تعمل الشعاب المرجانية كمرشح للإشعاع

عندما تمر أشعة الشمس عبر الماء وتنعكس على الشعاب المرجانية، فإنها تلحق الضرر بالشعاب المرجانية وطحالبها التكافلية التي تقوم بعملية التمثيل الضوئي، وغيرها من سكان الشعاب المرجانية. فما الذي يمنع هذه المخلوقات من الانقراض من شدة الإشعاع؟
تكييف مقال من العلوم ومصادر أخرى

الحياة على الشعاب المرجانية تشبه إلى حد كبير الحياة على كراسي الاستلقاء للتشمس. عندما تمر أشعة الشمس عبر الماء وتنعكس على الشعاب المرجانية، فإنها تلحق الضرر بالشعاب المرجانية وطحالبها التكافلية التي تقوم بعملية التمثيل الضوئي، وغيرها من سكان الشعاب المرجانية. فما الذي يمنع هذه المخلوقات من الانقراض من شدة الإشعاع؟ يشير بحث جديد إلى أن الشعاب المرجانية تعمل كواقي من الشمس، حيث تمتص الأشعة فوق البنفسجية وتحد من الأضرار التي تلحق بسكان الشعاب المرجانية.

وجدت دراسات سابقة أن الهيكل الخارجي للشعاب المرجانية، المصنوع من كربونات الكالسيوم، يتسبب في تألق الشعاب المرجانية تحت الضوء فوق البنفسجي، ومن ثم اقترح أن الهيكل العظمي يمتص الأشعة فوق البنفسجية. كربونات الكالسيوم، أو كربونات الكالسيوم، هو معدن تم إنشاؤه في الطبيعة بواسطة الحيوانات في عملية تسمى التمعدن الحيوي. الاستخدام الأكثر شيوعًا لكربونات الكالسيوم هو في نظام الرخويات في البنية التي تسمى الصدفة. يقوم المرجان ببناء هيكله الخارجي من هذه المادة. صيغته الكيميائية هي CaCO3.
ولاختبار ما إذا كانت كربونات الكالسيوم تحمي الكائنات الحية التي تعيش في الشعاب المرجانية، قامت عالمة الأحياء البحرية روث ريف من جامعة كوينزلاند في أستراليا وزملاؤها بدراسة شقائق النعمان البحرية. زنبق البحر هو "قريب" للشعاب المرجانية ويشترك معها في الأنسجة المشتركة. كما أن شقائق النعمان البحرية هي موطن للطحالب التكافلية الضوئية. زنبق البحر هو كائن بحري ينتمي إلى فئة الشعاب المرجانية التي لها نظام أنبوبي. يتضمن النظام الزائد الحيوانات الأدنى، التي تفتقر أجسامها إلى هيكل عظمي داخلي أو خارجي. جسد شوشانت - البحر على شكل ورم يشبه الأنبوب السميك الجدران. وللأنبوب فتحة واحدة في جانبه العلوي وحوله العديد من أذرع الصيد التي تشبه زنبق البحر على شكل زهرة. وفي الجانب العلوي من زنبق البحر توجد فتحة الفم التي يتلقى من خلالها طعامه. يوجد حول فتحة الفم العديد من أذرع الصيد المجهزة بالعديد من الخلايا اللاذعة.

ووضعت مجموعة الباحثين شقائق النعمان البحرية على الهياكل العظمية المرجانية أو على سطح أبيض ملفوف بشرائط لاصقة بيضاء في المختبر. وعلى عكس الشرائط اللاصقة، امتصت الهياكل العظمية تقريبًا كل الأشعة فوق البنفسجية الضارة، وأصدرتها على شكل ضوء فلورسنت أصفر. علاوة على ذلك، تلقت شقائق النعمان البحرية الموضوعة فوق المرجان إشعاعًا أقل بأربع مرات وأظهرت ضررًا أقل بـ 4 مرات للحمض النووي الخاص بها مقارنة بتلك الموضوعة على الشرائط اللاصقة. وحصلت مجموعة الباحثين أيضًا على نتائج مماثلة عندما قاموا بطحن الهياكل العظمية إلى مسحوق ناعم، مما يثبت أن الحماية تأتي من كيمياء الهيكل الخارجي للشعاب المرجانية وليس من تشتت الأشعة فوق البنفسجية من سطحها الخشن المعقد.

يقول ريف إن العديد من كائنات التمثيل الضوئي التي تعيش في البحر تنتج أيضًا كربونات الكالسيوم وربما بدأت في القيام بذلك لحماية نفسها من الأشعة فوق البنفسجية. "بدأ التكلس منذ حوالي 600 مليون سنة، عندما كانت مستويات الأشعة فوق البنفسجية أعلى بكثير مما هي عليه اليوم." علاوة على ذلك، خلال الانفجار الكامبري الذي حدث قبل حوالي 530 مليون سنة، زادت وفرة وتنوع الهياكل العظمية، مما قد يعكس "الحاجة إلى بناء الشعاب المرجانية التي نشأت خلال الفترة التي تحركت فيها العديد من الكائنات نحو المياه الضحلة الغنية بالأكسجين حيث مستويات الأشعة فوق البنفسجية وتضيف: "كانت مرتفعة". يقول الخبير دينيس ألماند، المدير العلمي للمركز العلمي في موناكو، معهد علوم المحيطات: "هذه الميزة الجديدة هي بالتالي إضافة غير متوقعة وتكيف مع أسلوب الحياة التكافلي للمضيف".

ولاحظت ريف وزملاؤها أن العقارب والعناكب والمخلوقات الأخرى تبعث أيضًا ضوء الفلورسنت عند تعرضها للأشعة فوق البنفسجية، ومن ثم تشير إلى أن "متقبل واقي الشمس" قد تطور أكثر من مرة.

مصادر:
مقالة تشارلز تشوي في العلوم
كربونات الكالسيوم ويكيبيديا
زنبق البحر في موسوعة الربيع
مصدر الصورة الأولى
مقالة في PlanetEarth