Fluorescentne beljakovine vse žarejo v teh koralih. Foto: Michael Lesser in Charles Mazel, NOAA Ocean Explorer
Kdor se je potapljal ali snorkljal v koralnem grebenu, verjetno nikoli ne bo pozabil bleščečih barv in drugih svetovnih oblik teh podvodnih skupnosti. Grebeni, v katerih živijo najrazličnejše žarišča za prostoživeče živali, so vredni 400 milijard dolarjev turističnih dolarjev in v ekosistemskih storitvah, ki jih nudijo, na primer obstreljevanje obal pred nevihtami in zagotavljanje habitata za ribe, ki jih ljudje jedo.
Vendar je dobro znano dejstvo, da koralni grebeni po vsem svetu upadajo zaradi onesnaženja in hitro segrevanja oceanov. Vendar pa je treba natančno izmeriti njihovo zdravje, če določimo, kako grebijo grebeni - in oblikujemo korake za njihovo zaščito. Raziskovalci se ponavadi zanašajo na invazivne, škodljive tehnike, da bi ugotovili, kako se koralji spopadajo, ali drugače izvajajo preglede surovega kamna, da določijo zdravje grebenov samo na podlagi barve koral. Toda zdaj so znanstveniki napovedali novo metodo določanja zdravja koral, ki temelji na merjenju intenzitete fluorescentnega sijanja koral.
Da, sijaj. Koralji naravno proizvajajo fluorescenčne beljakovine, ki svetijo zeleno zeleno, ko jih opazimo pod modro svetlobo - skoraj vsi korali imajo ta fiziološki pojav.
"To je prva študija, ki je spremljala dinamiko koralne fluorescence in ravni fluorescentne beljakovine med temperaturnim stresom in kaže, da bi lahko koralno fluorescenco uporabili kot zgodnji pokazatelj koralnega stresa, " je povedala Melissa Roth, morska biologinja na kalifornijski univerzi., Berkeley (prej s strani Scrippsove institucije za oceanografijo na kalifornijski univerzi v San Diegu), v elektronskem sporočilu. "Ker je mogoče fluorescenco koral meriti na terenu neinvazivno, je to lahko pomembno orodje za upravljanje grebenov, " je dejala. Roth in njen kolega Dimitri Deheyn sta ta teden v znanstvenih poročilih opisala svoje ugotovitve.
Stopnja, v kateri žari koral, je v veliki meri odvisna od druge skupine organizmov, alg dinoflagelatov. Korale so pravzaprav simbiotični sklop sam po sebi in te mikroskopske alge dinoflagelatov - dinoflagelati pomagajo koralom pri prehranjevanju, kar posledično spodbuja rast koralnih grebenov. Drobni organizmi so tudi odgovorni za to, da koralom dajo svoj tipičen rjavkast odtenek.
Toda dinoflagelati lahko zapustijo ladjo zaradi stresnikov, kot je povišana temperatura, pojav, znan kot beljenje koral. Naravna bela korala kože, ki je ostala brez lastne prevleke z dinoflagelatom, postane vidno vidna. Korali lahko po izlivu dinoflagelata še nekaj časa živijo, vendar ne dolgo. Če se alge ne vrnejo, bo koral umrl.
Zavedajoč se to, sta se Roth in Deheyn odločila, da raziščeta, kako lahko koralna fluorescenca odraža trenutno stanje koral in njegovo razmerje dinoflagelatov. V svojih poskusih so se odločili za uporabo Acropora yongei, običajnega razvejanega korala, saj je pogosto eden prvih koralov znake stresa in beljenje v grebenu. Posamezne korale so v svojem laboratoriju podvrgli enemu od dveh različnih poskusnih postavitev. V nekaterih posodah so koral pretakali z mrzlo vodo, v drugih pa so koralje potapljali v vročo vodo. Druga skupina koral je služila kot kontrola. Potem so pustili, da se koralci skoraj tri tedne nabirajo v svojih temperaturno vodenih vodah.
Raziskovalci so odkrili izrazito povezavo med stopnjo beljenja in koncentracijo fluorescentnih beljakovin korala, kar je posledično določalo moč njegovega sijaja. V prvih 4 do 5 dneh je padla koncentracija fluorescentnih beljakovin in sijaj tako hladnih kot toplotno obdelanih koral. Toda do konca 20-dnevnega eksperimenta so se hladno obremenjeni koralci aklimatizirali in opomogli na normalno raven fluorescence. Po drugi strani so toplotno obremenjeni korali pobelili in začeli še bolj žareti, verjetno zato, ker njihove skupnosti dinoflagelatov niso več blokirale temeljne fluorescence korala. Kot supernova pred dokončnim zlomom zvezde, koralci pošljejo enakomeren tok intenzivnega sijaja tik pred neizogibno smrtjo.
Slike koral pod belo svetlobo (levi paneli) in modro svetlobo (desne plošče) prikazujejo, kako so korale, izpostavljene vročinskemu stresu, na koncu pobelele in do konca poskusa povečale svoj fluorescenčni sijaj. Foto Melissa Roth, Znanstvena poročila
Po smrti se sijaj ustavi. V grebenskem sistemu bi se kostni beli koral postopoma prikril s filmom zelenih alg, ki prevlečejo ruševine že pokojnega organizma.
Ko koralci začnejo beliti, imajo naravovarstveniki ali upravljavci prostoživečih živali le malo možnosti, kako pomagati grebenom, saj začnejo propadati in pogosto sčasoma umrejo. Če pa težavo ujamejo pred časom, bi lahko korakom pomagali s strategijami, kot so senčenje z umetnimi strukturami ali usedlinami, dodajanje antioksidantov v vodo ali vnos srčnih dinoflagelatov, čeprav znanstvenih raziskav, ki bi potrjevale te potencialne načine reševanja, v veliki meri primanjkuje.
Roth upa, da bo to novo ugotovitev mogoče uporabiti za preprečevanje rušenja grebenov in služi kot nekakšen kanarnik v premogovniku za korale v stiski. "Menedžerji bi se lahko osredotočili na najobčutljivejše korale na grebenu, kot so koralne veje, in poiskali hitre padce fluorescence kot zgodnji znak stresa, " je dejal Roth. To bi jim prineslo približno teden dni časa, da začnejo ukrepati, preden se začne beljenje v celoti. "Beljenje bi bilo kot srčni infarkt, " je pojasnila. "Raje bi odkrili znake visokega krvnega tlaka ali zamašitev arterij, da bi se izognili srčnemu napadu."
Menedžerji, ki želijo vizualizirati zdravje svojih grebenov, lahko opažajo sijaj z modro svetilko in rumenim filtrom prek svoje dihalne maske ali pa snemajo pojav s kamero, opremljeno s temi istimi lastnostmi. Če menedžerji opazijo začetni padec koralnega sijaja, ki kaže na bližnjo težavo, lahko na primer nemudoma ukrepajo za poskus reševanja grebena.
"Torej ideja je, da lahko uporabimo koralno fluorescenco kot zgodnji pokazatelj zdravja koral pred beljenjem, kar lahko upraviteljem dejansko da nekaj časa, če bi želeli ukrepati za zaščito grebena. Očitno je to v velikem obsegu morda težko, "je pojasnila in dodala, da" ko se grebeni razgradijo, se lahko tisti, ki so nam ostali, zaščitijo bolj agresivno. "
Avtorji pišejo, da so potrebne nadaljnje raziskave, kako bi te ugotovitve veljale za druge vrste koral. Upajo tudi, da bodo prihodnje študije združile biologijo z inženiringom, da bi pomagale oblikovati digitalni sistem za slikanje, ki bi bolje zajel in količinsko določil, v kolikšni meri koral spremeni svoj sijaj.
