مع نمو المحيطات أكثر دفئا وأكثر حمضية ، يقوم العلماء بتطوير استراتيجيات جديدة لإنقاذ "الغابات المطيرة في البحر".

الشعاب المرجانية هي من بين أجمل النظم البيئية على الأرض - "حزام مرصع بالجواهر حول منتصف الكوكب" ، في كلمات علماء المحيطات سيلفيا إيرل. هم أيضا قيمة للغاية. تغطي الشعاب أقل من عُشر نسبة 1 في قاع المحيط ولكنها تدعم أكثر من 800 من أنواع الأسماك الشجرية و 4,000. فهي مناطق للتزاوج ، ومخازن ساحلية ضد العواصف وسحوبات سياحية مربحة. بالنسبة الى بعض التقديرات، تبلغ قيمة الخدمات التي يقدمونها X مليار $ 30 سنويًا.

ولكن على حساب تلك الفوائد ، تدهورت الشعاب المرجانية منذ سبعينيات القرن الماضي في ظل سلسلة من التأثيرات البشرية. يؤدي الصيد الجائر إلى تعطيل مجتمعاتها المعقدة من الحيوانات المفترسة الكبيرة ، والأنواع الصغيرة من الفرائس و "حيوانات الرعي" مثل أسماك الببغاء والقنافذ التي تنظف الطحالب الكبيرة من الشعاب المرجانية. يؤدي التجريف من أجل التنمية الساحلية إلى سحب المياه بالرواسب ، وحجب أشعة الشمس واستنفاد الأكسجين. تتكاثر الطحالب الضخمة ، التي تتغذى بالمغذيات في جريان المزرعة ومياه الصرف ، على الشعاب المرجانية. مسببات الأمراض ، التي ربما تنتشر عن طريق الشحن العالمي ، تقتل الشعاب المرجانية والقنافذ.

أما الآن فإن زيادة تركيزات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي تتسبب في تدفئة مياه المحيطات وجعلها أكثر حمضية. يسبب الماء الدافئ نوبات تبييض تطلي بها الاورام الحميدة المرجانية الطحالب المجهرية التي تعيش داخل أنسجتها وتغذيها. الطحالب توفر لون الشعاب المرجانية ، وبالتالي فإن الشعاب المرجانية تتحول إلى اللون الأبيض. الشعاب المرجانية يمكن أن تتعافى ، لكن العملية تشدد وقد تقتلهم. إن التحمض الذي يحدث عندما يمتص ماء البحر CO2 من الغلاف الجوي ، يقلل من كمية الكربونات المتاحة للشعاب المرجانية لبناء هياكلها العظمية ، لذلك تنمو الشعاب ببطء أكثر وتصبح أضعف.

"نحن نحاول التصدي للرسالة القائلة بأن كل الشعاب المرجانية محكوم عليها بالفشل". - روث غيتس

لكن المتخصصين في الشعاب لا يستسلمون. وبعضها يحدد الخصائص التي تساعد بعض الشعاب المرجانية على تحمل الاحترار والتحمض. البعض الآخر يهيئ الشعاب المرجانية ليزدهر في المحيطات المتغيرة ، مثلما يتدرب الرياضيون للتنافس على ارتفاعات عالية أو في ظروف جوية قاسية.

تقول روث جيتس ، أستاذة البحوث في معهد البيولوجيا البحرية بجامعة هاواي: "إننا نحاول التصدي لرسالة مفادها أن جميع الشعاب المرجانية محكوم عليها بالفشل". "لقد تطورت الشعاب المرجانية على الأرض منذ ملايين السنين ، وقد نجوا لسبب وجيه".

تعزيز المرونة

يقول بعض الخبراء أن الاحترار والتحمض يحظى باهتمام كبير ، وأن الضغوط المحلية أكثر إلحاحًا.

يقول جيرمي جاكسون ، المدير السابق لمركز التنوع البيولوجي والحماية البحرية في معهد سكريبس لعلم المحيطات في كاليفورنيا: "إن تغير المناخ هو نصف القصة فقط". جاكسون كان رئيس تحرير تقرير نشرت في يوليو من قبل الشبكة العالمية لرصد الشعاب المرجانية التي وجدت اختلافات واسعة في معدلات انخفاض الشعاب المرجانية في جميع أنحاء منطقة البحر الكاريبي منذ 1970s.

وبينما تراجعت الشعاب المرجانية بأكثر من نسبة 50 على مستوى المنطقة منذ 1970 ، عانت البلدان التي قيدت الصيد والتنمية الساحلية والسياحة ، مثل برمودا ، من خسائر أقل بكثير في الشعاب المرجانية من تلك التي فشلت في تطبيق ضوابط مماثلة ، مثل جامايكا. وتصدت الشعاب المرجانية للأعاصير وحالات التبييض بسهولة أكبر من تلك التي تدهورت بسبب الصيد الجائر وتلوث المياه.

"من المفارقات أن الولايات المتحدة تنفق الكثير من الأموال على مراقبة الشعاب المرجانية ، لكنها لا تفعل الكثير لحمايتها" ، كما يقول جاكسون. "يبدو أن استراتيجيتنا تراقبهم حتى يموتوا".

في أواخر شهر أغسطس ، اتخذت الإدارة الوطنية الأمريكية لعلوم المحيطات والغلاف الجوي خطوة أولى نحو تغيير ذلك ، إدراج أنواع 20 المرجانية على أنها مهددة بموجب قانون الأنواع المهددة بالانقراض. ويعني الإدراج أن الوكالات الفيدرالية الأخرى سيتعين عليها التشاور مع الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي قبل أن تمول أو تأذن بإجراءات من شأنها أن تؤثر على هذه الشعاب المرجانية ، مثل مشاريع الطاقة ، وتصاريح تصريف التلوث ، وحفر الجثث ، وحركة القوارب أو الأنشطة العسكرية. وستعمل الإدارة القومية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) مع الدول والمجتمعات المحلية لحماية الشعاب المرجانية من خلال استراتيجيات مثل الحد من التلوث البري وتنمية الشعاب المرجانية المزروعة في المختبرات لإعادة ملء الشعاب المتدهورة.

فضل الناجين

ولمواجهة الاحترار والتحمض ، يعمل العلماء على فهم لماذا يمكن لبعض الشعاب المرجانية أن تتعافى من هذه الضغوط بسهولة أكبر من غيرها. تكمن الإجابة في مجموعة من الوراثة المرجانية وعلاقاتها مع الطحالب المجهرية التي تعيش داخل أنسجتها وتزودها بالطعام.

في باقة دراسة نشرت في العالم تغير الأحياء في يوليو / تموز ، قام باحثون بقيادة الأستاذة الحيوية بجامعة ولاية أوهايو أندريا غروتولي بوضع مرجان صحي من تسع شعاب مكسيكية خلال حلقتين للتبييض تفصل بينهما سنة واحدة. هذه العملية محاكاة الظروف التي يمكن أن تحدث في منطقة البحر الكاريبي في أقرب وقت 2030 ، وفقا للتوقعات الحالية.

بعض النتائج التي توصلوا إليها كانت مفاجئة. بوريات astreoidesوكان المرجان الأصفر الذي يزداد في بعض أجزاء من منطقة البحر الكاريبي يتأثر بشكل متواضع بالتبييض الأول ولكنه لم يتعاف تمامًا بعد الثانية. أظهرت الأنواع الأخرى قدرة أكبر على التعافي بعد التبييض المتكرر.

 "أود أن أرى إعادة التفكير في كيفية تعريفنا للشعاب المرجانية التي تستحق الحماية." - Andréa Grottoli "ما كان مهمًا هو حجم احتياطيات الطاقة للشعاب المرجانية ، وخاصة الدهون المخزنة" ، يوضح جروتولي. "عندما نتضور جوعًا ، تقوم أجسامنا بتمثيل الدهون ، وتقوم الكائنات الحية الأخرى بنفس الشيء." ساعدت الاحتياطيات العالية من الدهون الشعاب المرجانية على البقاء حتى تتمكن من اكتساب طحالب تكافلية جديدة. أظهرت الدراسة أيضًا أن الشعاب المرجانية القادرة على الشراكة مع أنواع متعددة من الطحالب كانت أكثر استعدادًا للتعافي.

يقول غروتولي إنه يمكن استخدام مثل هذه النتائج في تحديد مواقع المناطق البحرية المحمية في المناطق التي تفضي فيها الظروف إلى الأنواع المرجانية المرنة. "أود أن أرى إعادة التفكير في كيفية تعريف الشعاب المرجانية التي تستحق الحماية" ، كما تقول. "يجب أن تعرف كيف تتصرف أنواع الشعاب المرجانية وتتجاوب مع الإجهاد للتنبؤ بما إذا كانت ستبقى على قيد الحياة."

سوبر المرجان

في جامعة هاواي ، يعمل جيتس أيضًا على تحديد الشعاب المرجانية التي يمكنها تحمل الضغوط المناخية. في أكتوبر 2013 هي و Madeleine van Oppen ، عالمة أبحاث أولية في المعهد الأسترالي للعلوم البحرية ، فاز في مسابقة برعاية مؤسسة Paul G. Allen Family التي سعت إلى استراتيجيات لمعالجة تحمض المحيطات. يخطط غيتس وفان أوبن لتطوير الشعاب المرجانية التي تكون شديدة المقاومة للضغوط المناخية واستخدامها لإعادة استعمار عدة مواقع ، بما في ذلك الشعاب المرجانية في هاواي والشعاب المرجانية الاصطناعية.

لتطوير هذه الشعاب المرجانية ، فإنها تستخدم ثلاثة أدوات. الأولى هي الوراثة المتخلِّفة - وهي تغيرات في وظيفة الجينات التي تحدث عندما يتم تشغيل أو إيقاف أجزاء معينة من الشفرة الوراثية للكائن الحي استجابةً للمنبهات البيئية. "نحن نجلب الشعاب المرجانية التي نعرفها بالفعل قوية في المختبر وتعرضهم لظروف من المحتمل أن يواجهوها في المحيطات المعدلة: نحن نزيد درجة حرارة الماء أو نخفض درجة الحموضة ، ثم نعيده إلى نقطة البداية ، أحيانًا مزيج ، "يقول غيتس. "يمكن أن تعمل التمرينات على مسارات جينية متكيفة بسرعة تشجع أولئك ذوي الأداء المرتفع على أن يكونوا الأفضل لهم".

ثانياً ، يقوم الباحثون بتعديل التزاوج بين الشعاب المرجانية مع الطحالب المجهرية. "ترتبط بعض المتعاملات دائمًا بشعاب مرجانية قوية جدًا ، لذلك نحن نرى ما إذا كان بإمكاننا تقديمها إلى الشعاب المرجانية المتشابهة. يقول غيتس: "إن المربيين هم مصدر غذاء الشعب المرجانية ، والقوى القوية هي مصانع غذائية جيدة للغاية". الأداة الثالثة هي لتوليد الشعاب المرجانية هاردي بشكل انتقائي وتجميد الحيوانات المنوية ، والمكاسب الحيوية المصرفية في المقاومة.

تقول بعض الحسابات أن غيتس وفان أوبن يخلقان "شعابًا مصممة" ، لكن غيتس لا يتفق معها.

"تتغير الشعاب المرجانية بسرعة أكبر من الشعاب المرجانية التي يمكن أن تجد بعضها البعض وتتكيف بشكل طبيعي. إنها مشكلة وقت. لذا فنحن نعمل على تسريع قدرة الأفراد على الاجتماع والتكاثر ، كما تقول. "من المحتمل أن يحدث بشكل طبيعي في ظل ظروف حميدة ، ولكن مع موت الشعاب المرجانية ، يتم قطع الوصلات ، والحيوانات المنوية والبيض لا تفي بسهولة. يمكننا مشاهدة المشكلة تزداد سوءًا ، أو اقتراح شيء من شأنه إحداث فرق. "

الفكرة مماثلة في بعض الطرق ل الهجرة بمساعدة الحيوانات والنباتات على الأرض. في كلتا الحالتين ، يغير تغير المناخ النظم البيئية بشكل أسرع من الكائنات الحية التي يمكن أن تتطور. الحل النهائي هو خفض انبعاثات غازات الاحتباس الحراري ، ولكن على المدى القصير ، يمكن أن يساعد التكيف مع الأنواع على التخفيف من الضرر.

ظهر هذا المقال أصلا على Ensia

عن المؤلف

جينيفر ويكس صحافية مستقلة في ماساشوسيتس تكتب عن البيئة والعلوم والصحة. ظهرت قصصها في اكتشف ، لائحة ، ومجلة بوسطن غلوب ، والمناخ اليومي والعديد من المنشورات الأخرى. عملت سابقاً كموظفة في الكونغرس ومحللة ضغط ومحللة في السياسة العامة.

أوصى كتاب:

العالم هو الأزرق: كيف مصيرنا والمحيطات واحد
بواسطة سيلفيا إيرل.

هذا الكتاب التعادل في لمبادرة تركز طموح عاما 5 المحيط ناشيونال جيوغرافيك حول الصيد الجائر-هو مكتوب في جيوغرافيك إكسبلورر في الإقامة الوصول صوت بعد قاسيا سيلفيا إيرل الوطني. من خلال قصص شخصية مقنعة أنها تضع الخطر الحالي والمستقبلي للمحيطات والحياة وهو يدعم في منظور لجمهور واسع من الجمهور.

انقر هنا للحصول على مزيد من المعلومات و / أو لطلب هذا الكتاب على الأمازون.