Οι φθορίζουσες πρωτεΐνες όλα επιδεινώνονται σε αυτά τα κοράλλια. Φωτογραφία από τους Michael Lesser και Charles Mazel, NOAA Ocean Explorer
Όποιος έχει κάνει καταδύσεις ή ψαροντούφεκο σε έναν κοραλλιογενή ύφαλο, πιθανότατα δεν θα ξεχάσει ποτέ τα εκθαμβωτικά χρώματα και τα άλλα κοσμικά σχήματα αυτών των υποθαλάσσιων κοινοτήτων. Το σπίτι σε μερικά από τα πιο ποικίλα σημεία άγριας ζωής του κόσμου, οι ύφαλοι αξίζουν ετήσια δολάρια ύψους 400 δισεκατομμυρίων δολαρίων και στις υπηρεσίες οικοσυστήματος που παρέχουν, όπως η απομάκρυνση των ακτών από τις καταιγίδες και η δημιουργία οικοτόπων για τα ψάρια που καταναλώνουν οι άνθρωποι.
Ωστόσο, είναι γνωστό ότι οι κοραλλιογενείς ύφαλοι σε όλο τον κόσμο βρίσκονται σε παρακμή λόγω της ρύπανσης και των θερμών ωκεανών. Ωστόσο, ο προσδιορισμός του τρόπου με τον οποίο οι ύφαλοι φτάνουν - και ο σχεδιασμός μέτρων για την προστασία τους - απαιτεί έναν τρόπο να μετρηθεί με ακρίβεια η υγεία τους. Οι ερευνητές τείνουν να βασίζονται σε επεμβατικές, καταστρεπτικές τεχνικές για να καταλάβουν πώς αντιμετωπίζουν τα κοράλλια, αλλιώς διενεργούν ελέγχους ακατέργαστου σημείου για να καθορίσουν την υγεία των υφάλων με βάση μόνο το κοραλλιογενές χρώμα. Αλλά τώρα, οι επιστήμονες ανακοίνωσαν μια νέα μέθοδο προσδιορισμού της υγείας των κοραλλιών που στηρίζεται στη μέτρηση της έντασης της φθορίζουσας λάμψης των κοραλλιών.
Ναι, λάμψη. Τα κοράλλια παράγουν φυσικά φθορίζουσες πρωτεΐνες που ανάβουν με πράσινο χρώμα όταν παρατηρούνται κάτω από ένα μπλε φως - σχεδόν όλα τα κοράλλια παρουσιάζουν αυτό το φυσιολογικό φαινόμενο.
"Αυτή είναι η πρώτη μελέτη που ακολουθεί τη δυναμική του κορεσμένου φθορισμού και των επιπέδων φθορίζουσας πρωτεΐνης κατά τη διάρκεια της θερμοκρασιακής πίεσης και δείχνει ότι ο κοραλλιογενής φθορισμός θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ως ένας πρώτος δείκτης κοραλικού άγχους", δήλωσε η Melissa Roth, βιολογικός θαλάσσιος στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας, Μπέρκλεϊ (πρώην του Ινστιτούτου Ωκεανογραφίας Scripps στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, Σαν Ντιέγκο), σε ένα ηλεκτρονικό ταχυδρομείο. "Επειδή ο φθορισμός των κοραλλιών μπορεί να μετρηθεί μη επιθετικά στον τομέα, θα μπορούσε να είναι ένα σημαντικό εργαλείο για τη διαχείριση των υφάλων", είπε. Ο Roth και ο συνάδελφός του, Δημήτρης Deheyn, περιέγραψαν τα συμπεράσματά τους αυτή την εβδομάδα σε επιστημονικές εκθέσεις .
Ο βαθμός στον οποίο ένα κοράλλιο λάμπει εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από μια άλλη ομάδα οργανισμών, dinoflagellate άλγη. Τα κοράλλια είναι στην πραγματικότητα ένα συμβιωτικό συγκρότημα του εαυτού τους και αυτά τα μικροσκοπικά φυτικά dinoflagellate - τα dinoflagellates βοηθούν τα κοράλλια να επιτύχουν τη διατροφή, η οποία με τη σειρά τους ενισχύει την ανάπτυξη των κοραλλιογενών υφάλων. Οι μικροσκοπικοί οργανισμοί είναι επίσης υπεύθυνοι για να δίνουν στα κοράλλια τη χαρακτηριστική καστανή απόχρωση τους.
Ωστόσο, τα dinoflagellates μπορούν να εγκαταλείψουν το πλοίο λόγω στρεσαρίσματος όπως η αυξημένη θερμοκρασία, ένα φαινόμενο γνωστό ως λεύκανση των κοραλλιών. Αφήνουμε από μόνοι τους χωρίς τη βοήθεια του φλοιού τους, το φυσικά λευκό δέρμα των κοραλλιών γίνεται καταφανώς ορατό. Τα κοράλλια μπορούν να ζήσουν για λίγο μετά από μια έξοδο dinoflagellate, αλλά όχι για πολύ. Εάν τα άλγη δεν επιστρέψουν, το κοράλλιο θα πεθάνει.
Γνωρίζοντας αυτό, οι Roth και Deheyn αποφάσισαν να διερευνήσουν πώς ο φθορισμός των κοραλλιών μπορεί να αντικατοπτρίζει τη σημερινή κατάσταση ενός κοραλλιού και τη σχέση του με τους διφωσφορικούς. Επιλέγουν να χρησιμοποιήσουν τα πειραματικά κοράλλια Acropora yongei, ένα κοινό κοράλλι διακλάδωσης, καθώς είναι συχνά ένα από τα πρώτα κοράλλια που παρουσιάζουν σημάδια άγχους και λεύκανσης σε έναν ύφαλο. Υπέστησαν μεμονωμένα κοράλλια σε ένα από τα δύο διαφορετικά πειραματικά σεμινάρια στο εργαστήριό τους. Σε μερικά δοχεία, πυροδότησαν κοράλλια με κρύο νερό, και σε άλλα έκοψαν κοράλλια σε ζεστό νερό. Μια άλλη ομάδα κοραλλιών χρησίμευσε ως έλεγχος. Στη συνέχεια, άφησαν τα κοραλλιογενή τουρσί στα υδάτινα ύδατα που ρυθμίζονται από τη θερμοκρασία για σχεδόν τρεις εβδομάδες.
Οι ερευνητές βρήκαν μια ξεχωριστή συσχέτιση μεταξύ του βαθμού λεύκανσης και της συγκέντρωσης των φθοριζουσών πρωτεϊνών ενός κοραλλιού, οι οποίες με τη σειρά τους προσδιόρισαν τη δύναμη της λάμψης. Στις πρώτες 4 έως 5 ημέρες, η συγκέντρωση φθορίζουσας πρωτεΐνης και η λάμψη τόσο των κρύων όσο και των θερμικά επεξεργασμένων κοραλλιών έπεσαν. Ωστόσο, μέχρι το τέλος του πειράματος των 20 ημερών, τα κοράλλια με κρύο άγχος είχαν εγκλιματιστεί και ανακτήθηκαν στο κανονικό επίπεδο φθορισμού τους. Εντούτοις, τα κοράλλια θερμικής καταπόνησης αφαιρούνταν και άρχισαν να αναβλύζουν ακόμα πιο έντονα, πιθανότατα επειδή οι κοινότητές τους δεν αποκλείστηκαν πλέον από τον υποκείμενο φθορισμό του κοραλλιού. Όπως ένα σουπερνόβα πριν από την τελική κατάρρευση ενός αστεριού, τα κοράλλια στέλνουν ένα σταθερό ρεύμα έντονης λάμψης ακριβώς πριν από την αναπόφευκτη κατάρρευση τους.
Οι εικόνες των κοραλλιών κάτω από το λευκό φως (αριστερά πλαίσια) και το μπλε φως (δεξιά πλαίσια) δείχνουν πως τα κοράλλια που υποβλήθηκαν σε θερμική καταπόνηση τελικά λεύκανε και αύξησαν τη φθορίζουσα λάμψη τους στο τέλος του πειράματος. Φωτογραφία της Melissa Roth, Επιστημονικές εκθέσεις
Μετά το θάνατο, η λάμψη σταματά. Σε ένα σύστημα υφάλων, τα οστά λευκά κοράλλια σταδιακά θα αποκρύπτονται από μια ταινία πράσινων φυκιών που καλύπτει τα ερείπια του τώρα αποθανόντος οργανισμού.
Από τη στιγμή που τα κοράλλια αρχίζουν να λευκανθούν, οι οικονομολόγοι ή οι διαχειριστές άγριων ζώων έχουν λίγες επιλογές για να βοηθήσουν τους υφάλους καθώς αρχίζουν να μειώνονται και συχνά πεθαίνουν τελικά. Αλλά αν καταλάβουν το πρόβλημα μπροστά από το χρόνο, θα μπορούσαν να προσπαθήσουν να βοηθήσουν τα κοράλλια με στρατηγικές όπως η σκίαση με τεχνητές δομές ή ιζήματα, προσθήκη αντιοξειδωτικών στο νερό ή εισαγωγή πιο υγιεινών δινοφλαγγέλων, αν και οι επιστημονικές μελέτες που επικυρώνουν αυτές τις πιθανές μεθόδους διάσωσης λείπουν σε μεγάλο βαθμό.
Αυτό το νέο εύρημα, ο Roth ελπίζει, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να προλάβει την κατάρρευση των υφάλων, που χρησιμεύει ως είδος καναρίνι στο ανθρακωρυχείο για τα κοράλλια που βρίσκονται σε κίνδυνο. "Οι διευθυντές θα μπορούσαν να επικεντρωθούν στα πιο ευαίσθητα κοράλλια σε έναν ύφαλο, όπως τα κοράλλια διακλάδωσης, και να αναζητήσουν γρήγορες σταγόνες φθορισμού ως πρώιμο σημάδι άγχους", δήλωσε ο Roth. Αυτό θα τους δώσει ένα παράθυρο για μια εβδομάδα για να αναλάβουν δράση πριν ξεκινήσει η πλήρης λεύκανση. «Η λεύκανση θα ήταν σαν μια καρδιακή προσβολή», εξήγησε. "Θα προτιμούσατε να ανιχνεύσετε σημάδια υψηλής αρτηριακής πίεσης ή απόφραξη των αρτηριών για να αντιμετωπίσετε και να αποφύγετε καρδιακή προσβολή".
Οι υπεύθυνοι που επιθυμούν να απεικονίσουν την υγεία των υφάλων τους, μπορούν να παρατηρήσουν τη λάμψη χρησιμοποιώντας ένα μπλε φακό και ένα κίτρινο φίλτρο πάνω από τη μάσκα τους για ψαροντούφεκο ή μπορούν να προβάλλουν το φαινόμενο με μια φωτογραφική μηχανή εξοπλισμένη με αυτά τα ίδια χαρακτηριστικά. Αν οι διευθυντές παρατηρήσουν την αρχική πτώση της κοραλικής λάμψης που υποδηλώνει ένα επικείμενο πρόβλημα, για παράδειγμα, θα μπορούσε να αναληφθεί άμεση δράση για να προσπαθήσουμε και να διασώσουμε τον ύφαλο.
"Έτσι, η ιδέα είναι ότι μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τον κοραλλικό φθορισμό ως πρώιμο δείκτη της υγείας των κοραλλιών πριν από τη λεύκανση, πράγμα που θα μπορούσε πραγματικά να δώσει χρόνο για τα διευθυντικά στελέχη να κάνουν κάτι εάν θέλουν να αναλάβουν δράση για την προστασία του ύφαλου. Προφανώς αυτό μπορεί να είναι δύσκολο σε μεγάλη κλίμακα ", εξήγησε, προσθέτοντας ότι" καθώς οι ύφαλοι υποβαθμίζονται, οι λίγοι που έχουμε αφήσει μπορούν να προστατευθούν πιο επιθετικά ".
Περαιτέρω έρευνα για το πώς αυτά τα ευρήματα μπορεί να ισχύουν για άλλα είδη κοραλλιών είναι απαραίτητη, γράφουν οι συγγραφείς. Ελπίζουν επίσης ότι οι μελλοντικές μελέτες θα συνδυάσουν τη βιολογία με τη μηχανική για να βοηθήσουν στο σχεδιασμό ενός ψηφιακού συστήματος απεικόνισης που θα συλλέγει και ποσοτικοποιεί καλύτερα τον βαθμό στον οποίο τα κοράλλια αλλάζουν τη λάμψη τους.
