Ezekben a korallokban mind a fluoreszcens fehérjék felgyorsulnak. Fotó: Michael Lesser és Charles Mazel, a NOAA Ocean Explorer
Bárki, aki búvárkodással vagy búvárkodással ment egy korallzátonyon, valószínűleg soha nem fogja elfelejteni ezeknek a víz alatti közösségeknek a káprázatos színeit és más világi formáit. A világ legkülönbözőbb vadon élő állampolgárainak otthona: a zátonyok évente 400 milliárd dollárt érnek el turisztikai dollárban és az általuk nyújtott ökoszisztéma-szolgáltatásokban, mint például a viharok partjainak pufferolása és az élő állatok élőhelyének biztosítása.
Ugyanakkor közismert tény, hogy a korallzátonyok szerte a világon csökkennek a szennyezés és az óceánok gyorsan felmelegedése miatt. A zátonyok menedzselésének meghatározásához és a védelmükhöz szükséges lépések megtervezéséhez azonban szükség van az egészségük pontos mérésének módjára. A kutatók inkább invazív, káros technikákra támaszkodnak, hogy kitalálják, hogyan korallok megküzdnek, vagy pedig nyers helyszíni ellenőrzéseket végeznek a zátonyok egészségi állapotának meghatározására kizárólag a korallszín alapján. Most azonban a tudósok bejelentették egy új módszert a korall egészségének meghatározására, amely a korallok fluoreszkáló fényének intenzitásának mérésén alapul.
Igen, izzás. A korallok természetesen fluoreszkáló fehérjéket állítanak elő, amelyek kék fényben látva zölden világítanak - szinte az összes korallok mutatják ezt a fiziológiai jelenséget.
"Ez az első olyan tanulmány, amely a korallfluoreszcencia és a fluoreszcens fehérje szintjének dinamikáját követi a hőmérsékleti stressz alatt, és azt mutatja, hogy a korallfluoreszcencia felhasználható a korallstressz korai mutatójaként" - mondta Melissa Roth, a kaliforniai egyetem tengerbiológusa., Berkeley (korábban a San Diego-i Kaliforniai Egyetem Scripps Okeanográfiai Intézete), egy e-mailen. "Mivel a korallfluoreszcencia nem invazív módon mérhető a terepen, ez fontos eszköz lehet a zátonyok kezelésében" - mondta. Roth és kollégája, Dimitri Deheyn ezen a héten a Tudományos Beszámolókban ismertették megállapításaikat.
A korall izzásának mértéke nagyban függ az organizmusok egy másik csoportjától, a dinoflagellate algától. A korallok valójában önmagában egy szimbiotikus együttes, és ezek a mikroszkopikus dinoflagellate algák - a dinoflagellate elősegítik a korallok tápanyag elérését, ami viszont serkenti a korallzátonyok növekedését. Az apró szervezetek felelősek az is, hogy a korallok tipikus barnás árnyalatot kapjanak.
A dinoflagelátok elhagyhatják a hajót olyan stresszhatások miatt, mint például a megnövekedett hőmérséklet - ezt a jelenséget korallfehérítésnek hívják. Ha önmagukban hagyják el a dinoflagellate burkolásukat, a korallok természetesen fehér bőre csillogóan láthatóvá válik. A korall egy darabig élhet egy dinoflagellate kivitel után, de nem sokáig. Ha az algák nem térnek vissza, a korall meghal.
Ezt tudva, Roth és Deheyn úgy döntöttek, hogy megvizsgálják, hogy a korallfluoreszcencia hogyan tükrözi a korall jelenlegi állapotát és dinoflagelátok kapcsolatát. Az Acropora yongeit, az elágazó korallot, a kísérletükben választották, mivel gyakran az egyik korall stressz és fehérítés jeleit mutat egy zátonyon. Az egyes korallokat a laboratóriumukban lévõ két különféle kísérleti beállítás egyikének vetették alá. Egyes konténerekben korallokat hideg vízzel pumpáltak, másokban korallokat forró vízben adagoltak. A korallok egy másik csoportja szolgált kontrollként. Aztán majdnem három hétig hagyták a korallokat savanyítani a hőmérséklet-szabályozott vízükben.
A kutatók határozott összefüggést találtak a fehérítés mértéke és a korall fluoreszkáló fehérjék koncentrációja között, ami viszont meghatározta a fényerejét. Az első 4-5 napban mind a hideg, mind a hőkezelt korallok fluoreszcens fehérjekoncentrációja és izzása esett vissza. A 20 napos kísérlet végére azonban a hidegen feszített korallok aklimatizálódtak és helyreálltak a normál fluoreszcencia szintjükre. A hőre feszített korallok viszont fehérítették és még erősebben ragyogtak, valószínűleg azért, mert dinoflagellate közösségeik már nem blokkolták a korall mögöttes fluoreszcenciáját. Mint egy szupernóva a csillag utolsó összeomlása előtt, a korallok folyamatos intenzív fényt bocsátanak ki közvetlenül az elkerülhetetlen haláluk előtt.
A korallok fehér fény (bal oldali panelek) és kék fény (jobb oldali panelek) képei azt mutatják, hogy a hőhatásnak kitett korallok végül fehérítették és növelték fluoreszkáló fényüket a kísérlet végére. Fotó: Melissa Roth, Tudományos Jelentések
A halál után a ragyogás megszűnik. Egy zátonyrendszerben a csontfehér korall fokozatosan elfedik egy zöld alga filmet, amely bevonja a most elhunyt szervezet romjait.
Amint a korallok fehérülni kezdenek, a természetvédõknek vagy a vadon élő állatok kezelõinek kevés lehetõsége van a zátonyok segítésére, mivel azok elkezdenek hanyatlani és gyakran elhalnak. De ha idő előtt meg tudják találni a problémát, megkísérelhetik segíteni a korallot olyan stratégiákkal, mint például mesterséges szerkezetekkel vagy üledékekkel történő árnyékolás, antioxidánsok hozzáadása a vízhez vagy szívélyesebb dinoflagellatok bevezetése, bár ezeknek a lehetséges mentési módszereknek a validálására szolgáló tudományos tanulmányok nagymértékben hiányoznak.
Ez az új lelet, Roth reméli, felhasználható a zátonyok összeomlásának megelőzésére, amely egyfajta kanáriumként szolgál a szénbányában a bajba jutott korallok számára. "A vezetők összpontosíthatnak egy zátony legérzékenyebb koralljaira, például az elágazó korallokra, és a stressz korai jeleként kereshetik a fluoreszcencia gyors csökkenését" - mondta Roth. Ez körülbelül egy hetes ablakot adott számukra, hogy cselekedjenek, mielőtt a teljes fehérítés megkezdődött. "A fehérítés olyan lenne, mint egy szívroham" - magyarázta. "Inkább a magas vérnyomás jeleit vagy az artériák eldugulását észlelné, hogy kezelje és elkerülje a szívrohamot."
A zátonyok egészségét megjeleníteni kívánó vezetők megfigyelhetik a fényt egy kék zseblámpával és egy sárga szűrővel a légzőcsonk maszkja felett, vagy felvehetik a jelenséget egy kamerával, amely ugyanazokkal a tulajdonságokkal rendelkezik. Ha a vezetők észreveszik a korallvilágítás kezdeti csökkenését, amely például egy küszöbön álló problémára utal, akkor azonnali intézkedéseket lehet tenni a zátony megmentésére.
„Tehát az az ötlet, hogy a korallfluoreszcenciát használhatjuk a korall egészségének korai mutatójaként a fehérítés elõtt, ami idõt adhat a vezetõknek arra, hogy tegyenek valamit, ha a zátony védelmére akarnak lépéseket tenni. Nyilvánvaló, hogy ez nehéz lehet nagy léptékben "- magyarázta a nő, és hozzátette:" amint a zátonyok leromlanak, azokat a kevés embert, akiket hagytunk, agresszívebben védhetjük ".
További kutatásokra van szükség annak feltárására, hogy ezek az eredmények miként alkalmazhatók más korallfajokra - írják a szerzők. Azt is remélik, hogy a jövőbeli tanulmányok összekapcsolják a biológiát a mérnöki munkával, hogy segítsenek olyan digitális képalkotó rendszer megtervezésében, amely jobban rögzíti és számszerűsíti azt, hogy a korallok megváltoztatják fényét.
