يؤثر الاحتباس الحراري على الحياة في البحر بعدة طرق عندما يسبب انخفاض الأكسجين المذاب في مياه المحيط من ناحية، ومن ناحية أخرى، زيادة في عملية التمثيل الغذائي للحيوانات البحرية، مما يزيد من حاجتها للأكسجين
الشعاب المرجانية التي تعيش في ظروف نقص الأكسجين لفترة طويلة تنجو من هذا الوضع، ولكنها تدفع ثمناً باهظًا مقابل ذلك مما يعرض بقاء الأجيال القادمة للخطر: انخفاض في القدرة على الافتراس، وزيادة الاعتماد على الطحالب التكافلية وانخفاض في القدرة على الافتراس. العمليات المتعلقة بالتكاثر، بحسب دراسة جديدة أجريت في كلية علوم البحار ليون تشارني في جامعة حيفا. "على الرغم من بقاء المرجان على قيد الحياة، فإنه يدفع ثمناً باهظاً لذلك، والخوف هو أن أي تغير بيئي آخر، وخاصة التغيير الذي سيضر بتعايش المرجان مع الطحالب، سيضر بقدرته على التعامل مع انخفاض الأكسجين. وقال الدكتور هاجيت كفيت من الجامعة، قائد الدراسة: "إن الدراسة تعلمنا عن الثمن الباهظ الذي سندفعه في المستقبل بسبب التغيرات المناخية".
للشعاب المرجانية العديد من الأدوار المهمة للأنظمة البيئية البحرية والبشر. وهي توفر منطقة معيشة لحوالي 25% من الكائنات البحرية وتساهم في التنوع البيولوجي لنظام الحياة البحرية. إضافة إلى ذلك، تعتبر الشعاب المرجانية بمثابة "الغابات المطيرة" للبحر: إذ يعيش المرجان في تعايش مع الطحالب التي تتواجد داخل خلاياه وتمده بحوالي 90% من طاقته، بينما يقوم بعملية التمثيل الضوئي.
يؤثر الاحتباس الحراري على الحياة في البحر بعدة طرق، عندما يسبب، من بين أمور أخرى، نقص الأكسجين: تؤدي الزيادة في درجة حرارة مياه البحر إلى انخفاض الأكسجين المذاب في مياه المحيط من ناحية، ومن ناحية أخرى، زيادة في عملية التمثيل الغذائي للحيوانات البحرية، مما يزيد من حاجتها للأكسجين. "وبالتالي تزداد الحاجة إلى الأكسجين بينما ينخفض تركيز الأكسجين، مما يعرض الحيوانات للخطر أكثر من ارتفاع درجة الحرارة نفسها. وقال الباحثون إن الدراسات التي أجريت في الماضي وجدت أن بعض أحداث الانقراض عبر التاريخ ربما كانت ناجمة عن مزيج مماثل من زيادة درجة الحرارة وانخفاض الأكسجين.
وفي الدراسة الحالية المنشورة في المجلة الحدود في علوم البحار طلب الباحثون الدكتورة حجيت كفيت، والدكتور عساف مالك، والبروفيسور سمدار بن تابو دي ليون، والدكتور إيلي شيمش، والدكتورة مايا لالازار، والبروفيسور تالي ماس، والبروفيسور داني تشيرنوف من كلية العلوم البحرية، س. في الجامعة والدكتورة هناء روزنفيلد من المعهد الوطني للبحار والبحيرات في إيلات، بالتعاون مع باحثين من الصين، لرصد تأثير انخفاض تركيز الأكسجين مع مرور الوقت على وظائف الأعضاء والتعبير الجيني لمرجان بونا شانيت . وفي الماضي، تم اختبار الاستجابة الجينية لنقص الأكسجين لمدة 12 ساعة، وهي فترة زمنية قصيرة نسبيا من المتوقع حدوثها في الطبيعة. وفي الدراسات التي اختبرت تأثير الحرمان من الأكسجين لمدة 11 يوما، تم قياس الاستجابة الفسيولوجية فقط وليس الاستجابة الجينية. ما يميز الدراسة الحالية هو أنها اختبرت كلا من الاستجابة الفسيولوجية والاستجابة الجينية لفترة طويلة من الزمن، 14 يومًا، كان فيها المرجان عند مستوى أكسجين يقل بنسبة 90٪ تقريبًا عن مستوى الأكسجين الذي يعيش فيه. الحية بشكل طبيعي (انخفاض من مستوى 6 ملليجرام لكل لتر إلى مستوى -0.6 0.3 ملليجرام لكل لتر). تم إجراء الاختبارات في ثلاث فترات زمنية مختلفة: 12 ساعة وسبعة أيام وأربعة عشر يومًا، ليلاً ونهارًا.
تظهر نتائج الدراسة أنه بالفعل خلال الـ 12 ساعة الأولى بدون الأكسجين، قامت المرجان بتنشيط العمليات التي ساعدته على التغلب على نقص الأكسجين: زادت عملية إنتاج الطاقة التي لا تعتمد على الأكسجين، وزاد عدد الميتوكوندريا لتحسينها. الاستفادة من الأكسجين في الخلايا، كما بدأ في زيادة استخلاص العناصر الغذائية من الطحالب المتعايشة. لكن بعد فترة أطول تراوحت ما بين أسبوع إلى أسبوعين، تم اكتشاف انخفاض أيضًا في العمليات المتعلقة بالتكاثر، وعلى رأسها انخفاض في كمية إنتاج الحيوانات المنوية، وانخفاض في إنتاج آلية الاحتراق، التي يقوم بها المرجان. الاستخدامات، من بين أمور أخرى، للفريسة والحماية. واستمرت عملية زيادة ضخ العناصر الغذائية من الطحالب التكافلية بل وازدادت وفي نفس الوقت حدثت زيادة في عدد طحالبها. "إن الجمع بين زيادة ضخ العناصر الغذائية من ناحية وزيادة عدد الطحالب التكافلية من ناحية أخرى، يزيد من اعتماد المرجان على الطحالب. ومن ثم فإن أي تغيير في البحر يضر بالطحالب، مثل ارتفاع درجة حرارة المياه، قد يضر بقدرة المرجان على البقاء في ظروف نقص الأكسجين".
ووفقا للباحثين، فإن للدراسة أهمية كبيرة لفهم الثمن الباهظ الذي سيتم دفعه في المستقبل لتغير المناخ. إن الجمع بين انخفاض تركيزات الأكسجين وارتفاع درجة الحرارة وزيادة حموضة مياه البحر قد يخلق عبئا متزايدا على الكائنات البحرية، وخاصة تلك غير المتحركة، مثل الشعاب المرجانية، التي لا تستطيع الهروب من المناطق حيث تحدث تغيرات مفاجئة في مياه البحر. "إن فهم الآليات التي تتأثر بكل ضغوط، وتلك التي تتأثر بمجموعة من الضغوطات المتعددة معًا، سيجعل من الممكن رسم خريطة لمستوى الضرر الذي يلحق بالمخلوقات المختلفة، وسيمكن من تحديد سياسة التعامل مع تغير المناخ الذي نحن نجلب على أنفسنا "، وخلص الباحثون.
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
- المضافات الكيميائية البلاستيكية تلوث الشعاب المرجانية وتضر بتنميتها
- أساليب الشعاب المرجانية المتطورة في تنظيم وجبة طعام لنفسها حتى في أعماق البحر
- الشعاب المرجانية تصرخ: علينا أن نخفف الضغط عن البحر الأحمر
- ماذا سيكون شريان الحياة للشعاب المرجانية في المياه العميقة والضحلة؟
- ماذا يحدث عندما يعاني الفشل من الحمى؟
