تنجح عمليات التربية الانتقائية، لكن لا تزال هناك حاجة إلى اتخاذ إجراءات سريعة بشأن المناخ لإنقاذ الشعاب المرجانية، وفقًا لتقرير ليام لاكس وأدريانا هيومانيس وجيمس جوست من جامعة نيوكاسل
لقد نجحت مجموعتنا البحثية في تربية شعاب مرجانية قادرة على النجاة من موجات الحر البحرية بشكل أفضل. وقد نُشر عملنا الآن في طبيعة الاتصالات, يظهر أنه من الممكن تحسين قدرة المرجان على تحمل الحرارة حتى ضمن جيل واحد.
اقرأ أيضا: جيوب المرجان المرنة تشجع الباحثين
لقد قمنا بذلك باستخدام التربية الانتقائية: وهي تقنية استخدمها البشر لآلاف السنين لإنتاج حيوانات ونباتات ذات خصائص مرغوبة. التربية الانتقائية هي الطريقة التي حول بها البشر الكلاب الشبيهة بالذئاب إلى كلاب سانت برنارد وشيواوا و كل شيء بعتدال.
والآن، يُنظَر إلى التربية الانتقائية باعتبارها أداة للحفاظ على الطبيعة، وخاصة الشعاب المرجانية. وقد عمل مختبر كورالاسيست (الذي ننتمي إليه) ومركز بالاو الدولي للشعاب المرجانية على بقاء الشعاب المرجانية على قيد الحياة في ظل موجات الحر على وجه التحديد. وتُعد أحدث نتائجنا تتويجًا لسبع سنوات من العمل.
موجات الحر البحرية تؤدي إلى تبييض المرجان على نطاق واسع ووفياته، مع إعلان عامي 2023 و2024 كأطول فترة جفاف في التاريخ. رابع حدث تبييض جماعي عالميتهدف أساليب التطور المساعد - مثل التربية الانتقائية - إلى تعزيز التكيف الطبيعي لتوفير الوقت للشعاب المرجانية في ظل تغير المناخ.
ومع ذلك، فإن التحسن في تحمل الحرارة في الشعاب المرجانية التي تم تربيتها بشكل انتقائي كان متواضعا مقارنة بشدة موجات الحرارة البحرية المتوقعة في المستقبل.
ورغم أن التهجين الانتقائي ممكن، فإنه على الأرجح ليس الحل الشافي. فما زلنا في حاجة إلى معالجة سبب تبييض المرجان على نطاق واسع من خلال الحد من انبعاثات الغازات المسببة للانحباس الحراري العالمي من أجل التخفيف من ظاهرة الانحباس الحراري العالمي وإعطاء برامج التطور المدعوم الوقت الكافي لكي تؤتي ثمارها.
كيفية تربية الشعاب المرجانية لتحمل الحرارة
كانت الخطوة الأولى هي تحديد مدى تحمل العديد من الشعاب المرجانية المحتملة للحرارة على الشعاب المرجانية. ثم اخترنا أفرادًا محددين لتربية عائلتين منفصلتين من النسل، تم اختيارهم لتحمل الحرارة العالية أو المنخفضة. قمنا بتربية هذه النسل لمدة تتراوح بين ثلاث إلى أربع سنوات حتى وصلت إلى مرحلة النضج التناسلي، ثم اختبرنا مدى تحملها للحرارة.
أجرينا تجارب تربية انتقائية لسمتين مختلفتين، إما تحمل التعرض للحرارة الشديدة لفترة قصيرة (درجات حرارة 3.5 درجة مئوية فوق المعدل الطبيعي لمدة عشرة أيام) أو التعرض الأقل كثافة ولكن الطويل الأمد الأكثر شيوعًا لموجات الحرارة البحرية الطبيعية (2.5 درجة مئوية فوق المتوسط لمدة شهر).
وقد مكننا هذا من تقدير الوراثة لكل سمة، والاستجابة للتكاثر الانتقائي، وما إذا كانت كلتا السمتين لهما أساس وراثي مشترك.
أدى اختيار الآباء لتحمل الحرارة العالية بدلاً من الحرارة المنخفضة إلى تعزيز قدرة أبنائهم البالغين على تحمل كلتا السمتين اللتين تم اختبارهما.
كانت قابلية التوريث تتراوح تقريبًا بين 0.2 و0.3 على مقياس من 0 إلى 1، وهذا يعني أن حوالي ربع التباين في تحمل النسل للحرارة كان بسبب الجينات التي انتقلت إليهم من آبائهم. بعبارة أخرى، تتمتع هذه السمات بأساس وراثي قوي يمكن للانتقاء الطبيعي والاصطناعي أن يعمل على أساسه.
نقوم بقياس الإجهاد الحراري التراكمي والتسامح من حيث أسابيع التسخين بالدرجات (أسابيع بالدرجات المئوية)، وهو ما يعكس مدى ارتفاع درجة الحرارة ومدة استمرارها. ونظرًا تم تحديد تباين السمات في هذه الشعاب المرجانية المعينةمن الناحية النظرية، يمكن تعزيز تحمل الحرارة بنحو 1 درجة مئوية في الأسبوع خلال جيل واحد.
ومع ذلك، قد لا يكون هذا المستوى من التحسين كافياً لمواكبة موجات الحر الشديدة. واعتمادًا على العمل المناخي، من المتوقع أن ترتفع شدة موجات الحر في العقود المقبلة بنحو 10 ... 3 درجات مئوية - أسابيع لكل عقد، أسرع من التحسن الذي تم تحقيقه في دراستنا.
ومن المثير للاهتمام أن الشعاب المرجانية التي تم تربيتها بشكل انتقائي لتحمل الإجهاد العالي وليس الإجهاد المنخفض والقصيرة لم تكن أفضل في البقاء على قيد الحياة أثناء التعرض الطويل للإجهاد الحراري.
وفي ظل عدم اكتشاف أي ارتباط وراثي، فمن المعقول أن تكون هذه السمات مدفوعة بمجموعات مستقلة من الجينات، والشعاب المرجانية التي تتمتع بالقدرة على البقاء على قيد الحياة في ظل الضغوط الحرارية الحادة القصيرة ليست بالضرورة هي الأفضل في البقاء على قيد الحياة في ظل موجات الحر البحرية الأطول أمداً.
وسيكون لهذا الأمر تداعيات مهمة، لأن مثل هذا العمل من شأنه أن يستفيد من الاختبارات الرخيصة والسريعة التي يمكنها تحديد المستعمرات المقاومة للحرارة بشكل فعال للتكاثر. ومع ذلك، إذا كانت هذه الاختبارات غير قادرة على التنبؤ بالمستعمرات المرجانية التي ستنجو من موجات الحر التي تستمر لمدة شهر، فإن هذا يمثل تحديًا خطيرًا.
توسيع نطاق التربية الانتقائية
وبما أنه من الممكن تربية المرجان بشكل انتقائي لزيادة قدرته على تحمل الحرارة، فإن الخطوة التالية هي إجراء تجارب واسعة النطاق في البرية. ومن المرجح أن يتطلب هذا نشر أعداد كبيرة من المرجان المربى بشكل انتقائي، ربما عن طريق زرع يرقات المرجان مباشرة على الشعاب المرجانية، أو زراعة المرجان الذي يتم تربيته في منشأة تربية الأحياء المائية.
ولكي ينجح هذا، لابد أن تصبح الشعاب المرجانية التي تم زراعتها في الخارج قادرة على التكاثر بنفسها وتساهم في مجموعة الجينات التي تتكاثر في البرية. وسوف يكون القيام بهذا على نطاق واسع للغاية أمراً صعباً، ولكن قد لا يكون من الضروري تجديد الغطاء المرجاني في مناطق واسعة.
وبدلاً من ذلك، قد يكون كافياً إنشاء شبكة من مراكز إنتاج اليرقات الأقل عدداً والموجودة في مواقع استراتيجية، والتي تحتوي على شعاب مرجانية تم تربيتها بشكل انتقائي وبكثافة عالية لتعظيم نجاح عملية الإخصاب. ومن شأن هذه المراكز أن تخدم في تغذية الشعاب المرجانية الأخرى، وقد توفر المزيد من المخزونات الحاضنة لعمليات محددة.
لا يزال هناك حاجة إلى المزيد من البحث والتطوير، مع بقاء العديد من الأسئلة الحرجة دون إجابة.
كم عدد الشعاب المرجانية التي يجب زراعتها لتحقيق التأثير المطلوب؟ هل يمكننا ضمان عدم وجود أي تنازلات من شأنها أن تعرض السكان للخطر (الأدلة حتى الآن (يشير هذا إلى أن هذا ليس خطرًا كبيرًا)؟ كيف يمكننا تجنب تخفيف السمات المختارة بمجرد إضافتها إلى البرية؟ كيف يمكننا تعظيم الاستجابات للاختيار؟
ونظراً لمعدل ارتفاع درجة حرارة المحيط، تحسين وتنفيذ التطور المساعد إن تحقيق هذه الغاية يتطلب أن يحدث ذلك قريبا حتى تتاح لهم فرصة النجاح، حتى ولو على نطاق ضيق. وفوق كل هذا، لا يزال بقاء الشعاب المرجانية يعتمد على اتخاذ إجراءات عاجلة لمكافحة تغير المناخ.
ليس لديك الوقت الكافي للقراءة عن تغير المناخ بقدر ما تريد؟ احصل على تقريرنا الأسبوعي الحائز على جوائز في بريدك الوارد بدلاً من ذلك. كل يوم أربعاء، يكتب محرر البيئة في The Conversation "تخيل"، وهي رسالة بريد إلكتروني قصيرة تتعمق قليلاً في مناخ واحد فقط قضية. انضم إلى أكثر من 35,000 قارئ اشتركوا حتى الآن.
ليام لاكسباحث مشارك في مرحلة ما بعد الدكتوراه في علم البيئة وتغير المناخ والتطور؛ أدريانا هيومانيسباحث مشارك في مرحلة ما بعد الدكتوراه في علم بيئة الشعاب المرجانية جيمس ضيف، قارئ في علم بيئة الشعاب المرجانية، كل ذلك في جامعة نيوكاسل. تم إعادة نشر هذه المقالة من المحادثة بموجب رخصة المشاع الإبداعي. إقرأ ال المقال الأصلي.
أيضا على ديفرنيت: علماء يكتشفون شعابًا مرجانية مقاومة للحرارة مخفية في مكان واضح, تعزيز كبير لمقاومة الحرارة بفضل الشعاب المرجانية الفائقة من SECORE, الشعاب المرجانية النائية في المحيط الهادئ تظهر بعض القدرة على التكيف مع ارتفاع درجة حرارة المحيط, قد تساعد نماذجنا الرقمية ثلاثية الأبعاد في إحياء الشعاب المرجانية الضخمة
