معلومة

3.5: تبيض المرجان - علم الأحياء

3.5: تبيض المرجان - علم الأحياء


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

"Eco Cafe" من Phuket [CC by 2.0]

تبيض المرجان هو ظاهرة تحدث عندما يتحول المرجان إلى اللون الأبيض بسبب الإجهاد البيئي. إنه حدث متكرر يخيف علماء الأحياء البحرية ويثير الكثير من الاهتمام بالنظم البيئية البحرية في جميع أنحاء العالم. عندما يكون الماء دافئًا جدًا ، فإن الشعاب المرجانية ستطرد الطحالب (zooxanthellae) التي تعيش في أنسجتها. ونتيجة لذلك ، يفقد المرجان لونه النابض بالحياة ويصبح أكثر عرضة للإصابة بالأمراض. الشعاب المرجانية لها علاقة متبادلة مع هذه الطحالب. هذا يعني أن الكائنات الحية تعتمد على بعضها البعض من أجل البقاء. من خلال منتجاتها الضوئية ، تعطي zooxanthellae المرجان العناصر الغذائية التي يحتاجها للبقاء بينما يعطي المرجان في المقابل zooxanthellae ثاني أكسيد الكربون والملاذ الآمن. عندما تضيع ، فهي خسارة فادحة للشعاب المرجانية لأن هذه الطحالب التكافلية تزود الشعاب المرجانية بنسبة 90٪ من طاقتها من خلال عملية التمثيل الضوئي. بدون zooxanthellae ، يبدأ المرجان في فقد لونه وله في النهاية مظهر أبيض ناصع ، ومن هنا جاء مصطلح تبيض المرجان. في الأساس ، سوف يتضور المرجان جوعا ويموت بدون العناصر الغذائية اللازمة من zooxanthellae. يعتبر الاحترار العالمي سببًا كبيرًا لتبييض المرجان ولكن العوامل البيئية الأخرى تلعب أيضًا أدوارًا رئيسية.

يشرح الفيديو أدناه المزيد حول ماهية تبيض المرجان ، وما الذي يسببه والآثار المترتبة عليه!

تم استبعاد عنصر YouTube من هذا الإصدار من النص. يمكنك مشاهدته على الإنترنت هنا: http://pb.libretexts.org/marine/؟p=98

قد تكون الشعاب المرجانية قادرة على البقاء على قيد الحياة لفترة قصيرة من الزمن بدون zooxanthellae ، ولكن بما أن الطحالب توفر مصدر الغذاء الأساسي لها ، فإنها لا تستطيع البقاء على قيد الحياة لفترة طويلة. بمجرد أن يموت المرجان ، يبدأ في التدهور. سبب آخر لتبيض المرجان هو تجويع الأكسجين. يحدث هذا بسبب زيادة أعداد العوالق الحيوانية في منطقة معينة ، ويرجع ذلك على الأرجح إلى الإفراط في الصيد. المحفز الآخر الأقل شيوعًا والذي لا يزال ملحوظًا هو الترسب. يحدث هذا من جريان الطمي من اليابسة إلى المحيط عبر المطر والأجسام المائية الأخرى المؤدية إلى المحيط. أيضًا ، يمكن أن تلعب La Nina أو EL Nino دورًا ليس فقط من خلال تغيير درجة حرارة الماء ولكن أيضًا عن طريق جلب بعض الطمي / الرمل إلى جانب العناصر الغذائية من قاع المحيط. السبب الأكبر لتبيض المرجان هو الإجهاد الناتج عن ارتفاع درجات حرارة المياه بسبب تغير المناخ العالمي.

"العمليات البيئية للشعاب المرجانية" بقلم ويكيميديا ​​[CC by 2.0]

توفر الشعاب المرجانية المأوى لعدد من الكائنات البحرية كما أنها تحمي الشواطئ. بدون الشعاب المرجانية ، من المرجح أن تغادر الحياة البحرية المنطقة والتي بدورها يمكن أن تسبب ضررًا للنظم البيئية البحرية. تساعد الشعاب المرجانية في دعم ما يقرب من 25٪ من الأنواع البحرية. كما أنها ذات فائدة كبيرة لصناعة صيد الأسماك لأنها تجتذب الكثير من الحياة البحرية.

"فيديو مقدمة قصة الشعاب المرجانية" بواسطة GRID-Arendal [CC by 2.0]

تم تسجيل ثلاثة أحداث رئيسية لتبييض الشعاب المرجانية في التاريخ ، حدث الأول في عام 1998 ، وانتشرت موجة الحر تحت الماء ، مما أسفر عن مقتل 16 ٪ من الشعاب المرجانية في جميع أنحاء العالم. حدث تبيض المرجان الرئيسي الثاني في عام 2010 ، بسبب ظاهرة النينيو. حدث تبيض المرجان الأحدث في عام 2015 ، والذي نتج عن ارتفاع درجة حرارة المحيطات.

إن ارتفاع درجة حرارة المحيطات يشكل تهديدا كبيرا للشعاب المرجانية. كما ذكرنا سابقًا ، فإن احترار المحيطات هو السبب الأول لتبيض المرجان. يمتص المحيط 93٪ من حرارة التغير المناخي المذهلة.

لكن ما هو السبب الكامن وراء كل هذا؟

ينتج تغير المناخ العالمي عن زيادة غازات الدفيئة ، وثاني أكسيد الكربون في المقام الأول ، التي يتم إطلاقها في الغلاف الجوي للأرض. يحبس ثاني أكسيد الكربون والغازات الأخرى الحرارة في الغلاف الجوي ، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة الأرض. عندما ترتفع درجة حرارة الأرض ، ترتفع درجات حرارة الماء وتؤدي إلى تبيض المرجان.

البشر هم المصدر الرئيسي لغازات الدفيئة التي يتم إنتاجها وإطلاقها في الغلاف الجوي بسبب حرق الوقود الأحفوري. المركبات هي واحدة من العديد من منتجي ثاني أكسيد الكربون. ينتج عن حرق جالون واحد من الغاز حوالي 24 رطلاً من ثاني أكسيد الكربون. الطريقة الأخرى التي ينتج بها البشر هذه الغازات هي حرق الفحم لتوليد الكهرباء. يعد حرق الأخشاب لإنتاج النار من أجل الطهي نشاطًا آخر يوميًا يساهم في انبعاث هذه الغازات. العامل الرئيسي الآخر الذي يساهم في زيادة غازات الدفيئة في الغلاف الجوي للأرض هو إزالة الغابات. لسنوات ، كان البشر يقطعون الأشجار بأعداد كبيرة لإفساح المجال لبناء المباني وكذلك لاستخدام الخشب كوقود. الأشجار مهمة جدًا لأنظمتنا البيئية لأنها تمتص الكثير من ثاني أكسيد الكربون الموجود في الغلاف الجوي للأرض. من خلال امتصاص ثاني أكسيد الكربون ، يمكنهم إجراء عملية التمثيل الضوئي وإطلاق الأكسجين كمنتج ثانوي. مع إزالة الأشجار بأعداد كبيرة ، يتم تقليل هذا الحوض لثاني أكسيد الكربون بشكل كبير وتستمر كمية ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي في الازدياد.

"Blackback Butterflyfish" بواسطة Wikimedia [CC by 2.0]

لا يدرك معظم الناس مدى أهمية المرجان ليس فقط للحياة البحرية ، ولكن أيضًا للحياة البشرية. بالنسبة لمجتمعات الأسماك والمخلوقات الأخرى التي تعيش في الشعاب المرجانية ، فإن الشعاب المرجانية هي كل شيء بالنسبة لهم وكلهم يعتمدون على هيكل المرجان بطريقة ما. توفر الشعاب المرجانية مأوى للأسماك الصغيرة ويمكن أن تكون مصدرًا للغذاء للآخرين. الشعاب المرجانية ضرورية للحياة لعدد لا يحصى من الكائنات الحية وبدون المرجان ، سوف يموت عدد كبير من هذه الكائنات ، مما يؤدي إلى مشكلة أكبر بكثير. إذا لم تعد الأسماك الصغيرة قادرة على البقاء على قيد الحياة بدون الشعاب المرجانية ، فسيؤدي ذلك إلى تقليل الغذاء للأسماك الكبيرة التي تتغذى عليها.

يعتمد حوالي 100 مليون شخص حول العالم على الشعاب المرجانية من أجل البقاء. مع انخفاض النظم البيئية الصحية للشعاب المرجانية ، سيكون هناك عدد أقل من الأسماك التي تعد مصدرًا غذائيًا مهمًا لكثير من البشر. يعتمد الناس أيضًا على الشعاب المرجانية لأغراض اقتصادية أخرى مثل السياحة. ويقدر تأثير خسارة الشعاب المرجانية على صناعة السياحة بحوالي 10 إلى 40 مليار دولار ، يليها خسارة الثروة السمكية من 7 إلى 23 مليار دولار وتأثيرات التنوع البيولوجي مما أدى إلى خسائر تتراوح بين 6 و 22 مليار دولار.

تأثيرات الأنواع البحرية:

"Polyp Butterflyfish" بقلم بيرند [CC by 2.0]

أسماك الفراشة هي أسماك تتغذى حصريًا على الزوائد المرجانية. مع اختفاء مصدر طعامهم. فرصتهم في البقاء على قيد الحياة ضئيلة. تمنع أسماك الفراشة أيضًا الطحالب من اختناق الشعاب المرجانية ، وإذا انخفض هذا العدد ، فقد ينتهي الأمر بالشعاب المرجانية التي لا تزال حية إلى الموت بسبب كثرة الطحالب.

"Spiny Lobster Approaching" بقلم إريك كيلبي [CC by 2.0]

يحتاج الكركند الشوكي إلى الشعاب المرجانية للحماية ، خاصةً عند طرح الريش لأن هذا عندما يكون أكثر عرضة للخطر. يلعب الكركند دورًا مهمًا في الحفاظ على نظام بيئي متوازن. الكركند الشوكي من الحيوانات المفترسة لقنافذ البحر ، التي تتغذى على غابات عشب البحر ويمكن أن تدمرها إذا لم يتم التحكم في تجمعاتها من الحيوانات المفترسة.

"Dolphin" من ويكيميديا ​​[CC by 2.0]

الدلافين ومعظم الحيتان حيوانات مفترسة وكلها آكلة للحوم. إنهم يعيشون عن طريق تناول الأسماك التي تعتمد على موائل الشعاب المرجانية. كل نوع يُفقد بسبب تبيض المرجان لديه القدرة على التأثير على بقية النظام البيئي.

"Hawksbill sea turtle" بواسطة Raymond ™ [CC by 2.0]

أصبحت السلاحف البحرية منقار الصقر من الأنواع المهددة بالانقراض بشدة وتعتمد بشكل كبير على الشعاب المرجانية في مصادر غذائها. يتكون نظامهم الغذائي في الغالب من الإسفنج. تلعب السلاحف البحرية دورًا مهمًا للغاية في أنظمتها البيئية من خلال المساعدة في تدوير المغذيات من المحيط إلى الأرض ، والحفاظ على أعشاب بحرية صحية ، وتحقيق التوازن بين شبكات الغذاء.

"Whale Chark" بواسطة Zac Wolf [CC by 2.5]

أظهرت الدراسات أن أعداد أسماك قرش الحوت قد انخفضت في الثمانينيات والتسعينيات ، وقد يكون هذا بسبب تدمير الشعاب المرجانية. تم تدمير العديد من الشعاب المرجانية في هذه الفترة الزمنية من الناس وتبيض المرجان. على الرغم من أنه ليس من المؤكد أن هذين الأمرين مرتبطان ببعضهما البعض ، إلا أن الأطر الزمنية تشير إلى أنهما مرتبطان.

"Healthy Corals" بقلم ويكيميديا ​​كومنز [CC by 4.0]

حلول:

هناك العديد من الطرق التي يمكن أن يساعد بها الناس في تقليل كمية التبييض التي تحدث. إحدى الطرق التي يمكننا من خلالها القيام بذلك هي تقليل تلوث الوقود باستخدام طرق نقل بديلة مثل الجري أو ركوب الدراجات بدلاً من قيادة السيارة أو التجديف بالكاياك والتجديف بدلاً من استخدام قاربك. يمكن أن يكون عدم لمس الشعاب المرجانية وكسرها عند الغوص أو الغطس عونًا كبيرًا لأن مجرد لمس المرجان بيدك العارية يمكن أن يكون له آثار سلبية عليه. يمكن أن يساعد أيضًا عدم استخدام الأسمدة والمبيدات الضارة في الفناء والحديقة الخاصة بك كثيرًا لأنها ستجد طريقها في النهاية إلى المحيط. يمكن أن يساعد التطوع من أجل الشعاب المرجانية المجتمعية وتنظيف الشاطئ أيضًا في إبعاد النفايات عن المحيط مما يمنعها من الوصول إلى الشعاب المرجانية.

المعلومات الواردة في هذا الفصل هي بفضل المحتوى الذي ساهم به آلانا أوليندورف وسيمون ماك إيوان وهالي فانتازيا وديفون أوديبيرت


ملجأ حراري ضد تبيض المرجان في جميع أنحاء شمال البحر الأحمر

تأثرت الشعاب المدارية بالتشوهات الحرارية الناجمة عن الاحتباس الحراري الذي تسبب في ابيضاض المرجان وأحداث الوفيات على مستوى العالم. ومع ذلك ، لم يكن هناك سوى عدد قليل جدًا من تسجيلات التبييض داخل البحر الأحمر على الرغم من تغطية نطاق عرضي يبلغ 15 درجة ، وبالتالي فقد تم اعتبارها منطقة أقل حساسية للتغيرات الحرارية. لذلك قمنا بفحص الأنماط التاريخية لدرجة حرارة سطح البحر (SST) والشذوذ المرتبط بها (1982-2012) وقارننا اتجاهات الاحترار مع مجموعة فريدة من سجلات تبيض المرجان المقابلة من جميع أنحاء المنطقة. تشير هذه البيانات إلى أن شمال البحر الأحمر لم يتعرض لتبييض جماعي على الرغم من أسابيع التسخين المكثفة بدرجة حرارة تصل إلى 15 درجة مئوية في الأسبوع. اقتصر التبييض الشديد على وسط وجنوب البحر الأحمر حيث كان الماء الساخن أكثر تواتراً ، ولكنه أقل كثافة (DHWs & lt4 ° C- أسابيع). ولوحظ نمط مماثل خلال ظاهرة النينيو 2015-2016 ، حيث لم يتم تبييض الشعاب المرجانية في شمال البحر الأحمر على الرغم من الإجهاد الحراري العالي (على سبيل المثال ، DHWs & gt8 ° C- أسابيع) ، وكان التبييض مقصورًا على وسط وجنوب البحر الأحمر على الرغم من الإجهاد الحراري المنخفض (DHWs & lt 8 ° C- أسابيع). أكدت فحوصات الإجهاد الحراري التي أجريت في شمال (الغردقة) ووسط (ثول) البحر الأحمر على أربعة أنواع رئيسية لبناء الشعاب المرجانية قابلية مختلفة للحرارة الإقليمية ، وأن الشعاب المرجانية في وسط البحر الأحمر أكثر حساسية للتغيرات الحرارية مقارنة بتلك الموجودة في الشمال . تُظهر بياناتنا معًا أن الشعاب المرجانية في شمال البحر الأحمر لديها تحمل حرارة أعلى بكثير مما يوحي به نظام درجات الحرارة السائد. في المقابل ، فإن الشعاب المرجانية من وسط البحر الأحمر قريبة من حدودها الحرارية ، والتي تتطابق بشكل وثيق مع درجات حرارة المياه القصوى السنوية. ويؤوي شمال البحر الأحمر الشعاب المرجانية التي تعيش تحت عتبات التبييض ، وبالتالي فإننا نقترح أن تمثل المنطقة ملجأ حراريًا ذا أهمية عالمية.

الكلمات الدالة: تبيض المرجان ملاذ الاحترار العالمي الاستشعار عن بعد التسامح الحراري.


ما هو ابيضاض المرجان؟

هل يستطيع المرجان النجاة من حدث التبييض؟ إذا لم يكن التبييض الناجم عن الإجهاد شديدًا ، فمن المعروف أن المرجان يتعافى. إذا استمر فقدان الطحالب لفترة طويلة واستمر الإجهاد ، يموت المرجان في النهاية. قم بتنزيل مخطط المعلومات الرسومي هذا: بالإنجليزية | بالإسبانية

يمكن أن تؤدي درجات حرارة الماء الأكثر دفئًا إلى تبيض المرجان. عندما يكون الماء دافئًا جدًا ، فإن الشعاب المرجانية ستطرد الطحالب (zooxanthellae) التي تعيش في أنسجتها مما يتسبب في تحول المرجان إلى اللون الأبيض تمامًا. وهذا ما يسمى ابيضاض المرجان. عندما يبيض المرجان ، فإنه لا يموت. يمكن للشعاب المرجانية أن تنجو من حدث التبييض ، لكنها تتعرض لمزيد من الضغط وتتعرض للوفاة.

في عام 2005 ، فقدت الولايات المتحدة نصف شعابها المرجانية في منطقة البحر الكاريبي في عام واحد بسبب حدث تبيض ضخم. تمركزت المياه الدافئة حول جزر الأنتيل الشمالية بالقرب من جزر فيرجن وبورتوريكو جنوبًا. أكدت مقارنة بيانات الأقمار الصناعية من العشرين عامًا الماضية أن الإجهاد الحراري من حدث 2005 كان أكبر من العشرين عامًا السابقة مجتمعة.

ليست كل أحداث التبييض ناتجة عن الماء الدافئ.

بحث حقائقنا
احصل على اجتماعي
أكثر معلومة

يمكن للشعاب المرجانية الصحية والمرنة أن تقاوم حدثًا مرهقًا مثل التبييض أو التعافي منه. عندما يبيض المرجان ، فإنه لا يموت. يمكن للشعاب المرجانية البقاء على قيد الحياة إذا عادت درجات حرارة الماء إلى طبيعتها بسرعة.

التحديث الاخير: 02/26/21
مؤلف: NOAA
كيفية الاستشهاد بهذه المقالة


يعزز المرجان قدرته على التكيف مع البيئة من خلال تعديل الحالة الغذائية

الائتمان: CC0 المجال العام

أصبح ابيضاض المرجان والتدهور الإيكولوجي للشعاب المرجانية شديدا بشكل متزايد بسبب الاحترار العالمي والأنشطة البشرية. ككائنات مختلطة التغذية ، لا يستطيع المرجان المتصلب الحصول على الطاقة فقط من خلال التمثيل الضوئي ل zooxanthellae التكافلي (ذاتية التغذية) ، ولكن أيضًا تناول العناصر الغذائية في مياه البحر من خلال المضيف المرجاني (التغذية غيرية).

ومع ذلك ، فإن تأثير المرونة الغذائية للشعاب المرجانية على التكيف البيئي لا يزال غير واضح. تنتشر الشعاب المرجانية على نطاق واسع في بحر الصين الجنوبي (SCS) ، وتمتد على حوالي 20 خط عرض من الشمال إلى الجنوب. تختلف الظروف البيئية لمناطق الشعاب المرجانية عند خطوط العرض المختلفة اختلافًا كبيرًا. تتأثر الشعاب المرجانية في سانيا في شمال SCS (خط عرض أعلى نسبيًا) بشكل خطير بالأنشطة البشرية ، حيث تتأثر الشعاب المرجانية في وسط وجنوب SCS (خط العرض المنخفض نسبيًا) بالأنشطة البشرية نظرًا لبعدها عن البر الرئيسي. يُفضي استكشاف أنماط التغذية المرجانية بين مختلف الشعاب المرجانية على نطاق مكاني كبير في SCS إلى الكشف عن آلية تعديل الحالة التغذوية للشعاب المرجانية وتأثيراتها على التكيف البيئي للشعاب المرجانية.

كشفت دراسة حديثة عن تأثيرات المرونة الغذائية الفريدة للشعاب المرجانية على قدرتها على التكيف مع البيئة. في هذه الدراسة ، تم جمع ما مجموعه 70 عينة من فافيا بالاوينسيس ، وهو نوع من الشعاب المرجانية المتصلبة ، من الشعاب المرجانية في خطوط العرض المختلفة (سانيا وجزر شيشا وجزر نانشا) في SCS. أولاً ، قام الباحثون بتحليل الاختلافات المكانية لكثافة zooxanthellae (ZD). تظهر النتائج أن ZD يتناقص مع تناقص خط العرض. وجد التحليل الإضافي أن التغيرات في مستوى المغذيات ودرجة حرارة سطح البحر (SST) وشدة الضوء هي الأسباب الرئيسية للاختلاف المكاني لـ ZD في SCS.

يتم التعبير عن قيم متوسط ​​كثافة zooxanthellae على أنها متوسط ​​± SD في عينات من الشعاب المرجانية في سانيا وجزر شيشا وجزر نانشا. تشير a-c إلى مقارنات متعددة لاحقة لـ ZD بين مواقع أخذ العينات. الائتمان: Science China Press

بالإضافة إلى ذلك ، من خلال فصل السلائل المرجانية و zooxanthellae التكافلية ، بالإضافة إلى تحليل تركيب نظائر الكربون المستقر (δ13C) للزوائد المرجانية و zooxanthellae ، كشف عن الاختلافات المكانية الكبيرة في أنماط التغذية المرجانية (أي التمثيل الضوئي الذاتي النسبي والافتراس غير المتجانسة) الشدة).

تظهر النتائج أن الشعاب المرجانية في سانيا تتمتع بمعدلات أعلى في التمثيل الضوئي وقدرات ذاتية التغذية ، بينما تتمتع الشعاب المرجانية في جزر شيشا ونانشا بقدرات أعلى نسبيًا في التغذية. هذا يعني أن الشعاب المرجانية المحددة يمكنها ضبط شدة ذاتية التغذية / غيرية التغذية في ظل ظروف بيئية مختلفة. يؤدي التعديل المرن للأنماط الغذائية ، وخاصة تحسين قدرة الافتراس غير المتجانسة ، إلى تعزيز قدرتها على التكيف مع الظروف البيئية المختلفة.

توضح هذه الدراسة أهمية المرونة الغذائية للتكيف البيئي للشعاب المرجانية من منظور إمدادات الطاقة. توفر استنتاجات البحث مؤشرات ومعلومات جديدة لتقييم إمكانات التكيف للشعاب المرجانية في SCS في ظل الاحتباس الحراري والأنشطة البشرية.


نموذج الخطر يتحدى عقيدة استجابة المرجان العامة للتوتر

منذ تبيض المرجان - انهيار التبادلية بين هولوبيونت المرجان و Symbiodinium- تم وصفه لأول مرة 28 ، فقد أصبح مرادفًا للمصطلحات العامة بما في ذلك الاستجابة العامة للضغط أو الاستجابة للضغط أو استجابة الإجهاد الحراري 29،30،31،32. تستخدم للإشارة إلى الاستجابات المرجانية التي تتراوح في الحجم من الجين 33 إلى النظام البيئي 32،34 ، من المحتمل أن تكون هذه المصطلحات شائعة الاستخدام بسبب كثرة الضغوط التي تحفز تبيض المرجان 29،35. كان تبيض المرجان ، والاستجابة العامة المفترضة للضغط ، محورًا مهيمنًا لبيولوجيا الصحة المرجانية لعقود ، نظرًا لتأثيره الكبير على الشعاب المرجانية على مستوى العالم 29،33،36،37،38،39. سهلة الاستخدام وتشمل مجموعة واسعة من السياقات والمعاني والآليات البيولوجية ، غالبًا ما يتم التحقيق في "استجابات الإجهاد" المرجانية ومناقشتها مع القليل من الإشارة إلى المناعة ، أو كعملية بيولوجية منفصلة تمامًا 33،39،40. الفصل المستمر بين استجابات الإجهاد والحصانة في الأدبيات المرجانية 33 ، 40 ، أو إغفال المناعة في إشارة إلى المرونة 6،10 ، له تأثير على أنه يتم التعامل معها بشكل عام على أنها متميزة. في الواقع ، ترتبط استجابات الإجهاد والحصانة ارتباطًا جوهريًا ، ولا سيما في سياق الهولوبيونت ، من المرجح أن تكون واحدة ونفس الشيء 14،21،41.

في علم الأحياء العام ، تشير استجابة الإجهاد عادةً إلى رد فعل هورموني أو طيران 42 ، ولكن يمكن أيضًا أن تشير إلى استجابة الإجهاد المتكاملة (ISR) - مسار خلوي محفوظ يعتمد على السياق يعزز البقاء 43. غالبًا ما يتميز ISR ، أو استجابة الإجهاد الخلوي ، بانفجار مؤكسد قاتل لمسببات الأمراض 44 يمكن أن يؤدي إلى إتلاف الإجهاد التأكسدي 45. منذ أن تم الإبلاغ عن الإجهاد التأكسدي كمحرك لانهيار التبادل بين الشعاب المرجانية والطحالب 14،35،46 ، تم اكتشاف مكونات مسار ISR ، بما في ذلك الأنواع التفاعلية (مثل أكسيد النيتريك) ، ومضادات الأكسدة على نطاق واسع في الهولوبيونات المرجانية كاستجابة للضغط على الظروف المعاكسة (مثل الماء الدافئ 30،47،48) والإصابة 31. وبالتالي ، تم اقتراح مكونات مسار ISR كمؤشرات حيوية محتملة للتعبير الجيني (GEB) للإجهاد الحراري في الهولوبيونت المرجاني 40. ومع ذلك ، يمكن وصف مكونات الإجهاد المزعومة هذه بأنها مُعدِّلات المناعة 49.

يتم تشغيل الاستجابات المناعية عند اكتشاف الخطر و / أو عن طريق اضطراب في بنية أو وظيفة الخلايا أو الأنسجة أو التبادلية ، إلى المستوى الذي يزعج التوازن الهولوبيونت ويؤثر على اللياقة البدنية.قد تكون عوامل اختلال التوازن ومحفزات المناعة حيوية أو غير حيوية أو مزيجًا من الاثنين. قد تكون أيضًا خارجية ، مثل العدوى المسببة للأمراض ، أو داخلية المنشأ مثل النمو الورمي أو عدم الاستقرار الخلوي 50. يتم الحفاظ على آلية الإشارات المناعية للإجهاد اللاأحيائي من النباتات 51 إلى البشر 49 ، وتحدث مع الإطلاق خارج الخلية أو تسرب مكونات أو مكونات الخلية الذاتية 45. تعتبر هذه المكونات مفتاحًا لاستجابات الإجهاد للخلايا 45. في نموذج الخطر للنشاط المناعي ، 49 جزيءًا خلويًا "خطرًا" ، بما في ذلك بروتينات الصدمة الحرارية وحمض البوليك والجزيئات التفاعلية ، تلف الإشارات وهي ضرورية في تعديل الاستجابة المناعية الفعالة للاضطرابات المختلفة 49،51،52. وبالتالي ، فإن الاستجابة العامة للإجهاد المرجاني ، والتبييض الناتج ، هي أحد مكونات مناعة الهولوبيونت 14 ، 21. من المرجح أن يستمر الاستخدام المستمر لمصطلحات مثل `` الاستجابة العامة للضغط '' ، في غياب الإشارة إلى النشاط المناعي ، في استقطاب أبحاث صحة المرجان وإعاقة فهمنا لإمكانية التأقلم والتكيف مع الشعاب المرجانية - وهو أمر قيد التحقيق بنشاط 53 ، 54.


محتويات

تعتمد الشعاب المرجانية التي تشكل النظم البيئية للشعاب المرجانية العظيمة للبحار الاستوائية على علاقة تكافلية مع طحالب أحادية الخلية تشبه الطحالب تسمى zooxanthellae تعيش داخل أنسجتها وتعطي المرجان لونه. تزود zooxanthellae المرجان بالعناصر الغذائية من خلال عملية التمثيل الضوئي ، وهو عامل حاسم في المياه الاستوائية الصافية والفقيرة بالمغذيات. في المقابل ، يزود المرجان zooxanthellae بثاني أكسيد الكربون والأمونيوم اللازمين لعملية التمثيل الضوئي. يمكن أن تؤدي الظروف البيئية السلبية ، مثل درجات الحرارة الدافئة أو الباردة بشكل غير طبيعي ، والإضاءة العالية ، وحتى بعض الأمراض الميكروبية ، إلى انهيار التعايش المرجاني / zooxanthellae. [11] لضمان البقاء على قيد الحياة على المدى القصير ، فإن البوليبات المرجانية تستهلك أو تطرد zooxanthellae. هذا يؤدي إلى مظهر أفتح أو أبيض تمامًا ، ومن هنا جاء مصطلح "ابيض". [12] نظرًا لأن zooxanthellae يوفر ما يصل إلى 90 بالمائة من احتياجات الطاقة للشعاب المرجانية من خلال منتجات التمثيل الضوئي ، فقد يبدأ المرجان في الجوع بعد طرده. [ بحاجة لمصدر ]

يمكن أن ينجو المرجان من الاضطرابات قصيرة المدى ، ولكن إذا استمرت الظروف التي تؤدي إلى طرد zooxanthellae ، فإن فرص الشعاب المرجانية في البقاء على قيد الحياة تتضاءل. من أجل التعافي من التبييض ، يتعين على zooxanthellae إعادة الدخول إلى أنسجة البوليبات المرجانية وإعادة البناء الضوئي للحفاظ على المرجان ككل والنظام البيئي الذي يعتمد عليه. [13] إذا ماتت الزوائد المرجانية من الجوع بعد التبييض ، فسوف تتحلل. ثم ستترك أنواع الشعاب المرجانية الصلبة وراءها هياكل كربونات الكالسيوم ، والتي سوف تستولي عليها الطحالب ، مما يمنع بشكل فعال إعادة نمو المرجان. في النهاية ، ستتآكل الهياكل العظمية للشعاب المرجانية ، مما يؤدي إلى انهيار هيكل الشعاب المرجانية. [ بحاجة لمصدر ]

قد يكون تبيض المرجان ناتجًا عن عدد من العوامل. بينما تؤدي المحفزات الموضعية إلى تبيض موضعي ، فإن أحداث تبيض المرجان على نطاق واسع في السنوات الأخيرة قد نتجت عن ظاهرة الاحتباس الحراري. في ظل زيادة تركيز ثاني أكسيد الكربون المتوقع في القرن الحادي والعشرين ، من المتوقع أن تصبح الشعاب المرجانية نادرة بشكل متزايد في أنظمة الشعاب المرجانية. [14] الشعاب المرجانية الموجودة في المياه الدافئة الضحلة مع انخفاض تدفق المياه تأثرت أكثر من الشعاب المرجانية الموجودة في المناطق ذات التدفق العالي للمياه. [15]

قائمة المشغلات تحرير

  • زيادة درجة حرارة الماء (موجات الحرارة البحرية ، غالبًا بسبب الاحتباس الحراري) ، أو انخفاض درجات حرارة الماء [16] [17] [18] [19]
  • تجويع الأكسجين الناجم عن زيادة مستويات العوالق الحيوانية نتيجة الصيد الجائر [20] [مصدر غير موثوق؟]
  • زيادة الإشعاع الشمسي (الإشعاع النشط ضوئيًا والأشعة فوق البنفسجية)
  • زيادة الترسيب (بسبب siltrunoff) [21] الالتهابات [22]
  • التغيرات في الملوحة [23] [24]
  • انخفاض شديد في المد والجزر والتعرض [25] [26]
  • ارتفاع مستويات سطح البحر بسبب الاحتباس الحراري (واتسون) [التوضيح المطلوب] من العواصف الترابية الأفريقية الناجمة عن الجفاف [27]
  • الملوثات مثل أوكسي بنزون ​​، بوتيل بارابين ، أوكتيل ميثوكسيسينامات ، أو إنزاكامين: أربعة مكونات واقية من الشمس غير قابلة للتحلل الحيوي ويمكن أن تغسل الجلد [28] [29] [30] [31] بسبب المستويات المرتفعة من ثاني أكسيد الكربون2 بسبب تلوث الهواء [32]
  • التعرض للنفط أو الانسكابات الكيميائية الأخرى [33]

تعتبر درجات حرارة مياه البحر المرتفعة السبب الرئيسي لأحداث التبييض الجماعي. [34] حدثت ستون نوبة رئيسية من تبيض المرجان بين 1979 و 1990 ، [35] [36] مع الوفيات المرجانية المصاحبة التي تؤثر على الشعاب المرجانية في كل جزء من العالم. في عام 2016 ، تم تسجيل أطول حدث تبيض مرجاني. [37] أطول حدث تبيض مرجاني وأكثرها تدميراً كان بسبب ظاهرة النينيو التي حدثت في الفترة من 2014 إلى 2017. [38] خلال هذا الوقت ، تضرر أكثر من 70 بالمائة من الشعاب المرجانية حول العالم. [38]

تشمل العوامل التي تؤثر على نتيجة حدث التبييض مقاومة الإجهاد التي تقلل التبييض ، والتسامح مع غياب zooxanthellae ، ومدى سرعة نمو المرجان الجديد ليحل محل الموتى. نظرًا لطبيعة التبييض غير المنتظمة ، فإن الظروف المناخية المحلية مثل الظل أو تيار من الماء البارد يمكن أن تقلل من حدوث التبييض. [39] صحة المرجان و zooxanthellae والوراثة تؤثر أيضًا على التبييض. [39]

المستعمرات المرجانية الكبيرة مثل بوريتيس قادرة على تحمل صدمات درجات الحرارة الشديدة ، في حين أن الشعاب المرجانية المتفرعة الهشة مثل أكروبورا هم أكثر عرضة للإجهاد بعد تغير درجة الحرارة. [40] قد تكون الشعاب المرجانية التي تتعرض باستمرار لمستويات إجهاد منخفضة أكثر مقاومة للتبييض. [41] [42]

يعتقد العلماء أن أقدم عمليات التبييض كانت تلك التي حدثت في العصر الديفوني المتأخر (الفارسني / فامينيان) ، والتي نجمت أيضًا عن ارتفاع درجات حرارة سطح البحر. نتج عن ذلك زوال أكبر الشعاب المرجانية في تاريخ الأرض. [43]

وفقًا لكليف ويلكينسون من الشبكة العالمية لرصد الشعاب المرجانية في تاونسفيل ، أستراليا ، في عام 1998 ، كان حدث التبييض الجماعي الذي حدث في منطقة المحيط الهندي بسبب ارتفاع درجات حرارة البحر بمقدار درجتين مئويتين مقرونًا بظاهرة النينيو القوية في عام 1997- 1998. [ بحاجة لمصدر ]

في الفترة 2012-2040 ، من المتوقع أن تشهد الشعاب المرجانية أحداث تبيض أكثر تكرارا. ترى الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ (IPCC) أن هذا يمثل أكبر تهديد لأنظمة الشعاب المرجانية في العالم. [44] [45] [46] [47] خلال هذه الفترة ، فقدت 19 بالمائة من الشعاب المرجانية في جميع أنحاء العالم ، و 60 بالمائة من الشعاب المرجانية المتبقية معرضة لخطر الضياع الفوري. هناك طريقتان لتمييز تأثير تبيض المرجان على الشعاب المرجانية: الغطاء المرجاني (كلما زاد عدد الشعاب المرجانية التي تغطي الأرض ، قل تأثير التبييض) ووفرة الشعاب المرجانية (عدد الأنواع الحية المختلفة على الشعاب المرجانية ). مع زيادة أحداث تبيض المرجان في جميع أنحاء العالم ، لاحظت ناشيونال جيوغرافيك في عام 2017 ، "في السنوات الثلاث الماضية ، شهدت 25 شعابًا - التي تشكل ثلاثة أرباع أنظمة الشعاب المرجانية في العالم - أحداث تبيض شديدة فيما استنتج العلماء أنه أسوأ تسلسل على الإطلاق من التبييض حتى الآن ". [48]

غالبًا ما تؤدي أحداث تبيض المرجان والفقدان اللاحق للتغطية المرجانية إلى انخفاض تنوع الأسماك. يؤثر فقدان التنوع والوفرة في الأسماك العاشبة بشكل خاص على النظم البيئية للشعاب المرجانية. [49] مع حدوث أحداث التبييض الجماعي بشكل متكرر ، ستستمر مجموعات الأسماك في التجانس. يتم استبدال أنواع الأسماك الأصغر والأكثر تخصصًا التي تملأ منافذ بيئية معينة والتي تعتبر حاسمة لصحة المرجان بأنواع أكثر عمومية. من المحتمل أن يساهم فقدان التخصص في فقدان المرونة في النظم البيئية للشعاب المرجانية بعد أحداث التبييض. [50]

تحرير المحيط الهادئ

تحرير الحاجز المرجاني العظيم

شهد الحاجز المرجاني العظيم على طول ساحل أستراليا أحداث التبييض في 1980 و 1982 و 1992 و 1994 و 1998 و 2002 و 2006 و 2016 و 2017. [47] [51] عانت بعض المواقع من أضرار جسيمة ، مع معدل وفيات يصل إلى 90٪. [52] وقعت الأحداث الأكثر انتشارًا وشدة في صيف 1998 و 2002 ، حيث تبيّض 42٪ و 54٪ على التوالي من الشعاب المرجانية إلى حد ما ، و 18٪ ابيضت بشدة. [53] [54] ومع ذلك ، فقد تم تعويض الخسائر المرجانية على الشعاب المرجانية بين عامي 1995 و 2009 إلى حد كبير من خلال نمو الشعاب المرجانية الجديدة. [55] وجد تحليل شامل لفقدان الشعاب المرجانية أن تجمعات الشعاب المرجانية على الحاجز المرجاني العظيم قد انخفضت بنسبة 50.7٪ من عام 1985 إلى عام 2012 ، ولكن مع حوالي 10٪ فقط من هذا الانخفاض يُعزى إلى التبييض ، أما النسبة المتبقية البالغة 90٪ فقد تسببت بالتساوي تقريبًا. الأعاصير المدارية والافتراس من قبل نجوم البحر تاج الشوك. [56] يحدث تبيض جماعي للشعاب المرجانية على مستوى العالم منذ عام 2014 بسبب أعلى درجات الحرارة المسجلة التي ابتليت بها المحيطات. وقد تسببت درجات الحرارة هذه في حدوث أشد ابيضاض مرجاني وانتشارًا تم تسجيله على الإطلاق في الحاجز المرجاني العظيم. حدثت أشد عمليات التبييض في عام 2016 بالقرب من بورت دوجلاس. في أواخر تشرين الثاني (نوفمبر) 2016 ، أظهرت مسوح لـ 62 من الشعاب المرجانية أن الإجهاد الحراري طويل المدى الناجم عن تغير المناخ تسبب في فقدان 29٪ من مرجان المياه الضحلة. كانت أعلى نسبة موت للشعاب المرجانية وخسارة في موائلها هي الشعاب الساحلية ووسط الجرف حول كيب جرينفيل وخليج الأميرة شارلوت. [57] سيناريوهات الاحترار المعتدل للهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ (B1 إلى A1T ، 2 درجة مئوية بحلول 2100 ، الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ ، 2007 ، الجدول SPM.3 ، الصفحة 13 [58]) تتوقع أن الشعاب المرجانية على الحاجز المرجاني العظيم من المرجح أن تشهد الصيف بانتظام درجات حرارة عالية بما يكفي للحث على التبييض. [53]

تحرير هاواي

في عام 1996 ، حدث تبيض المرجان الرئيسي الأول في هاواي في خليج كانيوهي ، تلاه أحداث تبيض كبرى في الجزر الشمالية الغربية في عامي 2002 و 2004. [59] في عام 2014 ، لاحظ علماء الأحياء من جامعة كوينزلاند أول حدث تبيض جماعي ، وعزا ذلك إلى وسائل. [60] في عامي 2014 و 2015 ، وجد استطلاع في محمية خليج هانوما الطبيعية في أواهو أن 47٪ من الشعاب المرجانية تعاني من تبيض المرجان وما يقرب من 10٪ من الشعاب المرجانية تموت. [٦١] في عامي 2014 و 2015 ، تأثرت 56٪ من الشعاب المرجانية في الجزيرة الكبيرة بأحداث تبيض المرجان. خلال نفس الفترة ، تأثر 44 ٪ من الشعاب المرجانية في غرب ماوي. [62] في 24 يناير 2019 ، وجد العلماء في منظمة حفظ الطبيعة أن الشعاب المرجانية قد بدأت في الاستقرار بعد 4 سنوات تقريبًا من حدث التبييض الأخير. [63] وفقًا لقسم الموارد المائية (DAR) ، كان لا يزال هناك قدر كبير من التبييض في عام 2019. في أواهو وماوي ، تم تبييض ما يصل إلى 50٪ من الشعاب المرجانية. في الجزيرة الكبيرة ، تعرض ما يقرب من 40 ٪ من الشعاب المرجانية للتبييض في منطقة ساحل كونا. ذكرت DAR أن أحداث التبييض الأخيرة لم تكن سيئة مثل أحداث 2014-2015. [٦٥] في عام 2020 ، أصدرت الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) أول تقرير على الإطلاق لحالة الشعاب المرجانية على مستوى البلاد. وذكر التقرير أن جزر هاواي الشمالية الغربية والرئيسية كانت في شكل "عادل" ، مما يعني أن الشعاب المرجانية تأثرت بشكل معتدل. [65]

تحرير جزيرة جارفيس

وقعت ثمانية أحداث تبيض شديدة واثنتان متوسطتان بين عامي 1960 و 2016 في مجتمع الشعاب المرجانية في جزيرة جارفيس ، حيث أظهر التبييض 2015-16 شدة غير مسبوقة في السجل. [66]

تحرير اليابان

وفقًا لتقرير الحكومة اليابانية لعام 2017 ، مات ما يقرب من 75٪ من أكبر الشعاب المرجانية في أوكيناوا بسبب التبييض. [67]

تحرير المحيط الهندي

تضررت مقاطعات الشعاب المرجانية بشكل دائم بسبب درجات حرارة البحر الدافئة ، وأشدها في المحيط الهندي. فقد ما يصل إلى 90٪ من الغطاء المرجاني في جزر المالديف وسريلانكا وكينيا وتنزانيا وسيشيل خلال حدث التبييض الضخم 1997-1998. أبلغ المحيط الهندي في عام 1998 عن موت 20٪ من مرجانه وتبييض 80٪ منه. [3] تشهد المناطق الاستوائية الضحلة للمحيط الهندي بالفعل ما يُتوقع أن يكون ظروفًا محيطية عالمية في المستقبل. قد يكون المرجان الذي نجا في المناطق الضحلة بالمحيط الهندي مرشحًا مناسبًا لجهود ترميم الشعاب المرجانية في مناطق أخرى من العالم لأنها قادرة على البقاء على قيد الحياة في الظروف القاسية للمحيط. [68]

تحرير جزر المالديف

جزر المالديف لديها أكثر من 20000 كيلومتر مربع من الشعاب المرجانية ، منها أكثر من 60٪ من الشعاب المرجانية عانت من الابيضاض في عام 2016. [69] [70]

تحرير تايلاند

شهدت تايلاند تبيض جماعي شديد في عام 2010 أثر على 70٪ من الشعاب المرجانية في بحر أندامان. مات ما بين 30٪ و 95٪ من المرجان المبيض. [71]

تحرير إندونيسيا

في عام 2017 ، أجريت دراسة على جزيرتين في إندونيسيا لمعرفة كيف كان غطاء المرجان. كان أحد الأماكن جزر ميلينجو والآخر جزر ساكتو. في جزيرة ساكتو ، تم تصنيف ظروف الحياة على أنها سيئة ، بمتوسط ​​غطاء مرجاني يبلغ 22.3٪. في جزر ميلينجو ، تم تصنيف ظروف شكل الحياة على أنها سيئة ، بمتوسط ​​غطاء مرجاني يبلغ 22.2٪.

تحرير المحيط الأطلسي

تحرير الولايات المتحدة

في جنوب فلوريدا ، أظهر مسح أجري عام 2016 للشعاب المرجانية الكبيرة من Key Biscayne إلى Fort Lauderdale أن حوالي 66 ٪ من الشعاب المرجانية ماتت أو تقلصت إلى أقل من نصف أنسجتها الحية. [72]

تحرير بليز

كان أول حدث تبييض جماعي مسجل وقع في حاجز بليز المرجاني في عام 1998 ، حيث وصلت درجات حرارة مستوى سطح البحر إلى 31.5 درجة مئوية (88.7 درجة فهرنهايت) من 10 أغسطس إلى 14 أكتوبر. لبضعة أيام ، تسبب إعصار ميتش في طقس عاصف في 27 أكتوبر ، لكنه خفض درجات الحرارة بمقدار درجة واحدة أو أقل. خلال هذه الفترة الزمنية ، حدث تبيض جماعي في الشعاب المرجانية والبحيرة. في حين عانت بعض مستعمرات الشعاب المرجانية الأمامية من بعض الأضرار ، كان معدل الوفيات المرجانية في البحيرة كارثيًا. [ بحاجة لمصدر ]

كان أكثر أنواع الشعاب المرجانية انتشارًا في بليز في عام 1998 هو مرجان الخس ، Agaricia tenuifolia. في 22 و 23 أكتوبر ، تم إجراء دراسات استقصائية في موقعين وكانت النتائج مدمرة. تم تبييض كل المرجان الحي تقريبًا باللون الأبيض وتشير هياكلها العظمية إلى أنها ماتت مؤخرًا. في أرضية البحيرة ، كان التبييض الكامل واضحًا بين أ. tenuifolia. علاوة على ذلك ، أظهرت الدراسات الاستقصائية التي أجريت في عامي 1999 و 2000 معدل وفيات شبه إجمالي قدره أ. tenuifolia في كل الأعماق. حدثت أنماط مماثلة في الأنواع المرجانية الأخرى أيضًا. تشير قياسات عكارة المياه إلى أن هذه الوفيات تُعزى إلى ارتفاع درجات حرارة المياه بدلاً من الإشعاع الشمسي. [ بحاجة لمصدر ]

تحرير منطقة البحر الكاريبي

انخفض الغطاء المرجاني الصلب على الشعاب المرجانية في منطقة البحر الكاريبي بنحو 80٪ ، من متوسط ​​تغطية 50٪ في السبعينيات إلى حوالي 10٪ فقط في أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين. [73] أظهرت دراسة أجريت عام 2013 لمتابعة حدث تبيض جماعي في توباغو اعتبارًا من عام 2010 أنه بعد عام واحد فقط ، انخفضت غالبية الأنواع السائدة بنحو 62٪ بينما انخفضت وفرة الشعاب المرجانية بحوالي 50٪. ومع ذلك ، بين عامي 2011 و 2013 ، زاد الغطاء المرجاني لعشرة من أصل 26 نوعًا سائدًا ولكنه انخفض في 5 مجموعات أخرى. [74]

مناطق أخرى تحرير

لا يتبيض المرجان في جنوب البحر الأحمر على الرغم من درجات حرارة المياه في الصيف التي تصل إلى 34 درجة مئوية (93 درجة فهرنهايت). [41] [75] تبيض المرجان في البحر الأحمر أكثر شيوعًا في القسم الشمالي من الشعاب المرجانية ، وقد ابتلي الجزء الجنوبي من الشعاب المرجانية بنجم البحر الذي يأكل المرجان ، وصيد الديناميت والتأثيرات البشرية على البيئة. في عام 1988 كان هناك حدث تبيض ضخم أثر على الشعاب المرجانية في المملكة العربية السعودية والسودان ، كانت الشعاب الجنوبية أكثر مرونة ولم تؤثر عليها إلا قليلاً. في السابق كان يُعتقد أن الشمال يعاني أكثر من ابيضاض المرجان ولكنهم يظهرون دورانًا سريعًا للشعاب المرجانية وكان يُعتقد أن الشعاب المرجانية الجنوبية لا تعاني من التبييض بنفس القسوة ، فهي تظهر المزيد من الاتساق. ومع ذلك ، يُظهر بحث جديد المكان الذي يجب أن تكون فيه الشعاب المرجانية الجنوبية أكبر وأكثر صحة من الشمال. يُعتقد أن هذا يرجع إلى اضطرابات كبيرة في التاريخ الحديث من أحداث التبييض ، وأكل المرجان لنجم البحر. [76] في عام 2010 ، حدث تبيض المرجان في المملكة العربية السعودية والسودان ، حيث ارتفعت درجة الحرارة من 10 إلى 11 درجة. تعرضت بعض الأصناف للتبييض بنسبة 80٪ إلى 100٪ من طوائفها ، بينما أظهر البعض في المتوسط ​​20٪ من تلك الأنواع من التبييض. [77]

التأثير الاقتصادي والسياسي تحرير

وفقًا لبريان سكولوف كريستيان ساينس مونيتور"إذا اختفت الشعاب المرجانية ، كما يقول الخبراء ، يمكن أن يترتب على ذلك الجوع والفقر وعدم الاستقرار السياسي". [78] نظرًا لأن الحياة البحرية التي لا حصر لها تعتمد على الشعاب المرجانية في المأوى والحماية من الحيوانات المفترسة ، فإن انقراض الشعاب المرجانية سيؤدي في النهاية إلى إنشاء تأثير الدومينو الذي من شأنه أن يتدفق إلى العديد من المجتمعات البشرية التي تعتمد على تلك الأسماك في الغذاء والمعيشة. كان هناك انخفاض بنسبة 44٪ على مدار العشرين عامًا الماضية في جزر فلوريدا كيز ، وما يصل إلى 80٪ في منطقة البحر الكاريبي وحدها. [79]

توفر الشعاب المرجانية العديد من خدمات النظم البيئية ، أحدها عبارة عن مصايد طبيعية ، حيث أن العديد من الأسماك التجارية التي يتم استهلاكها بشكل متكرر تفرخ أو تعيش حياة صغارها في الشعاب المرجانية حول المناطق الاستوائية. [80] [81] [82] وبالتالي ، تعد الشعاب المرجانية موقعًا شهيرًا لصيد الأسماك ومصدرًا مهمًا لدخل الصيادين ، وخاصة المصايد المحلية الصغيرة. [82] مع تناقص موائل الشعاب المرجانية بسبب التبييض ، تنخفض أعداد الأسماك المرتبطة بالشعاب المرجانية أيضًا ، مما يؤثر على فرص الصيد. [80] نموذج من دراسة أجراها Speers et al. محسوبة الخسائر المباشرة لمصايد الأسماك من انخفاض الغطاء المرجاني إلى حوالي 49-69 مليار دولار ، إذا استمرت المجتمعات البشرية في إصدار مستويات عالية من غازات الاحتباس الحراري. [80] ولكن ، يمكن تقليل هذه الخسائر لفائض المستهلك بحوالي 14-20 مليار دولار ، إذا اختارت المجتمعات إصدار مستوى أقل من غازات الاحتباس الحراري بدلاً من ذلك. [80] هذه الخسائر الاقتصادية لها أيضًا تداعيات سياسية مهمة ، لأنها تقع بشكل غير متناسب على البلدان النامية حيث توجد الشعاب المرجانية ، وبالتحديد في جنوب شرق آسيا وحول المحيط الهندي. [80] [82] [83] سيكون الأمر أكثر تكلفة بالنسبة للبلدان في هذه المناطق للاستجابة لفقدان الشعاب المرجانية لأنها ستحتاج إلى اللجوء إلى مصادر مختلفة للدخل والغذاء ، بالإضافة إلى فقدان خدمات النظم البيئية الأخرى مثل السياحة البيئية. [81] [83] دراسة أكملها Chen et al. اقترح أن القيمة التجارية للشعاب المرجانية تنخفض بنسبة 4 ٪ تقريبًا في كل مرة ينخفض ​​فيها الغطاء المرجاني بنسبة 1 ٪ بسبب الخسائر في السياحة البيئية والأنشطة الترفيهية الأخرى المحتملة في الهواء الطلق. [81]

تعمل الشعاب المرجانية أيضًا كحاجز وقائي للخطوط الساحلية من خلال تقليل تأثير الأمواج ، مما يقلل من الأضرار الناجمة عن العواصف والتحات والفيضانات. البلدان التي تفقد هذه الحماية الطبيعية ستخسر المزيد من الأموال بسبب زيادة التعرض للعواصف. هذه التكلفة غير المباشرة ، إلى جانب الإيرادات المفقودة في السياحة ، ستؤدي إلى آثار اقتصادية هائلة. [12]

مراقبة درجة حرارة سطح البحر للشعاب المرجانية

تراقب الإدارة الوطنية الأمريكية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) تبييض "النقاط الساخنة" ، وهي المناطق التي ترتفع فيها درجة حرارة سطح البحر بمقدار درجة مئوية واحدة أو أكثر فوق المتوسط ​​الشهري طويل الأجل. "النقاط الساخنة" هي المكان الذي يتم فيه قياس الإجهاد الحراري ومع تطور أسبوع التسخين الحراري (DHW) ، يتم مراقبة الإجهاد الحراري للشعاب المرجانية. [84] [85] تم اكتشاف تبيض المرجان العالمي في وقت سابق بسبب استشعار الأقمار الصناعية عن بعد لارتفاع درجات حرارة البحر. [84] [86] من الضروري مراقبة درجات الحرارة المرتفعة لأن أحداث تبيض المرجان تؤثر على تكاثر الشعاب المرجانية وقدرتها على النمو الطبيعي ، فضلاً عن إضعافها ، مما يؤدي في النهاية إلى موتها. [86] اكتشف هذا النظام حدث التبييض العالمي لعام 1998 ، [87] [88] والذي يتوافق مع ظاهرة النينيو 1997-1998. [89] في الوقت الحالي ، تتم مراقبة 190 موقعًا للشعاب المرجانية حول العالم بواسطة NOAA ، وإرسال تنبيهات إلى علماء الأبحاث ومديري الشعاب المرجانية عبر موقع NOAA Coral Reef Watch (CRW). [90] من خلال مراقبة ارتفاع درجات حرارة البحر ، والإنذارات المبكرة لتبييض المرجان ، وتنبه مديري الشعاب المرجانية للاستعداد والتوعية بأحداث التبييض المستقبلية. [90] تم تسجيل أول أحداث تبيض جماعي عالمي في عامي 1998 و 2010 ، عندما تسببت ظاهرة النينيو في ارتفاع درجات حرارة المحيطات وتسبب في تدهور الظروف المعيشية للشعاب المرجانية. [38] تم تسجيل ظاهرة النينيو في الفترة 2014-2017 على أنها الأطول والأكثر ضررًا للشعاب المرجانية ، والتي أضرت بأكثر من 70٪ من الشعاب المرجانية. [38] تم الإبلاغ عن موت أكثر من ثلثي الحاجز المرجاني العظيم. [38]

التغييرات في كيمياء المحيطات

تؤدي زيادة تحمض المحيطات بسبب ارتفاع مستويات ثاني أكسيد الكربون إلى تفاقم آثار التبييض الناتجة عن الإجهاد الحراري. يؤثر التحمض على قدرة الشعاب المرجانية على تكوين هياكل عظمية كلسية ، ضرورية لبقائها على قيد الحياة. [91] [92] هذا لأن تحمض المحيطات يقلل من كمية أيون الكربونات في الماء ، مما يجعل من الصعب على الشعاب المرجانية امتصاص كربونات الكالسيوم التي يحتاجونها للهيكل العظمي. نتيجة لذلك ، تنخفض مرونة الشعاب المرجانية ، بينما يصبح من السهل عليها التآكل والذوبان. [93] بالإضافة إلى ذلك ، فإن الزيادة في ثاني أكسيد الكربون2 يسمح للصيد الجائر للحيوانات العاشبة والتغذية بتغيير النظم البيئية التي يهيمن عليها المرجان إلى النظم البيئية التي تهيمن عليها الطحالب. [94] وجدت دراسة حديثة من مركز أتكينسون لمستقبل مستدام أنه مع الجمع بين التحمض وارتفاع درجة الحرارة ، فإن مستويات ثاني أكسيد الكربون2 يمكن أن يصبح مرتفعًا جدًا بحيث لا يستطيع المرجان البقاء على قيد الحياة في أقل من 50 عامًا. [91]

تبيض المرجان بسبب التثبيط الضوئي لـ Zooxanthellae

Zooxanthellae هو نوع من دينوفلاجيلات يعيش داخل السيتوبلازم للعديد من اللافقاريات البحرية. [95] أعضاء شعبة Dinoflagellata ، هم طحالب دقيقة مستديرة تشترك في علاقة تكافلية مع مضيفها. هم أيضا جزء من جنس Symbiodinium و Kingdom Alveolata. هذه الكائنات الحية هي العوالق النباتية وبالتالي فهي تقوم بعملية التمثيل الضوئي. منتجات التمثيل الضوئي ، أي. يتم تسخير الأكسجين والسكر وما إلى ذلك من قبل الكائن الحي المضيف ، وفي المقابل ، يتم توفير السكن والحماية لـ zooxanthellae ، بالإضافة إلى ثاني أكسيد الكربون والفوسفات وغيرها من المركبات غير العضوية الأساسية التي تساعدهم على البقاء والازدهار. تشترك Zooxanthellae في 95 ٪ من منتجات التمثيل الضوئي مع الشعاب المرجانية المضيفة. [96] وفقًا لدراسة أجراها د. سميث وآخرون. يعتبر التثبيط الضوئي عاملاً محتملاً في تبيض المرجان. [97] وتشير أيضًا إلى أن بيروكسيد الهيدروجين المنتج في zooxanthealle يلعب دورًا في إرسال إشارات لأنفسهم للهروب من الشعاب المرجانية. يمكن أن يحدث التثبيط الضوئي لـ Zooxanthellae بسبب التعرض لمرشحات الأشعة فوق البنفسجية الموجودة في منتجات العناية الشخصية. [98] في دراسة أجراها Zhong وآخرون ، كان لأوكسي بنزون ​​(BP-3) أكثر الآثار السلبية على صحة zooxanthellae. أدى الجمع بين زيادة درجة الحرارة ووجود مرشحات الأشعة فوق البنفسجية في المحيط إلى تقليل صحة zooxanthellae. [99] أدى الجمع بين مرشحات الأشعة فوق البنفسجية ودرجات الحرارة المرتفعة إلى تأثير إضافي على تثبيط الصور والضغط العام على الأنواع المرجانية. [99]

تعديل الأمراض المعدية

البكتيريا المعدية من الأنواع فيبريو شيلوي هي عامل التبييض أوكولينا باتاغونيكا في البحر الأبيض المتوسط ​​، مما تسبب في هذا التأثير من خلال مهاجمة zooxanthellae. [100] [101] [102] ف. شيلوي معدي فقط خلال الفترات الدافئة. ارتفاع درجة الحرارة يزيد من ضراوة ف. شيلوي، والتي تصبح بعد ذلك قادرة على الالتصاق بمستقبل يحتوي على بيتا جالاكتوزيد في المخاط السطحي للشعاب المرجانية المضيفة. [101] [103] ف. شيلوي ثم يخترق البشرة المرجانية ، ويتكاثر ، وينتج سمومًا مستقرة للحرارة وحساسة للحرارة ، والتي تؤثر على zooxanthellae عن طريق تثبيط التمثيل الضوئي والتسبب في التحلل. [ بحاجة لمصدر ]

خلال صيف عام 2003 ، بدا أن الشعاب المرجانية في البحر الأبيض المتوسط ​​تكتسب مقاومة للعامل الممرض ، ولم يتم ملاحظة المزيد من العدوى. [104] الفرضية الرئيسية للمقاومة الناشئة هي وجود مجتمعات تكافلية للبكتيريا الواقية التي تعيش في الشعاب المرجانية. الأنواع البكتيرية القادرة على التحلل ف. شيلوي لم يتم التعرف عليها اعتبارًا من عام 2011. [ بحاجة لمصدر ]

في عام 2010 ، اكتشف باحثون في ولاية بنسلفانيا الشعاب المرجانية التي كانت مزدهرة أثناء استخدام أنواع غير عادية من الطحالب التكافلية في المياه الدافئة لبحر أندامان في المحيط الهندي. لا تستطيع zooxanthellae العادي تحمل درجات حرارة عالية كما كانت هناك ، لذلك كانت هذه النتيجة غير متوقعة. يعطي هذا الأمل للباحثين أنه مع ارتفاع درجات الحرارة بسبب الاحتباس الحراري ، ستطور الشعاب المرجانية القدرة على تحمل أنواع مختلفة من الطحالب التكافلية التي تقاوم درجات الحرارة المرتفعة ويمكن أن تعيش داخل الشعاب المرجانية. [105] [106] في عام 2010 ، وجد باحثون من جامعة ستانفورد أيضًا الشعاب المرجانية حول جزر ساموا التي تشهد ارتفاعًا حادًا في درجة الحرارة لمدة أربع ساعات يوميًا أثناء انخفاض المد. لا تبيض الشعاب المرجانية أو تموت بغض النظر عن ارتفاع درجة الحرارة. أظهرت الدراسات أن الشعاب المرجانية قبالة ساحل جزيرة Ofu بالقرب من أمريكا ساموا قد تدربت على تحمل درجات الحرارة المرتفعة. يطرح الباحثون الآن سؤالًا جديدًا: هل يمكننا تكييف الشعاب المرجانية ، التي ليست من هذه المنطقة ، بهذه الطريقة وإدخالها ببطء إلى درجات حرارة أعلى لفترات زمنية قصيرة وجعلها أكثر مرونة ضد ارتفاع درجات حرارة المحيط. [107]

يمكن أن تتسبب بعض أحداث التبييض الخفيفة في إنتاج الشعاب المرجانية أصباغ تحجب الأشعة فوق البنفسجية من أجل حماية نفسها من مزيد من الإجهاد. [108] الأصباغ المنتجة شديدة الفلورسنت وتؤدي إلى تلون شديد للشعاب المرجانية. يسمى هذا أحيانًا "تبيض المرجان الملون". [ بحاجة لمصدر ]

بعد تعرض الشعاب المرجانية لحدث تبيض لزيادة الضغط الحراري ، يمكن لبعض الشعاب المرجانية العودة إلى حالتها الأصلية قبل التبييض. [109] [110] الشعاب المرجانية إما أن تتعافى من التبييض ، حيث يعاد استعمارها من قبل zooxanthellae ، أو أنها تعاني من تحول في النظام ، حيث كانت الشعاب المرجانية المزدهرة سابقًا تستولي عليها طبقات سميكة من الطحالب الكبيرة. [111] هذا يمنع المزيد من نمو المرجان لأن الطحالب تنتج مركبات مضادة للحشف لردع الاستقرار وتنافس الشعاب المرجانية على الفضاء والضوء. نتيجة لذلك ، تشكل الطحالب الكبيرة مجتمعات مستقرة تجعل من الصعب على الشعاب المرجانية النمو مرة أخرى. ستكون الشعاب المرجانية بعد ذلك أكثر عرضة لمشاكل أخرى ، مثل تدهور جودة المياه وإزالة الأسماك العاشبة ، لأن نمو المرجان أضعف. [14] يعد اكتشاف أسباب مرونة الشعاب المرجانية أو التعافي من أحداث التبييض أمرًا ذا أهمية قصوى لأنه يساعد على إعلام جهود الحفظ وحماية الشعاب المرجانية بشكل أكثر فعالية.

يتعلق موضوع البحث الأساسي المتعلق باستعادة المرجان بفكرة الشعاب المرجانية الفائقة ، والتي يشار إليها بخلاف ذلك باسم الشعاب المرجانية التي تعيش وتزدهر في مناطق وأجسام مائية أكثر دفئًا وحمضية بشكل طبيعي. عند زرعها في الشعاب المهددة بالانقراض أو المبيضة ، فإن مرونتها وإشعاعها يمكن أن يجهز الطحالب للعيش بين الشعاب المرجانية المبيضة. كما تشير إيما كامب ، وهي مستكشفة ناشيونال جيوغرافيك وعالم الكيمياء الحيوية البحرية وسفير التنوع البيولوجي للمؤسسة الخيرية IBEX Earth ، [112] يمكن للشعاب المرجانية الفائقة أن تكون قادرة على المساعدة في الشعاب المرجانية التالفة على المدى الطويل. [ بحاجة لمصدر ] بينما قد يستغرق الأمر من 10 إلى 15 عامًا لاستعادة الشعاب المرجانية التالفة والمبيضة ، [113] يمكن أن يكون للشعاب المرجانية الفائقة تأثيرات دائمة على الرغم من تغير المناخ حيث ترتفع درجة حرارة المحيطات وتكتسب المزيد من الحموضة. بدعم من البحث الذي أجرته روث جيتس ، نظر كامب في مستويات الأكسجين المنخفضة والموائل المتطرفة وغير المتوقعة التي يمكن العثور عليها في الشعاب المرجانية في جميع أنحاء العالم. [ بحاجة لمصدر ]

أظهرت الشعاب المرجانية قدرتها على الصمود في وجه الاضطرابات قصيرة المدى. وقد ظهر التعافي بعد اضطراب العاصفة وغزوات نجم البحر الأشواك. [109] تميل أنواع الأسماك إلى تحقيق أداء أفضل بعد اضطراب الشعاب المرجانية من الأنواع المرجانية حيث تظهر الشعاب المرجانية انتعاشًا محدودًا وتجمعات أسماك الشعاب المرجانية أظهرت تغيرًا طفيفًا نتيجة للاضطرابات قصيرة المدى. [109] على النقيض من ذلك ، فإن تجمعات الأسماك في الشعاب المرجانية التي تتعرض للتبييض تظهر تغيرات يمكن أن تكون ضارة. دراسة واحدة أجراها بيلوود وآخرون. يلاحظ أنه بينما لم يتغير ثراء الأنواع وتنوعها ووفرةها ، احتوت تجمعات الأسماك على أنواع أكثر عمومية وأنواع أقل اعتمادًا على المرجان. [109] تتنوع الاستجابات لتبيض المرجان بين أنواع أسماك الشعاب المرجانية ، بناءً على الموارد المتأثرة. [114] ارتفاع درجة حرارة البحر وابيضاض المرجان لا يؤثران بشكل مباشر على نفوق الأسماك البالغة ، ولكن هناك العديد من النتائج غير المباشرة لكليهما. [114] تميل مجموعات الأسماك المرتبطة بالشعاب المرجانية إلى الانخفاض بسبب فقدان الموائل ، ومع ذلك ، فقد شهدت بعض مجموعات الأسماك العاشبة زيادة كبيرة بسبب زيادة استعمار الطحالب على الشعاب المرجانية الميتة. [114] تشير الدراسات إلى أن هناك حاجة إلى طرق أفضل لقياس آثار الاضطرابات على مرونة الشعاب المرجانية. [109] [115]

حتى وقت قريب ، لم تكن العوامل الوسيطة في انتعاش الشعاب المرجانية من التبييض مدروسة جيدًا. بحث بواسطة جراهام وآخرون. (2015) درس 21 من الشعاب المرجانية حول سيشيل في المحيطين الهندي والهادئ من أجل توثيق الآثار طويلة المدى لتبييض المرجان. [110] بعد فقدان أكثر من 90٪ من الشعاب المرجانية بسبب التبييض في عام 1998 ، تعافى حوالي 50٪ من الشعاب المرجانية وحوالي 40٪ من الشعاب المرجانية شهدت تحولات في النظام إلى التراكيب التي يهيمن عليها الطحالب الكبيرة. [110] بعد تقييم العوامل التي تؤثر على احتمالية التعافي ، حددت الدراسة خمسة عوامل رئيسية: كثافة الشعاب المرجانية اليافعة ، والتعقيد الهيكلي الأولي ، وعمق المياه ، والكتلة الحيوية للأسماك العاشبة ، وظروف المغذيات على الشعاب المرجانية. [110] بشكل عام ، لوحظت المرونة أكثر في أنظمة الشعاب المرجانية التي كانت معقدة هيكليًا وفي المياه العميقة. [110]

تلعب الأدوار البيئية والمجموعات الوظيفية للأنواع أيضًا دورًا في استعادة إمكانية تغيير النظام في أنظمة الشعاب المرجانية. تتأثر الشعاب المرجانية بأنواع الأسماك الحيوية ، والقشط ، والرعي. تزيل أنواع التآكل الحيوي الشعاب المرجانية الميتة ، وتزيل الأنواع الكاشفة الطحالب والرواسب لمزيد من النمو في المستقبل ، وتزيل أنواع الرعي الطحالب. [117] يمكن أن يؤثر وجود كل نوع من الأنواع على القدرة على المستويات الطبيعية لتجنيد الشعاب المرجانية والتي تعد جزءًا مهمًا من استعادة الشعاب المرجانية. [117] تم تشبيه الأعداد المنخفضة من أنواع الرعي بعد تبيض المرجان في منطقة البحر الكاريبي بالأنظمة التي يهيمن عليها قنفذ البحر والتي لا تخضع لتحولات النظام إلى الظروف التي تهيمن عليها الطحالب الكبيرة اللحمية. [111]

هناك دائمًا احتمال حدوث تغييرات غير ملحوظة ، أو خسائر خفية أو مرونة ، في قدرة المجتمع المرجاني على أداء العمليات البيئية. [109] [117] يمكن أن تؤدي هذه الخسائر الخفية إلى تغييرات غير متوقعة في النظام أو تقلبات بيئية. [109] تعتبر الطرق الأكثر تفصيلاً لتحديد صحة الشعاب المرجانية التي تأخذ في الاعتبار التغييرات طويلة الأجل في النظم البيئية المرجانية وسياسات الحفظ المستنيرة ضرورية لحماية الشعاب المرجانية في السنوات القادمة. [109] [110] [115] [117]

يتم إجراء الأبحاث للمساعدة في إبطاء معدل وفيات الشعاب المرجانية. يتم الانتهاء من المشاريع العالمية للمساعدة في تجديد واستعادة الشعاب المرجانية. تشمل جهود استعادة الشعاب المرجانية الحالية التجزئة الدقيقة ، وزراعة المرجان ، وإعادة التوطين. يتناقص عدد الشعاب المرجانية بسرعة ، لذلك يقوم العلماء بإجراء تجارب على نمو المرجان وخزانات الأبحاث للمساعدة في تجديد مجموعات الشعاب المرجانية. [38] تحاكي خزانات الأبحاث هذه البيئة الطبيعية للشعاب المرجانية في المحيط. [38] يقومون بزراعة الشعاب المرجانية في هذه الخزانات لاستخدامها في تجاربهم ، لذلك لم يعد هناك المزيد من الشعاب المرجانية تتعرض للأذى أو تؤخذ من المحيط. [38] يقومون أيضًا بزرع الشعاب المرجانية التي نمت بنجاح من خزانات الأبحاث ووضعها في مناطق المحيط حيث تموت الشعاب المرجانية. [38] يتم إجراء تجربة في بعض أحواض الأبحاث ونمو المرجان بواسطة روث جيتس ومادلين فان أوبن. [38] إنهم يحاولون صنع "شعاب مرجانية فائقة" يمكنها تحمل بعض العوامل البيئية التي يموت منها المرجان حاليًا. [38] يعمل فان أوبن أيضًا على تطوير نوع من الطحالب يكون له علاقة تكافلية مع الشعاب المرجانية ويمكنه تحمل تقلبات درجات حرارة الماء لفترات طويلة من الزمن. [38] قد يساعد هذا المشروع في تجديد مواردنا المرجانية ، لكن العملية المتزايدة للشعاب المرجانية في خزانات الأبحاث تستغرق وقتًا طويلاً. [38] قد يستغرق الأمر 10 سنوات على الأقل حتى تنمو الشعاب المرجانية بالكامل وتنضج بما يكفي لتصل إلى حيث يمكنها التكاثر. [38] بعد وفاة روث جيتس في أكتوبر 2018 ، يواصل فريقها في مختبر جيتس كورال في معهد هاواي للبيولوجيا البحرية أبحاثها حول جهود الاستعادة. تركز جهود البحث والاستعادة المستمرة في Gates Coral Lab على آثار الطفرات المفيدة والتنوع الجيني والانتقال من خلال المساعدة البشرية على مرونة الشعاب المرجانية. [118] [119] اعتبارًا من عام 2019 ، قرر فريق Gates Coral Lab أن تقنيات الاستعادة على نطاق واسع لن تكون فعالة ، حيث يتم اختبار الجهود المحلية لاستعادة الشعاب المرجانية على أساس فردي لتكون أكثر واقعية وفعالية أثناء إجراء البحث لتحديد أفضل الطرق لمكافحة تدمير المرجان على نطاق واسع. [120]

توفر الشعاب المرجانية المأوى لما يقدر بربع جميع أنواع المحيطات. [121] يقدر الخبراء أن خدمات الشعاب المرجانية تصل قيمتها إلى 1.2 مليون دولار لكل هكتار مما يترجم إلى 172 مليار دولار في المتوسط ​​سنويًا. [١٢٢] تشمل فوائد الشعاب المرجانية توفير الهياكل المادية مثل حماية السواحل الساحلية ، والخدمات الحيوية داخل النظم الإيكولوجية وفيما بينها ، والخدمات البيوجيوكيميائية مثل الحفاظ على مستويات النيتروجين في المحيط ، والسجلات المناخية ، والخدمات الترفيهية والتجارية (السياحة). [١٢٣] الشعاب المرجانية هي واحدة من أفضل النظم البيئية البحرية لاستخدامها كمصدر للغذاء. [33] تعد الشعاب المرجانية أيضًا موطنًا مثاليًا للأنواع النادرة وذات الأهمية الاقتصادية من الأسماك الاستوائية ، لأنها توفر مساحة مثالية لتكاثر الأسماك وإنشاء مشاتل فيها. [33] إذا كانت تجمعات الأسماك والشعاب المرجانية في الشعاب المرجانية عالية ، ثم يمكننا استخدام المنطقة كمكان لجمع الطعام والأشياء ذات الخصائص الطبية ، مما يساعد أيضًا في خلق فرص عمل للأشخاص الذين يمكنهم جمع هذه العينات. [33] للشعاب المرجانية أيضًا بعض الأهمية الثقافية في مناطق محددة حول العالم. [33]

في عام 2010 ، أنشأت الخطة الاستراتيجية لاتفاقية التنوع البيولوجي (CBD) للتنوع البيولوجي 2011-2020 عشرين هدفًا متميزًا للتنمية المستدامة لما بعد عام 2015. يشير الهدف 10 إلى هدف تقليل "الضغوط البشرية على الشعاب المرجانية". [124] تم النظر في برنامجين ، أحدهما يقلل من خسارة الشعاب المرجانية بنسبة 50٪ بتكلفة رأسمالية تبلغ 684 مليون دولار وتكلفة متكررة 81 مليون دولار. يقلل البرنامج الآخر من خسارة الشعاب المرجانية بنسبة 80 في المائة وتبلغ تكلفة رأس المال 1.036 مليون دولار بتكاليف متكررة تبلغ 130 مليون دولار. تقر اتفاقية التنوع البيولوجي بأنها قد تقلل من التكاليف والموارد اللازمة لتحقيق هذا الهدف بسبب نقص البيانات ذات الصلة ، ولكن مع ذلك ، يوضح تحليل التكلفة والعائد أن الفوائد تفوق التكاليف بقدر كبير بما يكفي لكلا البرنامجين (نسبة تكلفة المنافع 95.3 و 98.5) أن "هناك مجالًا واسعًا لزيادة النفقات على حماية الشعاب المرجانية ولا يزال تحقيق نسبة فائدة إلى تكلفة أعلى بكثير". [124]

  1. ^ Dove SG ، Hoegh-Guldberg O (2006). "تبيض المرجان يمكن أن يكون سببه الإجهاد. فسيولوجيا الخلية لتبييض المرجان". في Ove Hoegh-Guldberg ، Jonathan T. Phinney ، William Skirving ، Joanie Kleypas (محرران). الشعاب المرجانية وتغير المناخ: العلم والإدارة. [واشنطن]: الاتحاد الجيوفيزيائي الأمريكي. ص 1 - 18. ردمك 978-0-87590-359-0.
  2. ^
  3. "الحاجز المرجاني العظيم: كارثة مكشوفة". الحارس. 6 يونيو 2016.
  4. ^ أبج
  5. "الشعاب المرجانية والشعاب المرجانية". سميثسونيان المحيط . تم الاسترجاع 15 أغسطس 2019.
  6. ^
  7. "تبييض المرجان على الحاجز المرجاني العظيم أسوأ مما كان متوقعا". الحارس. 29 مايو 2017. تم الاسترجاع 29 مايو 2017.
  8. ^
  9. "الأمم المتحدة أصدرت للتو تحذيرًا من أن الحاجز المرجاني العظيم يحتضر". المستقل. 3 يونيو 2017. تم الاسترجاع 11 يونيو 2017.
  10. ^
  11. هيوز تي بي ، كيري جيه تي ، ألفاريز-نورييجا إم ، ألفاريز-روميرو جيه جي ، أندرسون ك.د ، بيرد إيه ، وآخرون. (مارس 2017). "الاحتباس الحراري والتبييض الشامل المتكرر للشعاب المرجانية" (PDF). طبيعة سجية. 543 (7645): 373-377. بيب كود: 2017 Natur.543..373H. دوى: 10.1038 / nature21707. PMID28300113. S2CID205254779.
  12. ^
  13. "تبيض جماعي للشعاب المرجانية يضرب الحاجز المرجاني العظيم للعام الثاني على التوالي". الولايات المتحدة الأمريكية اليوم. 13 مارس 2017. تم الاسترجاع 14 مارس 2017.
  14. ^
  15. Galimberti ، Katy (18 أبريل 2017). "جزء من الحاجز المرجاني العظيم الذي أصيب بتبييض الشعاب المرجانية متتاليًا ليس لديه أي احتمال للتعافي". AccuWeather.com . تم الاسترجاع 18 أبريل 2017. عندما يواجه المرجان ظروفًا غير طبيعية ، فإنه يطلق طحلبًا يسمى zooxanthellae. يتسبب فقدان الطحالب الملونة في تحول لون المرجان إلى اللون الأبيض.
  16. ^
  17. Hughes TP و Anderson KD و Connolly SR و Heron SF و Kerry JT و Lough JM وآخرون. (يناير 2018). "الأنماط المكانية والزمانية للتبييض الجماعي للشعاب المرجانية في الأنثروبوسين" (PDF). علم. 359 (6371): 80-83. بيب كود: 2018Sci. 359. 80H. دوى: 10.1126 / العلوم. aan8048. PMID29302011. S2CID206661455.
  18. ^ما هو ابيضاض المرجان؟NOAA National Ocean Service. تم الاسترجاع 10 يناير 2020. تم التحديث في 7 يناير 2020.
  19. ^
  20. ليسر ، م. (2010). "تبيض المرجان: الأسباب والآليات". في Dubinzk ، Z. Stambler ، N. (محرران). الشعاب المرجانية: نظام بيئي في مرحلة انتقالية. دوردريخت: سبرينغر. ص 405 - 419. دوى: 10.1007 / 978-94-007-0114-4_23. ردمك 978-94-007-0114-4.
  21. ^ أب
  22. Hoegh-Guldberg ، Ove (1999)."تغير المناخ وابيضاض المرجان ومستقبل الشعاب المرجانية في العالم". بحوث المياه العذبة والبحرية. 50 (8): 839–66. دوى: 10.1071 / MF99078.
  23. ^
  24. نير O ، Gruber DF ، Shemesh E ، Glasser E ، Tchernov D (15 يناير 2014). "ابيضاض الشعاب المرجانية الميزوفوتية الموسمية لنبات Stylophora pistillata في شمال البحر الأحمر". بلوس واحد. 9 (1): e84968. بيب كود: 2014 PLoSO. 984968N. دوى: 10.1371 / journal.pone.0084968. PMC3893136. PMID24454772.
  25. ^ أب
  26. Hoegh-Guldberg O و Mumby PJ و Hooten AJ و Steneck RS و Greenfield P و Gomez E et al. (ديسمبر 2007). "الشعاب المرجانية في ظل تغير مناخي سريع وتحمض المحيطات". علم. 318 (5857): 1737-42. بيب كود: 2007 Sci. 318.1737 هـ. CiteSeerX10.1.1.702.1733. دوى: 10.1126 / العلوم .1152509. PMID18079392. S2CID12607336.
  27. ^
  28. Baker A ، Glynn P ، Riegl B (2008). "تغير المناخ وتبيض الشعاب المرجانية: تقييم إيكولوجي للتأثيرات طويلة الأجل ، واتجاهات الانتعاش والتوقعات المستقبلية". علم مصبات الأنهار والسواحل والجرف. 80 (4): 435-471. بيب كود: 2008 ECSS. 80. 435 ب. دوى: 10.1016 / j.ecss.2008.09.003.
  29. ^
  30. "الشعاب المرجانية معرضة للخطر في تغير المناخ" (خبر صحفى). جامعة كوينزلاند. 6 أبريل 2007. تم الاسترجاع 2 أغسطس 2016.
  31. ^ أنتوني ، ك. 2007 بيركلمانز
  32. ^
  33. Saxby T ، Dennison WC ، Hoegh-Guldberg O (2003). "استجابات التمثيل الضوئي للشعاب المرجانية Montipora digitata لإجهاد درجة الحرارة الباردة". سلسلة تقدم الإيكولوجيا البحرية. 248: 85-97. بيب كود: 2003 MEPS..248. 85 ثانية. دوى: 10.3354 / مبس 248085.
  34. ^
  35. Marimuthu N ، Jerald Wilson J ، Vinithkumar NV ، Kirubagaran R (9 نوفمبر 2012). "حالة استعادة الشعاب المرجانية في جزر أندامان الجنوبية بعد حدث التبييض 2010". مجلة جامعة المحيط الصينية. 12 (1): 91-96. بيب كود: 2013 JOUC. 12. 91 م. دوى: 10.1007 / s11802-013-2014-2. S2CID89531419.
  36. ^
  37. "التبييض الشامل للمرجان". Fisherycrisis.com.
  38. ^
  39. روجرز سي إس (1990). "استجابات الشعاب المرجانية وكائنات الشعاب المرجانية للترسيب". سلسلة تقدم الإيكولوجيا البحرية. 62: 185 - 202. بيب كود: 1990 MEPS. 62..185R. دوى: 10.3354 / meps062185.
  40. ^
  41. كوشمارو أ ، روزنبرغ إي ، فاين إم ، لويا واي (1997). "تبيض المرجان Oculina patagonica بواسطة Vibrio AK-1". سلسلة تقدم الإيكولوجيا البحرية. 147: 159-65. بيب كود: 1997 MEPS..147..159K. دوى: 10.3354 / مبس 147159.
  42. ^
  43. Hoegh-Guldberg O ، Smith G (1989). "تأثير التغيرات المفاجئة في درجة الحرارة والضوء والملوحة على الكثافة السكانية وتصدير zooxanthellae من الشعاب المرجانية Stylophora pistillata Esper و Seriatopora hystrix Dana". مجلة البيولوجيا البحرية التجريبية وعلم البيئة. 129 (3): 279-303. دوى: 10.1016 / 0022-0981 (89) 90109-3.
  44. ^
  45. جونز آر جيه ، مولر ي ، هاينز د ، شرايبر يو (2003). "آثار مبيدات الأعشاب ديورون وأترازين على الشعاب المرجانية في الحاجز المرجاني العظيم ، أستراليا". سلسلة تقدم الإيكولوجيا البحرية. 251: ١٥٣-١٦٧. بيب كود: 2003 MEPS..251..153J. دوى: 10.3354 / meps251153.
  46. ^
  47. أنتوني كر ، كيرسويل إيه بي (2007). "وفيات المرجان بعد المد والجزر الشديدة والإشعاع الشمسي العالي". علم الأحياء البحرية. 151 (5): 1623-1631. دوى: 10.1007 / s00227-006-0573-0. S2CID84328751.
  48. ^
  49. جونز آر جيه ، هويج-جولدبرج أو (1999). "آثار السيانيد على التمثيل الضوئي للشعاب المرجانية: الآثار المترتبة على تحديد سبب تبيض المرجان ولتقييم الآثار البيئية لصيد السيانيد". سلسلة تقدم الإيكولوجيا البحرية. 177: 83-91. بيب كود: 1999 MEPS..177. 83J. دوى: 10.3354 / مبس 177083.
  50. ^هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية. وفيات المرجان والغبار الأفريقي أرشفة 2 مايو 2012 في آلة Wayback. تم استرجاعه في 10 يونيو 2007.
  51. ^
  52. "احمِ نفسك ، احمِ الشعاب المرجانية! آثار واقيات الشمس على الشعاب المرجانية" (PDF). خدمة المتنزهات القومية الأمريكية. تم الاسترجاع 1 يوليو 2013.
  53. ^
  54. "واقية من الشمس آمنة للشعاب المرجانية". badgerbalm.com.
  55. ^
  56. دانوفارو آر ، بونجورني إل ، كورينالديسي سي ، جيوفانيلي د ، دامياني إي ، أستولفي بي ، غريسي إل ، بوسيددو أ (أبريل ٢٠٠٨). "الواقيات من الشمس تسبب تبيض المرجان من خلال تعزيز العدوى الفيروسية". منظورات الصحة البيئية. 116 (4): 441-7. دوى: 10.1289 / ehp.10966. PMC2291018. PMID18414624.
  57. ^
  58. داونز كاليفورنيا ، كرامارسكي وينتر إي ، فوث جي إي ، سيغال آر ، برونشتاين أو ، جيجر آر ، ليشتنفيلد واي ، وودلي سي إم ، بينينجتون بي ، كوشمارو إيه ، لويا واي (مارس 2014). "التأثيرات السمية لمرشح الأشعة فوق البنفسجية الواقي من الشمس ، benzophenone-2 ، على المسطحات المائية وخلايا المرجان في المختبر ، Stylophora pistillata". علم السموم البيئية. 23 (2): 175-91. دوى: 10.1007 / s10646-013-1161-y. بميد24352829. S2CID1505199.
  59. ^
  60. أنتوني كر ، كلاين دي ، دياز بوليدو جي ، دوف إس ، هويغ-غولدبرغ أو (نوفمبر 2008). "تحمض المحيطات يسبب التبييض وفقدان الإنتاجية في بناة الشعاب المرجانية". وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم بالولايات المتحدة الأمريكية. 105 (45): 17442–6. بيب كود: 2008PNAS..10517442A. دوى: 10.1073 / pnas.0804478105. PMC2580748. بميد 18988740.
  61. ^ أبجده
  62. "كيف تؤثر الانسكابات النفطية على الشعاب المرجانية؟". الاستجابة.الاستعادة.noaa.gov . تم الاسترجاع 24 أبريل 2018.
  63. ^
  64. بيكر إيه سي ، جلين بي دبليو ، ريجل بي (2008). "تغير المناخ وتبيض الشعاب المرجانية: تقييم إيكولوجي للتأثيرات طويلة الأجل ، واتجاهات الانتعاش والتوقعات المستقبلية". علم مصبات الأنهار والسواحل والجرف. 80 (4): 435-71. بيب كود: 2008 ECSS. 80. 435 ب. دوى: 10.1016 / j.ecss.2008.09.003.
  65. ^
  66. Chumkiew S ، Jaroensutasinee M ، Jaroensutasinee K (2011). "تأثير الاحترار العالمي على الشعاب المرجانية". مجلة وليلك للعلوم والتكنولوجيا. 8 (2): 111–29.
  67. ^
  68. Huppert A ، Stone L (سبتمبر 1998). "الفوضى في دورة ابيضاض الشعاب المرجانية في المحيط الهادئ". الطبيعة الأمريكية. 152 (3): 447-59. دوى: 10.1086 / 286181. بميد18811451. S2CID29245066.
  69. ^
  70. ماكديرموت ، آمي (22 يونيو 2016). "حدث تبيض المرجان هو الأطول على الإطلاق". أخبار العلوم . تم الاسترجاع 25 يوليو 2016.
  71. ^ أبجدهFزحأنايكلمن
  72. أولبرايت آر (ديسمبر 2017). "هل يمكننا إنقاذ المرجان؟". Scientific American. 318 (1): 42-49. بيب كود: 2017 SciAm.318a..42A. دوى: 10.1038 / scientificamerican0118-42. PMID29257818.
  73. ^ أب
  74. مارشال بي ، شوتنبرغ إتش (2006). دليل مدير الشعاب المرجانية لتبييض المرجان (بي دي إف) . تاونسفيل ، أستراليا: Great Barrier Reef Marine Park Authority. ص 78 - 79. ردمك 978-1-876945-40-4.
  75. ^ بيرد ومارشال 2002
  76. ^ أب غابرييل د. جرينمسديتش ورودني في سالم ، مقاومة الشعاب المرجانية ومقاومة التبييض، "IUCN: The World Conservation Union"، 2006 [الصفحة المطلوبة]
  77. ^
  78. Iguchi A ، Ozaki S ، Nakamura T ، Inoue M ، Tanaka Y ، Suzuki A ، Kawahata H ، Sakai K (فبراير 2012). "آثار مياه البحر المحمضة على تكلس الشعاب المرجانية والطحالب التكافلية على الشعاب المرجانية الضخمة Porites australiensis". بحوث البيئة البحرية. 73: 32-6. دوى: 10.1016 / j.marenvres.2011.10.008. بميد22115919.
  79. ^
  80. Zapalski MK ، Nowicki J ، Jakubowicz M ، Berkowski B (2017). "جدولة الشعاب المرجانية عبر حدود فرازنيان / فامينيان: الدوران المعماري وعلاقته المحتملة بالتعايش الضوئي القديم". الجغرافيا القديمة ، علم المناخ القديم ، علم الأحياء القديمة. 487: 416-429. بيب كود: 2017 PPP. 487..416Z. دوى: 10.1016 / j.palaeo.2017.09.028.
  81. ^
  82. الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ (2007). "ملخص لواضعي السياسات" (PDF). في Parry ML ، Canziani OF ، Palutikof JP ، van der Linden PJ ، Hanson CE (محرران). تغير المناخ 2007: الآثار والتكيف والقابلية للتأثر: مساهمة الفريق العامل الثاني في تقرير التقييم الرابع للفريق الحكومي الدولي المعني بتغير المناخ. كامبريدج ، المملكة المتحدة: مطبعة جامعة كامبريدج. ص 7 - 22. ردمك 978-0-521-70597-4.
  83. ^
  84. Fischlin A ، Midgley GF ، Price JT ، Leemans R ، Gopal B ، Turley C ، Rounsevell MD ، Dube OP ، Tarazona J ، Velichko AA (2007). "الفصل 4. النظم البيئية وخصائصها وسلعها وخدماتها" (PDF). في Parry ML ، Canziani OF ، Palutikof JP ، van der Linden PJ ، Hanson CE (eds.). تغير المناخ 2007: الآثار والتكيف والقابلية للتأثر: مساهمة الفريق العامل الثاني في تقرير التقييم الرابع للفريق الحكومي الدولي المعني بتغير المناخ. كامبريدج ، المملكة المتحدة: مطبعة جامعة كامبريدج. ص 211 - 72. ردمك 978-0-521-70597-4.
  85. ^
  86. نيكولز آر جيه ، وونغ بي بي ، بوركيت الخامس ، كودينوتو جي ، هاي جي ، ماكلين آر ، راجونادن إس ، وودروف سي دي (2007). "الفصل 6. النظم الساحلية والمناطق المنخفضة" (PDF). في Parry ML ، Canziani OF ، Palutikof JP ، van der Linden PJ ، Hanson CE (eds.). تغير المناخ 2007: الآثار والتكيف والقابلية للتأثر: مساهمة الفريق العامل الثاني في تقرير التقييم الرابع للفريق الحكومي الدولي المعني بتغير المناخ. كامبريدج ، المملكة المتحدة: مطبعة جامعة كامبريدج. ص 315 - 57. ردمك 978-0-521-70597-4. مؤرشفة من الأصلي (PDF) في 14 يناير 2009. تم الاسترجاع 8 يوليو 2009.
  87. ^ أب
  88. هينيسي ك ، فيتزاريس ب ، بيتس بي سي ، هارفي إن ، هودين إم ، هيوز إل ، سالينجر جي ، واريك آر (2007). "الفصل 11. أستراليا ونيوزيلندا" (PDF). في Parry ML ، Canziani OF ، Palutikof JP ، van der Linden PJ ، Hanson CE (eds.). تغير المناخ 2007: الآثار والتكيف والقابلية للتأثر: مساهمة الفريق العامل الثاني في تقرير التقييم الرابع للفريق الحكومي الدولي المعني بتغير المناخ. كامبريدج ، المملكة المتحدة: مطبعة جامعة كامبريدج. ص 507-40. ردمك 978-0-521-70597-4. مؤرشفة من الأصلي (PDF) في 10 مارس 2009. تم الاسترجاع 8 يوليو 2009.
  89. ^
  90. "الشعاب المرجانية يمكن أن تزول في 30 سنة". أخبار ناشيونال جيوغرافيك. 23 يونيو 2017. تم الاسترجاع 7 مايو 2019.
  91. ^ براتشيت ، إم إس ، هوي ، إيه إس ، ويلسون ، إس كيه ، ميسمير ، ف ، وأم غراهام ، إن إيه (2011). التغيرات في التنوع البيولوجي وعمل تجمعات أسماك الشعاب المرجانية بعد تبيض المرجان وفقدان الشعاب المرجانية. التنوع ، 3 (3) ، 424-452.
  92. ^
  93. "أزمة المرجان الخفية: فقدان تنوع الأسماك بعد ضربات التبييض". المحيطات . تم الاسترجاع 2 يوليو 2020.
  94. ^
  95. بلومر ، براد (31 مارس 2016). وأوضح "كارثة تبيض المرجان غير المسبوقة في الحاجز المرجاني العظيم". Vox Energy & amp Environment.
  96. ^
  97. جونسون جي ، مارشال بنسلفانيا (2007). تغير المناخ والحاجز المرجاني العظيم: تقييم الضعف. تاونسفيل ، Qld: Great Barrier Reef Marine Park Authority. ردمك 978-1-876945-61-9. مؤرشفة من الأصلي في 25 يناير 2014.
  98. ^ أب
  99. Done T ، Whetton P ، Jones R ، Berkelmans R ، Lough J ، Skirving W ، Wooldridge S (2003). تغير المناخ العالمي وابيضاض المرجان على الحاجز المرجاني العظيم (بي دي إف) . إدارة الموارد الطبيعية والمناجم التابعة لحكومة كوينزلاند. ردمك 978-0-642-32220-3. مؤرشفة من الأصلي (PDF) في 27 سبتمبر 2011.
  100. ^
  101. Berkelmans R ، De'ath G ، Kininmonth S ، Skirving WJ (2004). "مقارنة بين أحداث تبيض المرجان 1998 و 2002 على الحاجز المرجاني العظيم: الارتباط المكاني والأنماط والتنبؤات". الشعاب المرجانية. 23 (1): 74-83. دوى: 10.1007 / s00338-003-0353-y. S2CID26415495.
  102. ^
  103. Osborne K ، Dolman AM ، Burgess SC ، Johns KA (مارس 2011). "اضطراب وديناميات الغطاء المرجاني على الحاجز المرجاني العظيم (1995-2009)". بلوس واحد. 6 (3): e17516. بيب كود: 2011 PLoSO. 617516O. دوى: 10.1371 / journal.pone.0017516. PMC3053361. PMID21423742.
  104. ^
  105. De'ath G ، Fabricius KE ، Sweatman H ، Puotinen M (أكتوبر 2012). "تراجع الغطاء المرجاني لمدة 27 عامًا على الحاجز المرجاني العظيم وأسبابه". وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم بالولايات المتحدة الأمريكية. 109 (44): 17995-9. بيب كود: 2012PNAS..10917995D. دوى: 10.1073 / pnas.1208909109. PMC3497744. بميد23027961.
  106. ^ التقرير النهائي: 2016 حدث تبيض المرجان على الحاجز المرجاني العظيم. Great Barrier Reef Marine Park Authority Townsville، 2017، pp.24–24، Final Report: 2016 Coral Bleaching Event on Great Barrier Reef.
  107. ^
  108. الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ (2007). "ملخص لواضعي السياسات" (PDF). في Solomon S و Qin D و Manning M و Chen Z و Marquis M و Averyt KB و Tignor M و Miller HL (محرران). تغير المناخ 2007: أساس العلوم الفيزيائية. مساهمة الفريق العامل الأول في تقرير التقييم الرابع للفريق الحكومي الدولي المعني بتغير المناخ. كامبريدج ، المملكة المتحدة: مطبعة جامعة كامبريدج. ص 1 - 18.
  109. ^
  110. "تغير المناخ والأمراض البحرية". dlnr.hawaii.gov . تم الاسترجاع 15 أغسطس 2019.
  111. ^
  112. "الاحترار السريع للمحيطات يهدد الشعاب المرجانية في هاواي". جامعة كوينزلاند. 2015.
  113. ^
  114. "المرجان في خطر في مقصد سياحي شهير في هاواي بسبب تغير المناخ العالمي". تم الاسترجاع 30 مايو 2017.
  115. ^
  116. خان ، بريان (8 نوفمبر 2017). "تبيض المرجان دمر نصف الشعاب المرجانية في هاواي". جزمودو.
  117. ^
  118. "الشعاب المرجانية في هاواي تستقر بعد حدث التبييض". وكالة انباء. 24 يناير 2019. تم الاسترجاع 25 يناير 2019.
  119. ^
  120. "11/5/19 - التبييض المرجاني ليس بدرجة كبيرة كما كان متوقعًا ولكن لا يزال هناك استطلاعات واسعة النطاق تظهر حدث التبييض الآن يتضاءل". dlnr.hawaii.gov . تم الاسترجاع 6 ديسمبر 2020.
  121. ^
  122. دونوفان ، كارولين تاول ، إيريكا ك.كيلسي ، هيث ألين ، ماري باركلي ، هانا بسمر ، نيكول بلوندو ، جيريمايا إيكن ، مارك إدواردز ، كيمبرلي إينوكس ، إيان فليمنج ، كلوي (2020). "حالة الشعاب المرجانية: تقرير حالة للشعاب المرجانية بالولايات المتحدة". دوى: 10.25923 / wbbj-t585. يتطلب الاستشهاد بالمجلة | المجلة = (مساعدة)
  123. ^
  124. باركلي ، هانا سي كوهين ، آن إل موليكا ، ناثانييل آر برينارد ، راسل إي ريفيرا ، هاني إي ديكارلو ، توماس إم لومان ، جورج بي درينكارد ، إليزابيث ج.ألبرت ، أليس إي (8 نوفمبر 2018) . "تكرار تبيض الشعاب المرجانية في وسط المحيط الهادئ على مدى العقود الستة الماضية (1960-2016)". بيولوجيا الاتصالات. 1 (1): 177. دوى: 10.1038 / s42003-018-0183-7. hdl: 1912/10707. ISSN2399-3642. PMC6224388. بميد30417118.
  125. ^
  126. ماكوري ، جاستن (11 يناير 2017). "ما يقرب من 75٪ من أكبر الشعاب المرجانية في اليابان ماتت بسبب التبييض ، كما يقول التقرير". الحارس . تم الاسترجاع 30 مايو 2017.
  127. ^ فريمان ، إل إيه ، كليباس ، جيه إيه ، وأمبير ميلر ، إيه جيه (2013). استجابة موائل الشعاب المرجانية لسيناريوهات تغير المناخ. بلوس وان ، 8 (12).
  128. ^
  129. جيشلر ، إيبرهارد شتورتس ، ديفيد شميت ، دومينيك (أبريل 2014). "أحجام وأشكال وأنماط الشعاب المرجانية في جزر المالديف والمحيط الهندي: تأثير الرياح والعواصف وهطول الأمطار على منصة كربونات استوائية رئيسية". الكربونات والمتبخرات. 29 (1): 73-87. دوى: 10.1007 / s13146-013-0176-z. ISSN0891-2556. S2CID128905096.
  130. ^
  131. "أكثر من 60٪ من الشعاب المرجانية في جزر المالديف تعرضت للتبييض". الحارس. 8 أغسطس 2016. تم الاسترجاع 31 مايو 2017.
  132. ^
  133. "مع ارتفاع درجات حرارة البحر ، تشهد تايلاند نزيفًا من المرجان". بانكوك بوست. 25 ديسمبر 2016.
  134. ^
  135. ^ فليشلر ، ديفيد (24 أبريل 2016). "مرجان جنوب فلوريدا يحتضر في" تبيض ومرض "غير مسبوق. الشمس الحارس.
  136. ^
  137. سميث جي إي ، برينارد آر ، كارتر أ ، جريللو إس ، إدواردز سي ، هاريس جي ، لويس إل ، أوبورا دي ، روهوير إف ، سالا إي ، فروم بي إس ، ساندين إس (يناير 2016). "إعادة تقييم صحة مجتمعات الشعاب المرجانية: خطوط الأساس والأدلة على التأثيرات البشرية عبر وسط المحيط الهادئ". الإجراءات. العلوم البيولوجية. 283 (1822): 20151985. دوى: 10.1098 / rspb.2015.1985. PMC4721084. PMID26740615.
  138. ^
  139. Buglass S ، Donner SD ، Alemu I JB (مارس 2016). "دراسة عن انتعاش الشعاب المرجانية في توباغو بعد حدث التبييض الجماعي لعام 2010". نشرة التلوث البحري. 104 (1-2): 198-206. دوى: 10.1016 / j.marpolbul.2016.01.038. hdl: 2429/51752. PMID26856646.
  140. ^
  141. Alevizon ، وليام. "الشعاب المرجانية في البحر الأحمر". حقائق الشعاب المرجانية. مؤرشفة من الأصلي في 6 ديسمبر 2016. تم الاسترجاع 27 فبراير 2014.
  142. ^
  143. Riegl BM ، Bruckner AW ، Rowlands GP ، Purkis SJ ، Renaud P (31 مايو 2012). "مسارات الشعاب المرجانية في البحر الأحمر على مدى عقدين من الزمن تشير إلى زيادة التجانس المجتمعي وانخفاض حجم الشعاب المرجانية". بلوس واحد. 7 (5): e38396. بيب كود: 2012 PLoSO. 738396R. دوى: 10.1371 / journal.pone.0038396. PMC3365012. بميد22693620.
  144. ^
  145. Furby KA ، Bouwmeester J ، Berumen ML (4 يناير 2013). "حساسية مرجان وسط البحر الأحمر خلال حدث تبيض كبير". الشعاب المرجانية. 32 (2): 505-513. بيب كود: 2013 CorRe..32..505F. دوى: 10.1007 / s00338-012-0998-5. S2CID17189231.
  146. ^ سكولوف ، بريان (26 مارس 2010) موت الشعاب المرجانية يمكن أن يدمر الأمم ، كريستيان ساينس مونيتور
  147. ^"الشعاب المرجانية المهددة بالانقراض تموت مع ارتفاع درجات حرارة المحيط وتحول المياه إلى حمضية" ، PBS Newshour، 5 ديسمبر 2012
  148. ^ أبجده
  149. Speers AE، Besedin EY، Palardy JE، Moore C (1 August 2016). "آثار تغير المناخ وتحمض المحيطات على مصايد الشعاب المرجانية: نموذج إيكولوجي اقتصادي متكامل". الاقتصاد البيئي. 128: 33-43. دوى: 10.1016 / j.ecolecon.2016.04.012.
  150. ^ أبج
  151. Chen P ، Chen C ، Chu L ، McCarl B (1 يناير 2015). "تقييم الضرر الاقتصادي لتغير المناخ على الشعاب المرجانية العالمية". التغير البيئي العالمي. 30: 12-20. دوى: 10.1016 / j.gloenvcha.2014.10.011.
  152. ^ أبج
  153. Teh LS، Teh LC، Sumaila UR (19 يونيو 2013). "تقدير عالمي لعدد صيادي الشعاب المرجانية". بلوس واحد. 8 (6): e65397. بيب كود: 2013 PLoSO. 865397 ت. دوى: 10.1371 / journal.pone.0065397. PMC3686796. بميد 23840327.
  154. ^ أب
  155. Wolff NH ، Donner SD ، Cao L ، Iglesias-Prieto R ، Sale PF ، Mumby PJ (نوفمبر 2015). "التفاوتات العالمية بين الملوثين والملوثين: تأثيرات تغير المناخ على الشعاب المرجانية". بيولوجيا التغيير العالمي. 21 (11): 3982-94. بيب كود: 2015 GCBio..21.3982W. دوى: 10.1111 / GCB.13015. PMID26234736.
  156. ^ أب
  157. Liu G ، Strong AE ، Skirving W (15 أبريل 2003). "الاستشعار عن بعد لدرجات حرارة سطح البحر خلال عام 2002 تبيض الحاجز المرجاني". الاتحاد الجيوفيزيائي الأمريكي للمعاملات. 84 (15): 137 - 141. بيب كود: 2003 EOSTr..84..137L. دوى: 10.1029 / 2003EO150001. S2CID128559504.
  158. ^
  159. McClanahan TR، Ateweberhan M، Sebastián CR، Graham NJ، Wilson SK، Bruggemann JH، Guillaume MM (1 سبتمبر 2007). "القدرة على التنبؤ بتبيض المرجان من الأقمار الصناعية الشاملة ورصد درجات الحرارة في الموقع". الشعاب المرجانية. 26 (3): 695-701. دوى: 10.1007 / s00338-006-0193-7. S2CID7435285.
  160. ^ أب Liu، Gang & amp Strong، Alan & amp Skirving، William & amp Arzayus، Felipe. (2005). نظرة عامة على أنشطة المراقبة العالمية لتبييض الشعاب المرجانية التابعة لبرنامج NOAA في الوقت الحقيقي تقريبًا. Proc 10th Int كورال ريف سيمب. 1. ص 1783 - 1793.
  161. ^
  162. "نقاط اتصال NOAA". coral.aoml.noaa.gov.
  163. ^
  164. "مؤيد رأي نوا النقاط الساخنة".
  165. ^
  166. ساعة NOAA للشعاب المرجانية. "المنهجية ووصف المنتج وتوافر البيانات الخاصة بمراقبة منتجات مراقبة الشعاب المرجانية التشغيلية والتجريبية للأقمار الصناعية للتبييض المرجاني". NOAA. تم الاسترجاع 27 فبراير 2014.
  167. ^ أب
  168. ماينارد جا ، جونسون جي إي ، مارشال بي إيه ، إيكين سي إم ، جوبي جي ، شوتنبرغ إتش ، سبيلمان سي إم (يوليو 2009). "إطار استراتيجي للاستجابة لأحداث تبيض المرجان في مناخ متغير". الإدارة البيئية. 44 (1): 1-11. بيب كود: 2009 EnMan..44. 1 م. دوى: 10.1007 / s00267-009-9295-7. بميد 19434447. S2CID30321497.
  169. ^ أب
  170. لانج ، سوزان (13 ديسمبر 2007). "دراسة دولية كبرى تحذر من أن الاحتباس الحراري يدمر الشعاب المرجانية ويدعو إلى اتخاذ 'إجراءات جذرية'". كورنيل كرونيكل . تم الاسترجاع 8 أغسطس 2011.
  171. ^
  172. Kleypas ، J.A (2 أبريل 1999). "العواقب الجيوكيميائية لزيادة ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي على الشعاب المرجانية". علم. 284 (5411): 118-120. بيب كود: 1999Sci. 284. 118 ك. دوى: 10.1126 / العلوم .284.5411.118. بميد10102806.
  173. ^
  174. مانزيلو دي بي ، إيكين سم ، جلين بي دبليو (2017). الشعاب المرجانية في المحيط الهادئ الاستوائي الشرقي. الشعاب المرجانية في العالم. سبرينغر ، دوردريخت. ص 517-533. دوى: 10.1007 / 978-94-017-7499-4_18. ردمك 9789401774987.
  175. ^
  176. أنتوني كر ، ماينارد جا ، دياز بوليدو جي ، مومبي بي جيه ، مارشال با ، كاو إل ، هويغ-غولدبرغ أو (1 مايو 2011). "تحمض المحيطات والاحترار سيقللان من مقاومة الشعاب المرجانية". بيولوجيا التغيير العالمي. 17 (5): 1798-1808.بيب كود: 2011 GCBio..17.1798A. دوى: 10.1111 / j.1365-2486.2010.02364.x. PMC3597261.
  177. ^
  178. "Zooxanthella | تعريف Zooxanthella بواسطة قاموس أكسفورد على Lexico.com يعني أيضًا Zooxanthella". قواميس معجمية | إنجليزي . تم الاسترجاع 10 نوفمبر 2020.
  179. ^
  180. سميث ، دي جي (2005). "هل التثبيط الضوئي لعملية التمثيل الضوئي zooxanthellae هو السبب الرئيسي للتبييض الحراري في الشعاب المرجانية؟". بيولوجيا التغيير العالمي. 11 (1): 1-11. بيب كود: 2005 GCBio..11. 1S. دوى: 10.1111 / j.1529-8817.2003.00895.x. تم الاسترجاع 9 نوفمبر 2020.
  181. ^
  182. سميث ، دي جي (2005). [shorturl.at/syA39 "هل التثبيط الضوئي لعملية التمثيل الضوئي zooxanthellae هو السبب الرئيسي للتبييض الحراري في الشعاب المرجانية؟"] تحقق من | url = القيمة (مساعدة). بيولوجيا التغيير العالمي. 11 (1): 1. بيب كود: 2005 GCBio..11. 1S. دوى: 10.1111 / j.1529-8817.2003.00895.x - عبر المكتبة عبر الإنترنت.
  183. ^
  184. Zhong، Xin Downs، Craig A. Che، Xingkai Zhang، Zishan Li، Yiman Liu، Binbin Li، Qingming Li، Yuting Gao، Huiyuan (1 نوفمبر 2019). "التأثيرات السمية للأوكسي بنزون ​​، وهو مكون نشط في منتجات العناية الشخصية بكريم الشمس ، على الطحالب بدائية النواة Arthrospira sp. والطحالب حقيقية النواة Chlorella sp". علم السموم المائية. 216: 105295. دوى: 10.1016 / j.aquatox.2019.105295. ISSN0166-445X. بميد31561136.
  185. ^ أب
  186. Wijgerde ، Tim van Ballegooijen ، Mike Nijland ، Reindert van der Loos ، Luna Kwadijk ، Christiaan Osinga ، Ronald Murk ، Albertinka Slijkerman ، Diana (20 ديسمبر 2019). "إضافة الطين بلة: آثار التعرض المزمن للأوكسي بنزون ​​وارتفاع درجة الحرارة على اثنين من الشعاب المرجانية لبناء الشعاب المرجانية". bioRxiv. دوى: 10.1101 / 2019.12.19.882332. S2CID214573850. تم الاسترجاع 20 نوفمبر 2020.
  187. ^
  188. كوشمارو أ ، لويا واي ، فاين إم ، روزنبرج إي (1996). "العدوى البكتيرية وتبيض المرجان". طبيعة سجية. 380 (6573): 396. بيب كود: 1996 Natur.380..396K. دوى: 10.1038 / 380396a0. S2CID31033320.
  189. ^ أب
  190. Rosenberg E ، Ben-Haim Y (يونيو 2002). "الأمراض الجرثومية للشعاب المرجانية والاحتباس الحراري". علم الأحياء الدقيقة البيئية. 4 (6): 318-26. دوى: 10.1046 / j.1462-2920.2002.00302.x. بميد 12071977.
  191. ^
  192. شيريدان سي ، كرامارسكي وينتر إي ، سويت إم ، كوشمارو إيه ، ليل إم سي (2013). "الأمراض في تربية الأحياء المائية المرجانية: الأسباب ، الآثار والوقاية". تربية الأحياء المائية. 396: 124-135. دوى: 10.1016 / j.aquaculture.2013.02.037.
  193. ^
  194. ساذرلاند كي بي ، بورتر جي ، توريس سي (2004). "المرض والمناعة في منطقة البحر الكاريبي والمحيط الهادئ Zooxanthellate المرجان". سلسلة تقدم الإيكولوجيا البحرية. 266: 273-302. بيب كود: 2004 MEPS..266..273S. دوى: 10.3354 / meps266273.
  195. ^
  196. Reshef L، Koren O، Loya Y، Zilber-Rosenberg I، Rosenberg E (ديسمبر 2006). "فرضية بروبيوتيك المرجان". علم الأحياء الدقيقة البيئية. 8 (12): 2068–73. CiteSeerX10.1.1.627.6120. دوى: 10.1111 / j.1462-2920.2006.01148.x. بميد17107548.
  197. ^
  198. LaJeunesse ، تود. "تنوع الشعاب المرجانية والطحالب في المحيط الهندي الدافئ يقترح المرونة في مواجهة الاحترار العالمي في المستقبل". ولاية بنسلفانيا للعلوم. تم الاسترجاع 27 فبراير 2014.
  199. ^
  200. LaJeunesse TC، Smith R، Walther M، Pinzón J، Pettay DT، McGinley M، Aschaffenburg M، Medina-Rosas P، Cupul-Magaña AL، Pérez AL، Reyes-Bonilla H، Warner ME (أكتوبر 2010). "إعادة تركيب مضيف متكافئ مقابل الانتقاء الطبيعي في استجابة تعايش المرجان الدينوفلاجيلات للاضطراب البيئي". الإجراءات. العلوم البيولوجية. 277 (1696): 2925–34. دوى: 10.1098 / rspb.2010.0385. PMC2982020. بميد20444713.
  201. ^
  202. Climatewire ، لورين موريلو. "هل يمكن للشعاب المرجانية التكيف مع تغير المناخ وتحمض المحيطات؟". Scientific American.
  203. ^
  204. بولاتي ، إيلينا دأنجيلو ، سيسيليا ألدرديس ، راشيل براتشيت ، مورغان زيغلر ، مارين فيدنمان ، يورغ (يوليو 2020). "حلقة التغذية الراجعة البصرية التي تتضمن Dinoflagellate Symbiont و Scleractinian Host Drives لتبييض المرجان الملون". علم الأحياء الحالي. 30 (13): 2433-2445 هـ. دوى: 10.1016 / j.cub.2020.04.055. PMID32442463.
  205. ^ أبجدهFزح
  206. Ateweberhan M ، Feary DA ، Keshavmurthy S ، Chen A ، Schleyer MH ، Sheppard CR (سبتمبر 2013). "تأثيرات تغير المناخ على الشعاب المرجانية: أوجه التآزر مع التأثيرات المحلية ، وإمكانيات التأقلم ، وآثار الإدارة". نشرة التلوث البحري. 74 (2): 526–39. دوى: 10.1016 / j.marpolbul.2013.06.011. PMID23816307.
  207. ^ أبجدهF
  208. Graham NA، Jennings S، MacNeil MA، Mouillot D، Wilson SK (فبراير 2015). "توقع تحولات النظام المدفوعة بالمناخ مقابل إمكانات الارتداد في الشعاب المرجانية". طبيعة سجية. 518 (7537): 94-7. بيب كود: 2015 Natur.518. 94 ز. دوى: 10.1038 / nature14140. بميد 25607371. S2CID4453338.
  209. ^ أب
  210. فولك سي ، كاربنتر إس ، ووكر ب ، شيفر إم ، إلمكفيست تي ، جوندرسون إل ، هولينج سي (2004). "تحولات النظام ، والمرونة ، والتنوع البيولوجي في إدارة النظام البيئي". المراجعة السنوية للإيكولوجيا والتطور والنظاميات. 35 (1): 557-81. CiteSeerX10.1.1.489.8717. دوى: 10.1146 / annurev.ecolsys.35.021103.105711. JSTOR30034127.
  211. ^
  212. كامب ، إيما. "وصف العالم". ناشيونال جيوغرافيك . تم الاسترجاع 9 يونيو 2020.
  213. ^
  214. يناير 2019 ، دونافين كوفي 31. "ما هو تبيض المرجان؟". lifescience.com . تم الاسترجاع 10 يونيو 2020.
  215. ^ أبج
  216. Baker AC ، Glynn PW ، Riegl B (10 ديسمبر 2008). "تغير المناخ وتبيض الشعاب المرجانية: تقييم إيكولوجي للتأثيرات طويلة الأجل ، واتجاهات الانتعاش والتوقعات المستقبلية". علم مصبات الأنهار والسواحل والجرف. 80 (4): 435-471. بيب كود: 2008 ECSS. 80. 435 ب. دوى: 10.1016 / j.ecss.2008.09.003.
  217. ^ أب
  218. Hughes TP ، Graham NA ، Jackson JB ، Mumby PJ ، Steneck RS (نوفمبر 2010). "الارتقاء إلى مستوى التحدي المتمثل في الحفاظ على مرونة الشعاب المرجانية". الاتجاهات في علم البيئة وتطور أمبير. 25 (11): 633-42. دوى: 10.1016 / j.tree.2010.07.011. بميد20800316.
  219. ^
  220. بيلوود در ، هوي أس ، أكرمان جيه إل ، ديبتزينسكي إم (2006). "ابيضاض المرجان ، تحولات طور مجتمع أسماك الشعاب المرجانية ومرونة الشعاب المرجانية". بيولوجيا التغيير العالمي. 12 (9): 1587-1594. بيب كود: 2006 GCBio..12.1587B. دوى: 10.1111 / j.1365-2486.2006.01204.x.
  221. ^ أبجد
  222. Bellwood DR ، Hughes TP ، Folke C ، Nyström M (يونيو 2004). "مواجهة أزمة الشعاب المرجانية". طبيعة سجية. 429 (6994): 827 - 33. بيب كود: 2004 Natur.429..827B. دوى: 10.1038 / nature02691. بميد15215854. S2CID404163.
  223. ^ فان أوبن إم جيه وأمبير جيتس آر دي (2006). جينات الحفظ ومرونة بناء الشعاب المرجانية. علم البيئة الجزيئية، 15 (13) ، 3863-3883.
  224. ^ دروري سي (2020) المرونة في بناء الشعاب المرجانية: الأهمية البيئية والتطورية لاستجابة المضيف للإجهاد الحراري. علم البيئة الجزيئية
  225. ^ Ainsworth TD، CL Hurd، RD Gates، PW Boyd (2019) كيف نتغلب على التدهور المفاجئ للنظم البيئية البحرية ونواجه تحدي موجات الحر والظواهر المناخية المتطرفة؟ بيولوجيا التغيير العالمي 26: 343-354 https://doi.org/10.1111/gcb.14901
  226. ^
  227. "دراسة جديدة للحمض النووي تشير إلى التقليل من أهمية التنوع البيولوجي للشعاب المرجانية بشكل خطير". سميثسونيان من الداخل. 2 نوفمبر 2011.
  228. ^
  229. "ما هي قيمة خدمات الشعاب المرجانية؟ 130.000 دولار إلى 1.2 مليون دولار للهكتار الواحد سنويًا: خبراء". EurekAlert!. الرابطة الأمريكية لتقدم العلوم (AAAS). 16 أكتوبر 2009.
  230. ^
  231. التقييم الاقتصادي وأولويات السياسة للإدارة المستدامة للشعاب المرجانية. السويد: مركز الأسماك العالمي. ج. 2004. OCLC56538155.
  232. ^ أب
  233. Markandya A (21 أكتوبر 2014). "فوائد وتكاليف أهداف التنوع البيولوجي لخطة التنمية لما بعد عام 2015" (PDF). مركز إجماع كوبنهاغن.

100 مللي ثانية 8.3٪ dataWrapper 100 ms 8.3٪ Scribunto_LuaSandboxCallback :: find 100 ms 8.3٪ Scribunto_LuaSandboxCallback :: callParserFunction 80 ms 6.7٪ Scribunto_LuaSandboxCallback :: sub 60 ms 5.0٪ (للمولد) 40 ms 3.3٪ Scribunto_LuaSandboxCallbacks :: عادي 40 ms 20 مللي ثانية 1.7٪ [أخرى] 220 مللي ثانية 18.3٪ عدد كيانات Wikibase التي تم تحميلها: 1/400 ->


قام العلماء بتربية أول خطوط خلايا مرجانية مستقرة

يمكن للقدرة على استزراع الخلايا المرجانية أن تبشر بعصر جديد في أبحاث بيولوجيا المرجان.

جامعة الدراسات العليا في معهد أوكيناوا للعلوم والتكنولوجيا (OIST)

صورة: نمت مستعمرة من Acropora tenuis في بيئة بحرية طبيعية وتم نقلها إلى حوض السمك للحث على التبويض. عرض المزيد

    نجح الباحثون في زراعة خلايا من المرجان الصخري Acropora tenuis في أطباق بتري

توصل باحثون في اليابان إلى خطوط خلوية مستدامة في المرجان ، وفقًا لدراسة نُشرت اليوم في التكنولوجيا الحيوية البحرية.

سبعة من أصل ثماني مزارع خلوية ، مستخلصة من المرجان الصخري ، أكروبورا تينوس، قد تكاثرت بشكل مستمر لأكثر من 10 أشهر ، أفاد العلماء.

قال البروفيسور ساتوه ، كبير مؤلفي الدراسة ورئيس وحدة الجينوم البحرية في معهد أوكيناوا للعلوم والتكنولوجيا ، جامعة الدراسات العليا (OIST): "لقد ثبت أن إنشاء خطوط خلايا مستقرة للكائنات البحرية ، وخاصة الشعاب المرجانية ، أمر صعب للغاية في الماضي". . "هذا النجاح يمكن أن يكون لحظة محورية لاكتساب فهم أعمق لبيولوجيا هذه الحيوانات ذات الأهمية الحيوية."

أكروبورا تينوس ينتمي إلى Acroporidae الأسرة ، النوع الأكثر شيوعًا من الشعاب المرجانية الموجودة داخل الشعاب المرجانية الاستوائية وشبه الاستوائية. هذه الشعاب المرجانية الصخرية تنمو بسرعة ، وبالتالي تلعب دورًا حاسمًا في التكوين الهيكلي للشعاب المرجانية.

لكن، Acroporidae الشعاب المرجانية معرضة بشكل خاص للتغيرات في ظروف المحيطات ، وغالبًا ما تخضع لأحداث التبييض عندما ترتفع درجات الحرارة أو عندما ترتفع درجة حموضة المحيطات. أوضح البروفيسور ساتو أن تكوين المعرفة حول البيولوجيا الأساسية لهذه الشعاب المرجانية من خلال خطوط الخلايا يمكن أن يساعد يومًا ما في حمايتها من تغير المناخ.

في الدراسة ، عمل البروفيسور ساتوه عن كثب مع البروفيسور كاز كاوامورا من جامعة كوتشي - وهو خبير في تطوير وصيانة مزارع الخلايا للكائنات البحرية.

نظرًا لأن الشعاب المرجانية البالغة تستضيف مجموعة متنوعة من الكائنات البحرية المجهرية ، فقد اختارت المجموعة محاولة إنشاء خطوط خلوية من يرقات المرجان لتقليل فرص انتقال التلوث. ومن الفوائد الأخرى لاستخدام خلايا اليرقات أنها تنقسم بسهولة أكبر من الخلايا البالغة ، مما يجعل زرعها أسهل.

استخدم الباحثون عينات من المرجان في المختبر لعزل كل من البويضات والحيوانات المنوية وتخصيب البويضات. بمجرد أن تتطور يرقات المرجان ، قاموا بفصل اليرقات إلى خلايا فردية وزرعوها في أطباق بتري.

في البداية ، انتهت محاولات الثقافة بالفشل. قال البروفيسور كاز كاوامورا: "ظهرت أجسام فقاعات صغيرة ثم احتلت معظم طبق بتري". "وجدنا فيما بعد أن هذه كانت شظايا من خلايا مرجانية حجرية محتضرة."

في العام الثاني ، اكتشفت المجموعة أنه من خلال إضافة بروتياز يسمى البلازمين إلى وسط زراعة الخلايا ، في بداية الثقافة ، يمكنهم إيقاف الخلايا المرجانية الصخرية من الموت والحفاظ على نموها.

بعد أسبوعين إلى ثلاثة أسابيع ، تطورت خلايا اليرقات إلى ثمانية أنواع مختلفة من الخلايا ، والتي اختلفت في اللون والشكل والنشاط الجيني. استمر سبعة من الثمانية في الانقسام إلى أجل غير مسمى لتشكيل خلايا مرجانية جديدة.

استكشاف التعايش جزء لا يتجزأ من بقاء المرجان

كان أحد أكثر التطورات إثارة في هذه الدراسة هو أن بعض خطوط الخلايا كانت متشابهة في الشكل والنشاط الجيني لخلايا الأديم الباطن. الأديم الباطن هو الطبقة الداخلية من الخلايا التي تشكلت بعد يوم تقريبًا من إخصاب بيوض المرجان.

الأهم من ذلك ، أن الخلايا الموجودة في الأديم الباطن هي التي تدمج الطحالب التكافلية ، التي تقوم بالبناء الضوئي وتوفر العناصر الغذائية للحفاظ على الشعاب المرجانية.

قال البروفيسور: "في هذا الوقت ، فإن الحاجة الأكثر إلحاحًا في بيولوجيا المرجان هي فهم التفاعل بين حيوان المرجان وتعايشه في التمثيل الضوئي على المستوى الخلوي ، وكيف تنهار هذه العلاقة تحت الضغط ، مما يؤدي إلى ابيضاض المرجان والموت". ديفيد ميلر ، عالم الأحياء المرجاني البارز من جامعة جيمس كوك ، أستراليا ، والذي لم يشارك في الدراسة.

وتابع: "رهناً بتأكيد أن هذه الخلايا في الثقافة تمثل الأديم الباطن المرجاني ، فإن التحليلات الجزيئية التفصيلية للتفاعل المرجاني / التفاعل الضوئي ستكون ممكنة - ومن هذا المنطلق ، يمكن توقع حدوث تقدم حقيقي في فهم وربما منع تبيض المرجان."

بالنسبة للبروفيسور ساتو ، ينصب اهتمامه على كيفية دخول خلايا الطحالب التي تتعايش ضوئيًا ، والتي تكون تقريبًا بحجم خلايا اليرقات ، إلى الشعاب المرجانية.

قال البروفيسور ساتوه: "يتم دمج الطحالب في الخلايا المرجانية بعد حوالي أسبوع من تطور اليرقات لأول مرة". "ولكن لم يلاحظ أحد حتى الآن هذا الحدث التكافلي الداخلي على مستوى خلية واحدة من قبل."

عصر جديد لأبحاث الخلايا المرجانية

وجد العلماء أيضًا أن خطوط الخلايا المرجانية كانت لا تزال قابلة للحياة بعد تجميدها بالنيتروجين السائل ثم إذابتها. قال البروفيسور ساتوه: "هذا أمر بالغ الأهمية لتكون قادرًا على إمداد مختبرات الأبحاث بخطوط الخلايا المرجانية بنجاح في جميع أنحاء العالم".

الآثار المترتبة على الأبحاث المستقبلية باستخدام خطوط الخلايا هذه بعيدة المدى ، بدءًا من البحث حول كيفية استجابة الخلايا المرجانية المفردة للتلوث أو درجات الحرارة المرتفعة ، إلى دراسة كيفية إنتاج الشعاب المرجانية لكربونات الكالسيوم التي تبني هيكلها العظمي.

يمكن أن توفر الأبحاث أيضًا نظرة ثاقبة حول كيفية تطور الشعاب المرجانية ، مما قد يحسن قدرتنا على زراعة المرجان.

في البحث المستقبلي ، يأمل الفريق في إنشاء خطوط خلايا نسيلية ، مما يعني أن كل خلية في المستنبت متطابقة وراثيًا.

قال البروفيسور ساتوه: "سيعطينا هذا فكرة أوضح كثيرًا عن أنواع الخلايا المرجانية التي ننموها بالضبط ، على سبيل المثال الخلايا الشبيهة بالأمعاء أو الخلايا الشبيهة بالأعصاب ، من خلال النظر في الجينات التي يتم تشغيلها وإيقافها في الخلايا".

تنصل: AAAS و EurekAlert! ليست مسؤولة عن دقة النشرات الإخبارية المرسلة إلى EurekAlert! من خلال المؤسسات المساهمة أو لاستخدام أي معلومات من خلال نظام EurekAlert.


التركيب الوراثي عن طريق تفاعلات البيئة في تبيض المرجان

أدى تراجع الشعاب المرجانية الناتج عن المناخ إلى تطوير استراتيجيات الجيل التالي للحفاظ على الشعاب المرجانية ، والتي يتوقف الكثير منها على حركة التباين التكيفي عبر التدرجات الجينية والبيئية. هذه العملية محدودة بفهمنا لكيفية ظهور الدوافع الجينية والوراثية لتبييض المرجان في الظروف البيئية المختلفة. زرعنا بالتبادل 10 أنماط وراثية من Acropora cervicornis عبر ثمانية مواقع على امتداد 60 كم من منطقة فلوريدا ريف تراكت ووثقت تفاعلات النمط الجيني × البيئة الهامة في استجابة التبييض خلال حدث التبييض الحاد لعام 2015. كان الأداء بالنسبة لمتوسط ​​الموقع مختلفًا بشكل كبير بين الأنماط الجينية ويمكن تفسيره في الغالب من خلال نماذج مجموعة من الارتباطات مع العلامات الجينية. كانت القوة التفسيرية العالية مدفوعة بإثراء كبير لإصلاح الحمض النووي المرتبط بالمواقع ، وإشارات الخلية وموت الخلايا المبرمج. لم يتم إجراء أي أنماط وراثية أعلى (أو أقل) من متوسط ​​التبييض في جميع المواقع ، لذلك يمكن للتنبؤات الجينية أن توفر للممارسين "فترات ثقة" حول فرصة النجاح في الموائل الجديدة. هذه البيانات لها آثار مهمة على تدفق الجينات المساعدة وإعادة التوطين المدارة ، وتكاملها مع الاستعادة النشطة التقليدية.

1 المقدمة

يؤدي تغير المناخ إلى تدهور سريع للشعاب المرجانية ، والتي تحدث عادة بالقرب من حدودها الحرارية العليا. تؤدي الزيادات في درجة حرارة البحر إلى ابيضاض الشعاب المرجانية ، وانهيار التعايش بين المضيف المرجاني وتعايش دينوفلاجيلات في الأسرة Symbiodiniaceae [1] ، مما أدى إلى ضعف أيضي وفسيولوجي للشعاب المرجانية. إذا كان الإجهاد هو الشعاب المرجانية الثابتة غالبًا ما تموت [2] ، مما يهدد السلامة الهيكلية والوظيفية لهذه النظم البيئية. أصبح تبيض المرجان متكررًا بشكل متزايد [3] ومن المتوقع أن يؤثر على معظم الشعاب المرجانية في العالم سنويًا بحلول منتصف القرن [4] ، وهو إجهاد متكرر على النظم البيئية التي تواجه أيضًا التأثيرات المحلية [5،6] وتتعافى ببطء حتى في ظل أفضل الظروف [7]. يعد الحد من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري شرطًا لاستمرارية النظم الإيكولوجية للشعاب المرجانية على المدى الطويل ، ولكن التغيير الملتزم في درجات الحرارة [8،9] يعني أن المحيطات ستستمر في الاحترار في المستقبل المنظور.

أدى هذا التراجع غير المسبوق إلى اندفاع كبير في الأبحاث حول العوامل المحركة لمرونة الشعاب المرجانية ، مما يسلط الضوء على الحاجة إلى تدخلات بيولوجية سريعة وفعالة تحافظ على وظيفة النظام البيئي [10،11]. يمكن تصنيف هذه التدخلات على نطاق واسع على أنها (1) تعزيز المرونة في مجموعات الشعاب المرجانية أو مجموعات الشعاب المرجانية ، و (2) إصلاح الضرر الناجم عن الاضطرابات [12 ، 13]. تعتمد العديد من هذه الاستراتيجيات ، الاستباقية والتفاعلية ، على تحريك الشعاب المرجانية بنشاط وتنوعها التكيفي داخل السكان وفيما بينهم. على سبيل المثال ، يعد تدفق الجينات المدعوم ، والتربية الانتقائية ، وإعادة التوطين المُدارة والاستعادة التقليدية أدوات يمكنها تغيير التركيب الجيني لمجموعات الشعاب المرجانية لتسهيل التغيير التكيفي [12 ، 14].

نظرًا لأن نقل الشعاب المرجانية أصبح عنصرًا رئيسيًا في إجراءات الحفظ ، فإن استمرار الشعاب المرجانية على المدى الطويل يتطلب فهمًا أكثر تطورًا للدوافع الجينية والوراثية للمضيف للتسامح الحراري عبر مجموعة من البيئات. تشكل الأبحاث حول التوريث واسع النطاق والاستجابات الوراثية والنسخية للإجهاد الحراري والارتباطات الجينية والبيئية أساس فهمنا لتأثيرات المضيف [15] ، والتي يتم حفظها عبر المكان والزمان [16-19]. ومع ذلك ، عادةً ما تقتصر هذه التصميمات على موقع واحد أو عدة مواقع ولا تفحص تفاعلات النمط الجيني × البيئة. تتمثل فجوة المعرفة الرئيسية في كيفية ظهور الاستجابات الجزيئية والظاهرية للإجهاد الحراري عبر التدرجات البيئية مثل تلك الشعاب المرجانية في المناخات المتغيرة وكجزء من برامج الحفظ والاستعادة.

لمعالجة هذا الأمر ، قمنا بزرع 10 أنماط وراثية متبادلة من المرجان الكاريبي Acropora cervicornis إلى ثمانية مواقع وقياس استجابة التبييض خلال حدث التبييض لعام 2015 على طول منطقة فلوريدا ريف. وجدنا تفاعلات كبيرة في النمط الجيني × البيئة وتأثيرات وراثية مهمة في درجة التبييض المتبقية المعدلة بالموقع. يمكن التنبؤ بهذه القياسات التكاملية بدقة عالية من طرق التعلم الجماعي للعلامات الجينومية المترابطة ، مما يدل على أن التباين التكيفي الذي يقود استجابة التبييض أثناء حدث الاحترار الشديد يتداخل مع التأثيرات البيئية. تمثل هذه البيانات أداء النمط الجيني عبر العديد من المواقع المعرضة للإجهاد وهي ضرورية لفهم الآثار المترتبة على الجيل التالي من حفظ الشعاب المرجانية.

2. الطرق

استخدمنا تسلسل الجيل التالي والمقايسات المظهرية من 668 Acropora cervicornis شظايا تم رصدها خلال حدث التبييض العالمي لعام 2015 لتقييم تفاعلات النمط الجيني × البيئة والارتباطات الجينية للمرونة.

(أ) عمليات المسح التبادلي للزرع والتبييض

جمعنا نمطًا جينيًا واحدًا من Acropora cervicornis من كل موقع من 10 مواقع ونشرها في مشتل حديقة مشترك لمدة عام واحد قبل زرع كل منها في 8 مواقع التجميع الأصلية (الشكل 1). يمكن الاطلاع على التفاصيل الكاملة لتجربة الزرع في [20]. أنشأنا تصميمًا متقاطعًا بالكامل (باستثناء تركيب وراثي واحد في موقع واحد ، ن = 79 مجموعة) ، مع 10 أجزاء مكررة من كل نمط وراثي في ​​كل موقع.تم إعطاء كل نسخة مكررة درجة تبييض بصري (0–3 ، مادة تكميلية إلكترونية ، الشكل S1) خلال مايو ويوليو وأغسطس من عام 2015 ، عندما أثر حدث التبييض العالمي بشكل كبير على منطقة فلوريدا ريف المسالك [21]. بعد إزالة الأجزاء ذات الوفيات المبكرة المرتبطة بإجهاد الزرع (ن = 122) ، استخدمنا جميع الأجزاء المتبقية (ن = 668 موزعة عبر جميع الأنماط الجينية) لاختبار النمط الجيني × تفاعل البيئة باستخدام ANOVA ثنائي الاتجاه لمتوسط ​​درجة التبييض لكل جزء من النقاط الزمنية الثلاث (بعد تحويل الجذر التربيعي). قمنا بعد ذلك بحساب متوسط ​​درجة التبييض لجميع الأجزاء في كل موقع (متوسط ​​الموقع) ودرجة التبييض المتبقية لكل جزء (الدرجة الفردية - متوسط ​​الموقع) ، حيث تشير القيم العالية إلى المزيد من التبييض والقيم المنخفضة تشير إلى تبيض أقل. اختبرنا بقايا التبييض للحصول على تأثير وراثي باستخدام ANOVA أحادي الاتجاه. قمنا بقياس نسبة النجاة النهائية في ديسمبر 2015.

الشكل 1. خريطة مواقع التجميع والزرع. Acropora cervicornis تم جمع المستعمرات من كل موقع من 10 مواقع ، تم زرعها في مشتل لمدة عام واحد وإعادتها إلى ثمانية من مواقع التجميع الأصلية. تمتد المواقع على مسافة 60 كم تقريبًا من منطقة فلوريدا ريف تراكت. (نسخة ملونة على الإنترنت.)

(ب) بيانات درجة الحرارة

تم تسجيل درجات الحرارة كل ساعة (المعلقات بداية) في كل موقع من 1 مايو إلى 30 سبتمبر 2015. تم فقدان البيانات لشعاب جون. كان متوسط ​​درجات الحرارة على مستوى التجربة أعلى من عتبة التبييض المحلية البالغة 30.5 درجة مئوية حتى 15 سبتمبر على الأقل. كانت بيانات درجة الحرارة لدينا غير مكتملة بعد 15 أغسطس ، لذلك استخدمنا الفاصل الزمني حيث كانت البيانات متاحة لجميع المواقع ، والتي تشمل 1 مايو إلى 15 أغسطس. حسبنا إحصائيات موجزة واستخدمنا متوسط ​​درجة الحرارة كل يوم كمدخل لتحليل المكون الرئيسي من هذه الفترة. لوصف العلاقات بين المواقع. قمنا بحساب أسابيع تسخين الدرجة (DHW) لكل موقع على أنه الوقت الذي يقضيه فوق 29.7 درجة مئوية ، وهو درجة واحدة أعلى من MMM (أغسطس: 28.7 درجة مئوية) في Fowey Rocks (NDBC FWFY1) في مركز منطقة دراستنا [22] . بشكل منفصل ، قمنا بحساب مقياس DHW على مستوى التجربة لتلخيص موسم التبييض باستخدام متوسط ​​درجة الحرارة لجميع المواقع المتاحة من 1 مايو إلى 30 سبتمبر 2015.

(ج) تسلسل معالجة البيانات

حجم العينة لدينا (ن = 10) يجب أن تلتقط 80-90٪ من الأليلات الشائعة (maf & gt 0.05) في السكان [14]. استخدمنا بيانات التسلسل من [23،24] (قائمة عينة متاحة على github.com/druryc/acerv_GxE) للتنبؤ بعدد الأليلات الثانوية للشعاب المرجانية في التجربة. قمنا بمحاذاة القراءات المضاعفة إلى ملف ألف ميلبورا [25] الجينوم مع ميم [26] ، تسمى احتمالات النمط الجيني للمواقع التي تمت تصفيتها (الجودة & gt 20 ، وجودة الخرائط & gt 30 ، الموجودة في جميع العينات العشر ، SNP ص-قيمة أقل من 2 × 10 4 ، لكل عمق عينة ≥7) باستخدام ANGSD [27]. قمنا بتصدير احتمالات النمط الجيني لكل عينة (-doGeno 8 ، -doPost 1) ، وقمنا بتلخيص احتمالية الزيجوت المتغاير (ab) و 2 × الزيجوت المتماثل الثانوي (bb) للتنبؤ بعدد الأليلات الثانوية بدون أنماط وراثية صعبة الاستدعاء. تعمل هذه الإستراتيجية على حساب عدم اليقين في قراءات العمق المنخفضة والمتغيرة أثناء تكثيفها في قيمة واحدة مناسبة لتحليل المصب.

قمنا بتقييم التركيبة السكانية الإجمالية باستخدام PCAngsd [28] و NGSadmix [29] (ك = 1 إلى 4) على احتمالات النمط الجيني لجميع المواقع ذات تردد أليل ثانوي أكبر من 0.05 ، محددًا بالحد الأدنى من احتمالية السجل. حسبنا أيضًا الهوية الزوجية حسب الحالة باستخدام ANGSD. قمنا بمحاذاة جميع القراءات مع نسخة متسلسلة مترابطة [30-33] مع ميم وعدت المحاذاة الأولية بجودة تعيين أكبر من 30 لكل جنس يلي [34]. قمنا بمقارنة متوسط ​​التبييض المتبقي لكل نمط وراثي مقابل الاحتمال الأليلي لـ 13337 موضعًا لتجاوز عتبات الجودة باستخدام الانحدار الخطي. أزلنا loci مع ص ≥ 0.01 كخطوة ترشيح أولية ، ينتج عنها 58 موقعًا مع معاملات الارتباط بين 0.73 و 0.89.

(د) توقع المخلفات

استخدمنا 58 موقعًا كمدخلات للانحدار العشوائي للغابات المنفذة في علامة الإقحام [35،36] في R (3.5.0). استخدمنا الغابات العشوائية لأن مجموعة المتعلمين الضعفاء مناسبة تمامًا لعدد كبير من المتغيرات وتسمح لنا بتقييم التأثيرات الإضافية لمجموعة بيانات "مسبقة التشكيل" لمواقع مرتبطة باستخدام مقاييس متغيرة الأهمية. للتحكم في فرط التجهيز ، استخدمنا نهجًا متحفظًا متكررًا للتحقق من الصحة (ن = 2 أضعاف ، تتكرر 20 مرة) لتحديد القدرة على مستوى التجربة للتنبؤ ببقايا التبييض. قمنا بتعيين mtry = 1 لقصر التحليل على التأثيرات المضافة (أي ليس التفاعلات) نظرًا لصغر حجم العينة لدينا.

(هـ) الشروح والإثراء

استخرجنا نافذة 1000 نقطة أساس (حيث يظل الارتباط مرتفعًا [25]) من الجينوم المرجعي المتمركز في كل موقع من 58 موقعًا تستخدم للتنبؤات وتم شرحها باستخدام blastn ضد الكائنات المجوفة (Taxid: 6073) بقطع القيمة الإلكترونية بمقدار 10 5 . ثم استخرجنا نافذة 5000 نقطة أساس من جميع المواقع (ن = 13337) في الدراسة ، محاذاة مع قاعدة بيانات البروتين Uniprot مع blastx واسترجاع اسم الجين والأنطولوجيا من كل تسلسل. استخدمنا هذه الأنطولوجيات ومعامل الارتباط بين الاحتمالية الأليلية والتبييض المتبقي لجميع الميزات (ن = 13337) لإجراء تحليل التخصيب باستخدام GO_MWU [37].

(و) التنبؤات

لإنشاء تنبؤات عن الشعاب المرجانية الجديدة غير المستخدمة في عملية الزرع التبادلية ، استخدمنا عينات إضافية تم جمعها كجزء من جهود الاستعادة المستمرة من قبل شبكة من دور الحضانة على طول منطقة فلوريدا ريف التي تحتوي على بيانات التسلسل [24 ، 38]. قمنا بمحاذاة القراءة وحساب الاحتمالات الأليلية باستخدام الطريقة المفصلة أعلاه لـ 58 موقعًا مستخدمًا في النموذج الأصلي.

لم تحصل عينات إضافية على مكالمات عالية الجودة في جميع المواقع البالغ عددها 58 موقعًا ، لذلك اختبرنا تأثيرات البيانات المفقودة على مجموعة البيانات الأصلية. للقيام بذلك ، قمنا بتعيين عدد الأليلات الثانوية بنسب متفاوتة من المتغيرات بشكل عشوائي على أنها بيانات مفقودة ، وطبقنا النموذج المناسب وقمنا بتقييم التباين الموضح من خلال بقايا التبييض المتوقعة ضد بقايا التبييض من مجموعة البيانات الأصلية 100 مرة ، وهو شكل من أشكال التحقق الداخلي. لتطبيق التنبؤات على العينات الجديدة ، قمنا بتصفية العينات بما لا يقل عن 30 متغيرًا (أكثر من 50٪ من 58 عينة في النموذج الأصلي) ثم اخترنا عشوائيًا عينة واحدة لكل شعاب مرجانية لتقليل تحيز أخذ العينات. استخدمنا نموذج الغابة العشوائية المعروض أعلاه في هذه البيانات للتنبؤ بتحمل التبييض النسبي عبر منطقة فلوريدا ريف. اختبرنا الاختلافات بين المناطق (كما هو محدد في [38]) باستخدام ANOVA أحادي الاتجاه.

(ز) المصادقة

لتقييم قوة نموذج الغابة العشوائية للتنبؤ بأنماط ظاهرية جديدة للتبييض ، قمنا بمقارنة التنبؤات بالبيانات الميدانية لمجموعة تحقق حقيقية باستخدام بيانات كفاءة التمثيل الضوئي من المفاتيح السفلية (E. Muller 2015 ، الاتصال الشخصي) خلال حدث التبييض 2015 [39 ] التي تحتوي أيضًا على بيانات جينومية [24]. باختصار ، تم قياس كفاءة التمثيل الضوئي قبل وبعد الحد الأقصى للحرارة وقمنا بحساب الانخفاض النسبي (النسبة المئوية للتغيير) لكل من الأنماط الجينية الخمسة عشر. بعد التصفية ، قارنا بقايا التبييض المتوقعة من العينات مع البيانات الكافية (ن = 11) مع هذه الانخفاضات النسبية في fv / fm باستخدام الانحدار الخطي.

3. النتائج

شهدت جميع المواقع ظروفًا أعلى من عتبة التبييض البالغة 30.5 درجة مئوية [40] (الشكل 2أ) و 4 من 7 مواقع شهدت ما لا يقل عن 40 ساعة فوق 32 درجة مئوية (الجدول 1). شهدت جميع المواقع ما لا يقل عن 10 DHW (الجدول 1) ، على الرغم من أن هذا المقياس لم يكن مرتبطًا بمتوسط ​​التبييض بالموقع (المواد التكميلية الإلكترونية ، الشكل S2). نحن نقدر ما مجموعه 14 DHW بناءً على متوسط ​​درجة الحرارة في جميع المواقع. كان لميامي بيتش ملف تعريف حراري مميز ، والذي لم يترجم إلى اختلافات في التبييض (المواد التكميلية الإلكترونية ، الشكل S2). في أوائل الصيف (1 مايو - 15 يونيو) ، كان هناك فرق 1 درجة مئوية تقريبًا في درجة الحرارة القصوى بين المواقع وكان متوسط ​​درجة الحرارة والتباين متشابهين (المواد التكميلية الإلكترونية ، الجدول S1). الأهم من ذلك ، تم إيواء جميع الشعاب المرجانية في قطعة واحدة فى الموقع الحضانة من سنة واحدة قبل الزرع لتقليل تأثير التأقلم وعزل التأثيرات الوراثية للمضيف.

الشكل 2. استجابة التبييض. (أ) سجلات درجات الحرارة من سبعة مواقع خلال حدث التبييض 2015 ، بالمتوسط ​​العام. يشير الخط المتقطع إلى عتبة التبييض المحلية البالغة 30.5 درجة مئوية. (ب) متوسط ​​درجة التبييض البصري على ثلاث نقاط زمنية (مايو ، يونيو ، أغسطس) لجميع تركيبات التركيب الوراثي × الموقع. تشير النقاط السوداء إلى "المواقع الرئيسية" لثمانية من 10 أنماط وراثية (الشكل 1). لم يتم زرع أي شعاب مرجانية من النمط الوراثي لجون في كوبر ريف. (ج) بقايا التبييض المصححة بالموقع (التسامح النسبي للحرارة) لكل نمط وراثي. أخذنا متوسط ​​درجة التبييض لكل جزء وطرحنا متوسط ​​الموقع لتصحيح الاختلافات البيئية. يتم تصور النقاط كمتوسط ​​في كل موقع لكل نمط وراثي ، مما يدل على أنه لا توجد أنماط جينية لها أداء مطلق أفضل أو أسوأ من المتوسط. تمثل النقاط الأكبر من 0 نوعًا وراثيًا خضع لعملية تبييض أكثر من المتوسط ​​في موقع معين ، بينما تمثل النقاط الأقل من 0 تبيضًا أقل من المتوسط. (نسخة ملونة على الإنترنت.)

الجدول 1. بيانات درجة الحرارة لكل موقع (تم فقد البيانات من شعاب جون) من 1 مايو إلى 15 أغسطس ، ويتم تسجيلها كل ساعة. متوسط ​​و sd. خلال مدة نطاق التجربة هو متوسط ​​النطاق اليومي ، الحد الأقصى هو إجمالي الساعات القصوى هي النقاط الزمنية التي يتم تسجيلها فوق كل درجة حرارة طوال مدة التجربة. امتد إجهاد درجة الحرارة إلى ما بعد 15 أغسطس ، لكن البيانات كانت غير كاملة بسبب فشل الجهاز.

عانت جميع تركيبات التركيب الوراثي - الموقع تقريبًا (77 من 79 ، 97.4٪) من بعض التبييض المرئي المنسوب إلى الإجهاد الحراري (الشكل 2ب، المواد التكميلية الإلكترونية ، الشكل S1). كان هناك تأثير كبير للموقع (F = 16.78, ص & lt 0.001) والنمط الجيني على درجة التبييض (F = 2.87, ص = 0.002) ونمط وراثي مهم حسب تفاعل البيئة (F = 1.62, ص = 0.002). بعد حساب درجة التبييض المتبقية لحساب الاختلافات القائمة على الموقع ، كان هناك تأثير كبير على التركيب الجيني (الشكل 2).ج F = 2.36, ص = 0.012). لا توجد أنماط وراثية أعلى أو أقل من المتوسط ​​في كل موقع.

كانت درجة التبييض أعلى بشكل ملحوظ في الشعاب المرجانية التي ماتت في النهاية من تلك التي تعافت من التبييض ونجت (ديسمبر 2015 Wilcox ص = 0.001 مادة تكميلية إلكترونية ، الشكل S3أ). من بين جميع الشعاب المرجانية في التجربة ، شهد 64٪ من تركيبات التركيب الوراثي-الموقع معدل وفيات بنسبة 100٪ ، وبعضها على الرغم من متوسط ​​درجات التبييض (المواد التكميلية الإلكترونية ، الشكل S3ب). عند فحص الشعاب المرجانية فقط التي لم تشهد معدل وفيات بنسبة 100٪ ، كانت هناك علاقة تفسيرية قوية بين درجة التبييض والوفيات اللاحقة (المواد التكميلية الإلكترونية ، الشكل S3ج ص 2 = 0.35, ص & lt 0.001) ، لذا فإن هذا المقياس هو تقييم جودة الإجهاد الحراري والضغط الانتقائي.

كانت الشعاب المرجانية في هذه الدراسة أنماطًا وراثية فريدة من مجموعة سكانية واحدة (المواد التكميلية الإلكترونية ، الشكل S4). على الرغم من أن النمط الجيني من كوبر ريف هو شاذ وراثيًا في PCA ، NGSadmix تم تحديد 1 من السكان ، والذي يتوافق مع التركيبة السكانية لـ A. cervicornis من ميامي ديد [24،38]. لم تكن المواقع الـ 58 المستخدمة في نموذج الغابة العشوائية مرتبطة ارتباطًا وثيقًا أو ملحوظًا بأي من المكونين الرئيسيين الأولين اللذين يقودان بنية السكان. احتوى النمط الجيني على نسبة كبيرة من دوروسدينيوم، ولكن كل الآخرين سيطروا على (أكثر من 97٪ من القراءات) Symbiodinium (المواد التكميلية الإلكترونية ، الشكل S5).

استخدمنا غابات عشوائية للتنبؤ بقايا التبييض باستخدام 58 علامة جينية مرتبطة تم اختيارها بناءً على معاملات الارتباط من مجموعة بيانات أكبر من 13337 موقعًا. استخدمنا تحققًا متقاطعًا متكررًا مزدوجًا (اختيار خمس عينات عشوائيًا ، وبناء النموذج وتقييم الخمس المتبقية ، وتكرار 20 مرة) لتقدير فائدة هذه الطريقة لوصف الأنماط في مجموعة بيانات "جديدة". متوسط ​​إعادة أخذ العينات ص كانت قيمتان أكبر من 0.9 (المواد التكميلية الإلكترونية ، الشكل S6أ ن = 40). استحوذ أفضل توافق على 96.4٪ من التباين في بقايا التبييض (المواد التكميلية الإلكترونية ، الشكل S6ب ص & lt 0.001).

تم إثراء الأنطولوجيا الجينية المتعددة بشكل كبير (الشكل 3 ، FDR & lt 0.1) في المواقع ذات معاملات الارتباط العالية بما في ذلك الأنطولوجيا التي تتضمن استجابات مناعية (GO: 0090051) ، إشارات متتالية (GO: 0032695) ، موت الخلايا المبرمج (GO: 0060314) ، نقل الأيونات (GO: 0090051) : 009244) و exodeoxyribonucleases (GO: 0008852 GO: 0034618 GO: 003958). من بين 58 موقعًا مرتبطًا ببقايا التبييض واستخدمت لاحقًا للتنبؤات ، كان لـ 50 موقعًا نتائج مذهلة ضد الكائنات المجوفة. من غير المحتمل أن تكون هذه المواقع مسببة ، ولكنها مفيدة لتوضيح فائدة تنبؤات التعلم الآلي (المواد التكميلية الإلكترونية ، الجدول S2). كان المتغير الأكثر أهمية للتنبؤ ببقايا التبييض هو بروتين تجميع العضلات M-line unc-89-like.

الشكل 3. الأنطولوجيا الجينية ترتبط ارتباطًا وثيقًا بمخلفات التبييض. التخصيب الأنطولوجي الجيني في الجينات التي ترتبط ارتباطًا وثيقًا بمخلفات التبييض. تم حساب التخصيب من اختبارات Mann-Whitney U أحادية الاتجاه على معاملات الارتباط المرتبة بين بقايا التبييض لجميع المواقع 13337 باستخدام GO_MWU لـ (أ) العمليات البيولوجية و (ب) الوظائف الجزيئية. لم يتم إثراء الأنطولوجيا الخلوية للمقصورة. الأنطولوجيات باللون الأسود لها تعديل FDR ص & lt 0.05 والرمادي ديك ص & lt 0.1.

قمنا بتوثيق 92.1 ± 3.2٪ (يعني ± 1 ثانية) من التباين موضحًا عند تعيين نصف المتغيرات على معدل عدم وجود معلومات (الاحتمالات عند عدم توفر معلومات التسلسل) ، مما يشير إلى أن المخلفات من العينات مع المكالمات في حوالي نصف 58 موقعًا لا يزال من الممكن التنبؤ بدقة. استخدمنا نفس استراتيجية الاحتمالية الأليلية المعروضة أعلاه لعينات إضافية ، وحساب بقايا التبييض المتوقعة لـ 183 مستعمرة عبر منطقة فلوريدا ريف. كانت هناك علاقة معتدلة بين المخلفات المتوقعة وانخفاض التمثيل الضوئي أثناء التبييض في الأنماط الجينية من المفاتيح السفلية (ص = 0.098, ص 2 = 0.274) في 11 من الشعاب المرجانية بكلا النوعين من البيانات (الشكل 4أ).

الشكل 4. بقايا التبييض المتوقعة. طبقنا النموذج الذي تم إنشاؤه من الزرع المتبادل على البيانات الجينية من مجموعة إضافية من العينات التي لا تحتوي على معلومات النمط الظاهري (ن = 173). (أ) مقارنة بيانات التحقق من المفاتيح السفلية وبقايا التبييض المتوقعة. (بتم العثور على شعاب مرجانية متوقعة وحساسة للتأثر في كل منطقة ، مع وجود الأفراد الأكثر مرونة في ميامي بيتش. (ج) خريطة القيم ، تعويضها لتجنب المبالغة في التخطيط. (نسخة ملونة على الإنترنت.)

أسفرت التنبؤات عن توزيع طبيعي لبقايا التبييض التي لم تكن مختلفة بشكل كبير عن الأنماط الجينية الأصلية العشرة (الشكل 4ب, ص = 0.245). كان من المتوقع أن تكون العينات متحملة للحرارة في جميع المناطق ، ولكن لم تكن هناك فروق ذات دلالة إحصائية بين المناطق (ص = 0.339) والشعاب المرجانية التي يُتوقع أنها تتحمل التبييض تم توزيعها عبر منطقة فلوريدا المرجانية (الشكل 4ج).

4. مناقشة

تعتبر حماية مقاومة المناخ في الشعاب المرجانية هدفًا رئيسيًا لجهود الاستعادة والحفظ المعاصرة ، ولكن لا يُعرف سوى القليل عن التفاعلات بين الدوافع الجينية أو الجينية والتدرجات البيئية. لقد أظهرنا أن تبيض المرجان محكوم بتفاعلات وراثية كبيرة مع البيئة ونلاحظ اختلافات كبيرة في قابلية التبييض والوفيات المرتبطة بها. يكمن وراء هذا التفاعل تأثير النمط الجيني ، والذي يؤثر بشكل كبير على بقايا التبييض ، وهو نمط ظاهري تمثيلي تم تصحيحه في الموقع. ارتبطت المواقع الفردية المرتبطة بالجينات التي تعتبر سمات مميزة للإجهاد الحراري في الشعاب المرجانية ببقايا التبييض ، على الرغم من أنه من غير المحتمل أن تكون مسببة نظرًا لتباين تسلسل RAD. تم استخدام هذه المواقع في خوارزميات التعلم القائمة على الأشجار للمجموعة للتنبؤ بالتسامح الحراري النسبي لنمط وراثي معين بدقة عالية. لم يكن هناك أفراد مبيضين متسامحين في جميع المواقع. تمثل أقوى المخلفات المستعمرات المرجانية التي كانت أكثر (أو أقل) تحملاً من نظيراتها في مواقع تزيد عن 85٪ (7 من 8) ، مما يعني أن التنبؤات يمكن أن تمثل جزءًا من التباين المرتبط بالتفاعلات وتزود الممارسين بفواصل الثقة حول فرصتهم في النجاح في بيئة جديدة. يمكن استخدام هذه الأدوات لفهم أهمية الموقع واختيار النمط الجيني والتشخيصات الجينية للاستعادة والحفظ في ظل تغير المناخ ، على سبيل المثال ، من خلال تقييم الأنماط الظاهرية في مجموعة من المواقع لفهم احتمالات تحقيق أهداف الأداء [41] في بيئات جديدة أو من خلال دراسات التسلسل.

معظم دراسات الزرع المتبادل التي تدعم الارتباط الجيني أو الترانسكريبتومي مع التركيز على الإجهاد الحراري على التغيرات السكانية × البيئة و / أو يتم إجراؤها في مواقع مقترنة [42-44] ، لذلك فهي غير قادرة على التقاط تقديرات قوية للتفاعلات بين النمط الجيني × البيئة. تظهر نتائجنا أنه ينبغي النظر في تفاعلات النمط الوراثي مع البيئة أثناء الاستعادة والحفظ لأن الأنماط الظاهرية في الموقع الواحد ليست عالمية ، وهو ما تم إثباته سابقًا في التشكل العظمي للشعاب المرجانية [45-47]. تعكس تفاعلات النمط الوراثي × البيئة اللدونة المظهرية. يمكن أن يختلف حجم هذه المرونة حول الوسائل الوراثية الثابتة ونظهر أن البيئات المختلفة ، والتي قد تكون مماثلة للبيئات المتغيرة عبر الزمن ، تثير استجابات مختلفة على نطاق واسع من مرجان معين.

على حد علمنا ، قامت دراسة واحدة فقط بتقييم تفاعلات النمط الجيني × البيئة في تبيض المرجان [48] ، ووجدت تفاعلًا شديد الأهمية بين موقعين يفصل بينهما أكثر من 600 كيلومتر. اختبرت هذه الدراسة حدود التأقلم عن طريق الزرع عبر التدرج البيئي الكبير الذي تعرض الشعاب المرجانية لدرجات حرارة متطرفة موسمية كانت عدة درجات خارج القاعدة للمواقع المنزلية. في حين أن هذه المسافات معقولة أو حتى محتملة في جهود الاستعادة وإعادة التوطين في المستقبل ، خاصة وأن التجمعات البحرية تتحرك نحو القطب [49] ، فإن معظم عمليات الاستعادة تحدث على نطاقات مكانية دقيقة وقد تحتاج إلى الاستفادة من الملاجئ المحلية [50] الموجودة أيضًا داخل المنزل نطاق درجة حرارة السكان المانحة [51]. تدعم نتائجنا هذه التفاعلات ، ولكن على تدرجات بيئية أكثر دقة ، تتناقض مع نتائج [16] ، والتي أظهرت ارتباطات عالية بين الأداء في موقعين. تعيق الأساليب التحليلية المختلفة المقارنات المباشرة بين هذه الدراسات ، ولكنها توضح فائدة التقييم متعدد المواقع للنمط الظاهري للشعاب المرجانية.

تدعم بياناتنا أيضًا أهمية التركيب الوراثي للشعاب المرجانية في التعامل مع الإجهاد الحراري ، مما يدل على أن بعض الأفراد أكثر مرونة بشكل طبيعي عبر مجموعة متنوعة من المواقع ، ولكن لا يوجد أي منهم أعلى أو أقل من المتوسط ​​بشكل عام.فقط استخدام النمط الظاهري التكاملي متعدد المواقع مثل تلك المعروضة هنا يمكن أن يحل هذا التأثير ، والذي يظل وثيق الصلة للغاية مع تغير الظروف البيئية داخل وبين المواقع.

الهيمنة الواسعة لـ Symbiodinium في عيناتنا يتوافق مع الأنماط النموذجية في Floridian acroporids [52،53]. يعزل هذا النمط أيضًا تأثير حيوان المرجان في دراستنا ، على الرغم من أن التعايش يؤثر أيضًا على التعبير الجيني للمضيف [54،55] ، فإن التباين الوظيفي ضمن الأجناس المتعايشة كبير [56] والاختلافات الدقيقة بين السلالات المتعايشة قد تؤثر على علم وظائف الأعضاء [53] ]. كما هو متوقع ، يبدو أن العديد من المسارات المتعارف عليها للإجهاد والاستجابة [15] مرتبطة بالقدرة على التنبؤ بأنماط التبييض المتبقية في هذه الشعاب المرجانية. على وجه الخصوص ، تدعم نتائجنا تسلسل إشارات الخلايا (GO: 0032695) [57،58] ، آليات تلف / إصلاح الحمض النووي [59،60] (GO: 0008852 ، GO: 0003952) ومسارات موت الخلايا المبرمج ومستقبلات مجال الموت التي تتفاعل مع بروتينات الصدمة الحرارية [61]. إن الإثراء في العديد من الأنطولوجيا والقدرة على التنبؤ عالية الدقة حتى مع فقدان 50٪ من البيانات يسلطان الضوء على الطبيعة متعددة الجينات للإجهاد الحراري في هذا النظام [62].

خلق حدث التبييض العالمي لعام 2015 فسيفساء من الإجهاد الحراري فوق منطقة تجربتنا ، حيث شهدت بعض المواقع ما يقرب من 40 ٪ من الوقت فوق عتبة التبييض المحلية أكثر من غيرها. تمتد سجلات درجات الحرارة الكاملة الخاصة بنا إلى 15 أغسطس ، لكن البيانات الإضافية من مجموعة فرعية من المواقع أظهرت أن المتوسط ​​على مستوى التجربة ظل أعلى من عتبة التبييض المحلية حتى 15 سبتمبر على الأقل ، لذلك حدث إجهاد ذو مغزى في درجة الحرارة بين تقييم التبييض النهائي (منتصف أغسطس) ومسح الوفيات لدينا (ديسمبر). بالاقتران مع الفاصل الزمني والضغط الشديد من 10-14 DHW ، ربما أدى هذا إلى فصل بعض درجات التبييض لدينا عن مقاييس الوفيات اللاحقة المحسوبة في ديسمبر ، حيث شهدت 64٪ من مجموعات النمط الجيني الموقع أخلاقًا بنسبة 100٪ (انظر المواد التكميلية الإلكترونية ، الشكل S3قبل الميلاد). بالنسبة للشعاب المرجانية التي لم تخضع للوفاة الكاملة ، هناك قيمة تنبؤية عالية بين التبييض والبقاء على قيد الحياة ، مما يشير إلى أن نهج التبييض التكاملي هذا هو مقياس قوي للإجهاد ذي الصلة بيئيًا (وضغط الاختيار) في هذا النظام. يدعم معدل الوفيات المرتفع الذي تم تحقيقه في هذه الدراسة الحاجة إلى توزيع المادة الوراثية عبر البيئات وأهمية الملاجئ الصغيرة الحجم.

قدرتنا على التنبؤ بنوع التبييض المتبقي ، وهو مقياس يعزل تأثيرات المضيف قدر الإمكان ، عالية بشكل مدهش. في حين أن حجم العينة لدينا محدود ، فإن نهج التحقق المتبادل المحافظ ، والنمط الظاهري التكاملي متعدد المواقع ومسارات الاستجابة المتوقعة للإجهاد المتضمنة تشير إلى أن هذا نمط واقعي بيولوجيًا. تعتبر أساليب شجرة القرار قوية لأنها تسمح للعديد من المتغيرات بالمساهمة في التنبؤات عندما يكون كل متغير مفيدًا إلى حد ما في تمييز النتائج ، ويمكن إنشاء نماذج عالية الدقة. تم تطبيق هذه الإستراتيجية مؤخرًا في الشعاب المرجانية لمشاكل التصنيف مع البيانات متعددة المتغيرات [63،64] وبيانات التعبير الجيني ، مما يدل على أن حالة الإجهاد يمكن التنبؤ بها في الأكروبورات [65]. قد تقدم طرق التعلم مزايا كبيرة لعلم الوراثة البيئية [66] كما هو الحال في البحوث الطبية الحيوية ، مما يزيد من القدرة التنبؤية للطرق التقليدية ، مثل استخدام الدرجات متعددة الجينات والنماذج الخطية [25]. وتقلل هذه الاستراتيجية أيضًا من التأكيد على أهمية المواقع الفردية ، والتي قد تكون مفيدة للتغلب على صعوبات تطوير المرقمات الحيوية شديدة التغير [67]. نحن نعتبر فقط توقعنا المتبقي قابلاً للتعميم على هذا النوع في هذه المجموعة ، ولكنه يوضح كيف يمكن استخدام البيانات الجينية لإنشاء "فترات ثقة" حول متوسط ​​احتمالية النجاح في بيئة غير معروفة.

على سبيل المثال ، تشير نتائجنا إلى أن هناك قوة كبيرة في التنبؤ بمجموعة تحقق حقيقية من الأنماط الجينية الإضافية من المفاتيح السفلية التي خضعت لكميات متغيرة من التبييض في نفس حدث هذه الدراسة. يمكن تفسير ما يقرب من 27 ٪ من التباين في درجة تبييض التحقق (انخفاض نسبي في كفاءة التمثيل الضوئي) من خلال غابات عشوائية متخلفة عن التبييض ، وهي إشارة قوية. لا ينبغي توقع أن تكون هذه العلاقة قوية مثل النموذج الأصلي المناسب لأسباب لوجستية وبيولوجية. أولاً ، يجب أن تكون تنبؤاتنا تكاملية لكيفية أداء العينة في موقع متوسط ​​في Miami-Dade وليس بالضرورة مراعاة الظروف المرجانية للتحقق من الصحة في المفاتيح السفلى. ثانيًا ، يمكن فصل درجات التبييض البصري وكفاءة التمثيل الضوئي. على الرغم من هذه القيود ، فإن هذا التنبؤ يثبت فائدة استخدام تنبؤات الجينوم لتقييم التسامح الحراري ويسلط الضوء على دور الجينوميات المضيفة في استجابة التبييض.

إن استكشاف التحمل الطبيعي للحرارة والاستفادة منه من أجل التكاثر الانتقائي واستعادة وحركة التباين التكيفي في جميع مجموعات الشعاب المرجانية أمر قابل للتطوير وممكن على المدى القريب [13] ، على الرغم من أنه سيتطلب جهدًا كبيرًا [68]. تحقيقا لهذه الغاية ، نظهر أنه يجب معالجة تفاعلات النمط الجيني × البيئة ضمن أطر التدخل وأنه يمكن استخدام العلامات الجينومية المترابطة بشكل معتدل للتنبؤ بنمط ظاهري التبييض التكاملي ، مما يوفر للممارسين "فاصل ثقة" للنجاح في بيئات جديدة. توفر هذه البيانات سياقًا للنظر في الموقع والنمط الجيني والتشخيص الجيني في جهود الحفاظ على المرجان في ظل تغير المناخ.

أخلاق مهنية

تم جمع الشعاب المرجانية بموجب تصاريح Biscayne National Park BISC-2014-SCI-0018 و BISC-2015-SCI-0018 و FWC Permit SAL-14-1086-SCRP و SAL-15-1635-SCRP.


أساليب

ابيضاض التواريخ من النوى الهيكلية المرجانية

بين أغسطس 2019 ويناير 2020 ، قمت بحفر 22 نواة هيكلية من كتلة ضخمة بوريتيس النيابة. المستعمرات المرجانية بالقرب من منطقة ثول وسط البحر الأحمر (شكل 1). كان موقع الدراسة الأساسي عبارة عن شعاب مرجانية قريبة من الشاطئ تسمى أبو شوشة (11 مركزًا) ، لكنني أيضًا جمعت اللب في الشعاب المرجانية عبر الرف (1-2 قلب لكل شعاب ، 11 مركزًا إجماليًا). تم حفر النوى إلى أسفل من أعلى كل مستعمرة باستخدام مثقاب هوائي بقطر 3 أو 5 سم بقطر ماسي. تم شطف جميع النوى عدة مرات بالماء العذب ، ثم بالإيثانول النقي ، وتجفيف الهواء.

الشكل 1: منطقة الدراسة في المملكة العربية السعودية وسط البحر الأحمر.

لتصور أنماط نطاقات الكثافة داخل النوى ، قمت بمسحها باستخدام التصوير المقطعي المحوسب (CT) باستخدام آلة General Electric BrightSpeed. تضمنت إعدادات المسح الضوئي 100 كيلو فولت ، ومجال رؤية 9.6 سم ، ومسافة 1.25 ملم بكسل (أي الدقة). تم تصور عمليات التصوير المقطعي المحوسب باستخدام برنامج Osirix ، مما مكنني من قطع شرائح رقمية بسمك 3-5 مم على طول محاور النمو الأولية (Carilli et al. ، 2009 Cantin et al. ، 2010). تم التعرف بصريًا على نطاقات الكثافة السنوية و "نطاقات الإجهاد" الشاذة عالية الكثافة بناءً على نمط النطاقات لكل مرجان. كان لمعظم النوى أنماط نطاقات سنوية واضحة مع القليل من الغموض. استندت تعريفات نطاق الإجهاد إلى مظاهرها الموصوفة سابقًا على أنها نطاقات محددة بدقة وهي شاذة بالنسبة إلى نمط النطاقات السنوي العادي (Hudson et al. ، 1976 Carilli et al. ، 2009 Cantin & amp Lough، 2014 Barkley & amp Cohen، 2016 DeCarlo et al.، 2017 DeCarlo et al.، 2019 Barkley et al.، 2018). لم يتم تحديد النوى على مستوى الأنواع ، ولكن لا يوجد سوى ثلاثة أشكال مورفوسبيس محتملة (لوتيا, لوباتا، و سوليدا) مع شكل نمو هائل في هذه المنطقة (Terraneo et al. ، 2019) ، ولم تجد دراسة سابقة أي تأثير للأنواع على انتشار نطاق الإجهاد (DeCarlo et al. ، 2020).

لقد اتبعت النهج الإحصائي لـ Hendy، Lough & amp Gagan (2003) لمقارنة انتشار نطاقات الإجهاد بين السنوات. على وجه التحديد ، حسبت احتمال العثور ، سنويًا ، على عدد نطاقات الإجهاد الملحوظة أو أقل بناءً على أحداث التبييض التي تؤثر على عدد معين من بوريتيس المرجان. يتيح تحديد هذه الاحتمالات إجراء اختبار إحصائي للشدة بين الأحداث (على سبيل المثال ، ما إذا كان عدد نطاقات الإجهاد المرصودة في سنة معينة يختلف إحصائيًا عن عام آخر ، أو عن صفر). تتطلب هذه الحسابات ثلاثة مدخلات: عدد التكرارات (أي عدد النوى التي تغطي كل عام) ، وعدد نطاقات الضغط التي تمت ملاحظتها في السنة ، وشدة أحداث التبييض الافتراضية. نظرًا لأن الأخير تعسفي ، فقد كررت الحسابات باستخدام مستويين من الخطورة: نسبة بوريتيس التي تم تبييضها في أبو شوشة (1/3) خلال المسوحات تحت الماء في عام 2015 (Monroe et al. ، 2018) ، والحد الأقصى لنسبة نطاقات الإجهاد التي لوحظت في أي سنة واحدة (انظر النتائج).

بيانات المناخ

لقد استخدمت أربع مجموعات بيانات لدرجة حرارة سطح البحر (SST) تختلف في التغطية الزمنية والدقة المكانية. اثنان من المنتجات المعتمدة على الأقمار الصناعية يوميًا ، Optimum Interpolation SST (OI-SSTv2) (Reynolds et al. ، 2007 Banzon et al. ، 2016) و Coral Reef Watch's CoralTemp (CRW) (Liu et al. ، 2014) غطاء من الحاضر حتى 1982 و 1985 ، بدقة مكانية 25 كم و 5 كم ، على التوالي. لتقييم درجات الحرارة قبل عصر الأقمار الصناعية ، استخدمت HadISST (Rayner et al. ، 2003) و ERSSTv5 (Huang et al. ، 2017) ، وكلاهما شهري ولديهما دقة مكانية تبلغ 1 درجة (∼110 كم) و 2 درجة (220 كم) ، على التوالي. لقد حسبت أسابيع تسخين الدرجة (DHW) ، وهو مقياس للإجهاد الحراري يتضمن كلاً من حجم ومدة شذوذ SST التي تتجاوز الحد الأقصى للمتوسط ​​الشهري (MMM) (Liu ، Strong & amp Skirving ، 2003) ، بشكل منفصل لكل مجموعة بيانات. بالنسبة لمجموعتي البيانات الشهرية (HadISST و ERSSTv5) ، قمت بتعديل صيغة DHW النموذجية بحيث يبدأ DHW في التراكم بمجرد أن يتجاوز SST MMM ، بدلاً من طلب SST لتجاوز MMM بمقدار 1 درجة مئوية. تم إجراء ذلك لأنه من النادر أن يكون متوسط ​​درجة حرارة سطح البحر لشهر كامل أكبر بمقدار 1 درجة مئوية من MMM (يحدث مرة واحدة فقط لكل مجموعة بيانات بين عامي 1930 و 2019). وبالتالي ، فإن مقادير DHW المحسوبة من HadISST و ERSSTv5 لا تشبه بشكل مباشر تلك الخاصة بـ OI-SSTv2 و CRW ، على الرغم من أن الفروق النسبية بين السنوات قابلة للمقارنة. بالنسبة لجميع مجموعات البيانات ، قمت باستخراج السلسلة الزمنية لمربع الشبكة الفردي الأقرب إلى موقع دراستنا الأساسي ، أبو شوشة. أخيرًا ، بالنسبة لكل مجموعة بيانات SST ، قمت بحساب الحد الأقصى لـ DHW الذي حدث سنويًا للمقارنة بتاريخ التبييض.

لتقييم كمية الملاحظات على متن السفن التي تستند إليها HadISST و ERSSTv5 خلال حقبة ما قبل القمر الصناعي ، قمت بتنزيل البيانات الوصفية لقياس درجة حرارة سطح البحر من مجموعة بيانات المحيطات والغلاف الجوي الدولية الشاملة (ICOADS3.0.0). قمت بحساب عدد الملاحظات في ICOADS المقابلة لاختيار سنوات التبييض التي تقع ضمن مربعات شبكة HadISST و ERSSTv5 الأقرب إلى أبو شوشة.

تم الحصول على بيانات سرعة الرياح من المركز الأوروبي للتنبؤات الجوية متوسطة المدى منتج إعادة تحليل ERA5 (خدمة تغير المناخ كوبرنيكوس (C3S) ، 2017). تم تنزيل البيانات كوسائل شهرية بدقة 31 كم تغطي 1979-2019 ، وتم حساب متوسط ​​شذوذ سرعة الرياح في أغسطس - سبتمبر سنويًا لصندوق الشبكة الأقرب إلى أبو شوشة. تم اختيار شهري أغسطس وسبتمبر لأن هذه هي الأشهر التي لوحظ فيها تبيض المرجان في هذه المنطقة (Devantier & amp Pilcher ، 2000 Pineda et al. ، 2013 Monroe et al. ، 2018).

تم الحصول على بيانات الإشعاع النشط ضوئيًا (PAR) من مقياس طيف التصوير المعتدل الدقة (MODIS) على متن القمر الصناعي Terra (2000-2018) ومن SeaWIFS (1998-1999) (Frouin، Franz & amp Werdell، 2002). مثل بيانات الرياح ، قمت بحساب متوسط ​​الانحرافات بين أغسطس وسبتمبر في كل عام لصندوق الشبكة الأقرب إلى أبو شوشة.


التواقيع الأيضية لتاريخ تبيض المرجان

تبيض المرجان له تأثير عميق على صحة ووظيفة النظم البيئية للشعاب المرجانية ، لكن التأثيرات الأيضية لتبييض الشعاب المرجانية غير معيّنة إلى حد كبير. هنا ، تم استخدام الأيضات غير المستهدفة لتحليل أزواج من الشعاب المرجانية Montipora capitata المجاورة التي كانت لها أنماط ظاهرية مبيضة متناقضة خلال حدث تبيض شديد في عام 2015. عندما تم أخذ عينات من هذه الشعاب المرجانية نفسها بعد أربع سنوات بينما كانت بصحة جيدة ، كان هناك بصمة استقلابية قوية لتاريخ التبييض. كان هذا مدفوعًا بشكل أساسي بدهون البيتين من المتكافل ، حيث تم إثراء الشعاب المرجانية التي لم يتم تبييضها بدهون الليسو بيتين المشبعة. تم أيضًا تغيير جزيئات معدل المناعة عن طريق تبييض التاريخ في كل من المضيف المرجاني وتكافل الطحالب ، مما يشير إلى دور مشترك في اختيار الشريك واستجابة التبييض. كانت الأيضات من مجموعة منفصلة من الشعاب المرجانية قادرة على التنبؤ بنمط التبييض الظاهري بدقة 100 ٪. تسبب إجهاد درجة الحرارة التجريبي في استجابات خاصة بالنمط الظاهري ، مما أدى إلى تضخيم الاختلافات بين أنماط التبييض التاريخية. تشير هذه النتائج إلى أن قابلية التبييض الطبيعي تتجلى في الكيمياء الحيوية لكل من حيوان المرجان وتعايشه مع الطحالب. هذا الاختلاف الأيضي مستقر بمرور الوقت وينتج عنه استجابات فسيولوجية مختلفة لضغط درجة الحرارة. يوفر هذا العمل نظرة ثاقبة للآليات الكيميائية الحيوية لتبييض الشعاب المرجانية ويقدم أداة جديدة قيمة لاستعادة الشعاب المرجانية القائمة على المرونة.


شاهد الفيديو: علم الأحياء و الأرض: تصنيف الأحياء (شهر نوفمبر 2022).