הבעיה מבעוד מועד, הם יוכלו לנסות לעזור לאלמוגים באסטרטגיות כמו הצללה עם מבנים מלאכותיים או משקעים, הוספת נוגדי חמצון למים או החדרת דינופלגטים לבבים יותר, אם כי מחקרים מדעיים המאמתים שיטות הצלה פוטנציאליות אלה חסרים במידה רבה.
ממצא חדש זה, מקווה רוט, יכול לשמש להקלה על התמוטטות השונית ומשמש מעין קנרית במכרה הפחם עבור אלמוגים במצוקה. "מנהלים יכולים להתמקד באלמוגים הרגישים ביותר בשונית, כמו אלמוגים מסתעפים, ולחפש טיפות מהירות בפלואורסצנט כסימן מוקדם של לחץ", אמר רוט. זה ייתן להם כחלון של כשבוע לנקוט בפעולה לפני תחילת ההלבנה המלאה. "הלבנה תהיה כמו התקף לב", הסבירה. "אתה מעדיף לאתר סימנים של לחץ דם גבוה או סתימת עורקים כדי לטפל ולהימנע מהתקף לב."
מנהלים שרוצים לדמיין את בריאות השונית שלהם יכולים לצפות בזוהר באמצעות פנס כחול ומסנן צהוב מעל מסכת הנורקלים שלהם, או שהם יכולים לצלם את התופעה במצלמה המצוידת באותם תכונות. אם מנהלים מבחינים בירידה הראשונית בזוהר האלמוגים שמעידה על בעיה הממשמשת ובאה, למשל, ניתן אולי לנקוט בפעולה מיידית כדי לנסות ולחלץ את השונית.
"אז הרעיון הוא שנוכל להשתמש בפלואורסצנט אלמוגים כאינדיקטור מוקדם לבריאות האלמוגים לפני ההלבנה, מה שבאמת יכול לתת זמן למנהלים לעשות משהו אם הם רוצים לנקוט בפעולות להגנה על השונית. ברור שזה עשוי להיות קשה בהיקף גדול, "היא הסבירה והוסיפה כי" ככל ששוניות יושחתו, מעטים שנותרו לנו עשויים להיות מוגנים בצורה אגרסיבית יותר. "
החוקרים כותבים מחקר נוסף על האופן בו ממצאים אלו עשויים לחול על מינים אחרים של אלמוגים. הם גם מקווים כי מחקרים עתידיים ישלבו ביולוגיה עם הנדסה כדי לסייע בתכנון מערכת הדמיה דיגיטלית שתופסת וכמתת טוב יותר את מידת שינוי האלמוגים בזוהרם.
