المثانة في الإجهاد المناخي

October 28, 2019 يُظهر Fucus vesiculosus (Bladderwrack) ردود أفعال مقترنة بالتغيرات البيئية.

موجات الحرارة قصيرة المدى، والاحترار والتحمض على المدى الطويل، وزيادة الإفراط في التخصيب واستنفاد الأكسجين - النظم البيئية البحرية تخضع للعديد من التغييرات. كما أن ردود فعل الكائنات البحرية على هذه العوامل متنوعة. تمكن علماء الأحياء من مركز GEOMAR Helmholtz لأبحاث المحيطات في كييل الآن من أن يثبتوا للطحالب الكبيرة أن استجابتها للتغيرات البيئية المختلفة يمكن أن تقترن إيجابيًا وسلبيًا - مما يؤدي إلى تسريع أو إبطاء تكيفها.
br>يتزايد الضغط على النظم البيئية البحرية. إن ارتفاع درجة حرارة المحيطات، وانخفاض قيمة الرقم الهيدروجيني لمياه البحر، وإمدادات العناصر الغذائية وفقدان الأكسجين، يؤدي إلى ذلك. من المؤكد أن العوامل الفردية لأنواع معينة يمكن أن تكون ميزة. يمكن للتغيرات الأخرى أيضًا أن تحد بشدة من موطن نفس النوع. وتجعل التأثيرات المختلفة من الصعب للغاية تقدير التحولات المستقبلية في التنوع البيولوجي. "أحد الأسئلة الرئيسية هو ما إذا كانت ردود الفعل على التغيرات المختلفة مرتبطة بشكل إيجابي أو سلبي أو ما إذا كانت تحدث بشكل مستقل عن بعضها البعض،" يقول البروفيسور الدكتور في الطب. مارتن وال، عالم الأحياء البحرية في GEOMAR.

نشر علماء الأحياء من GEOMAR وجامعة روستوك الآن دراسة في مجلة Scientific Reports، والتي تظهر لأول مرة أن التكيف مع العديد من التغيرات الجينية مرتبط بـ أحد الأنواع الرئيسية في النظم البيئية الساحلية، هو حطام المثانة Fucus vesiculosus. "هذا يمكن أن يسرع ويمنع استجابة المثانة للتغيرات"، يشرح البروفيسور وال، المؤلف الرئيسي للدراسة.

Fucus vesiculosus هي طحالب بنية تعيش على الأسطح الصلبة على طول سواحل شمال المحيط الأطلسي و في بحر الشمال وبحر البلطيق. مثل الطحالب الأخرى، تلعب دورًا مهمًا في ربط الكربون في البحر. كما أنها تشكل أساس النظام البيئي على الشواطئ المعنية. في بحر البلطيق، ولكن أيضًا في مناطق التوزيع الأخرى، انخفضت مخزونات Fucus vesiculosus بشكل حاد منذ بداية القرن الحادي والعشرين. ولم يتم توضيح الأسباب الدقيقة لذلك بشكل نهائي حتى الآن.

في دراستهم، استخدم الباحثون منشأة اختبار خاصة، تسمى Kiel Outdoor Benthocosms (KOB). ويتكون من اثنتي عشرة غرفة تجريبية يمكن من خلالها محاكاة النظم البيئية الساحلية على نطاق صغير. بفضل تكنولوجيا التحكم المعقدة، يمكن التلاعب بالعديد من العوامل البيئية. نظرًا لأن KOBs تقع على عائم في المضيق البحري الداخلي لمدينة كيل ويتم تزويدها مباشرة بالمياه من المضيق البحري، فإن الظروف البيئية داخل الخزانات التجريبية قريبة جدًا من الطبيعة.

في الغرف التجريبية، على مدى لمدة 12 شهرًا، قام الفريق بتعريض عائلات متميزة وراثيًا من أغلفة المثانة لظروف مرتفعة من ثاني أكسيد الكربون، مما أدى إلى انخفاض مستويات الرقم الهيدروجيني في الماء، ومراحل الحرارة، وزيادة مدخلات المغذيات، وفترات من انخفاض مستويات الأكسجين.
> كانت ردود الفعل على التغييرات المختلفة مرتبطة بشكل واضح. على سبيل المثال، يمكن للأسر التي تتحمل مستويات أقل من الرقم الهيدروجيني أن تتحمل ارتفاع درجات الحرارة وارتفاع مستويات المغذيات - والعكس صحيح. وفي الوقت نفسه، كانت هذه العائلات أكثر عرضة لنفاد الأكسجين. يوضح مارتن وال: "في الطبيعة، قد يعني هذا أن مجموعات حطام المثانة التي تكيفت مع الإفراط في الإخصاب وحرارة الصيف تتعرض لأضرار بالغة بشكل خاص أو يتم تدميرها بالكامل في الخريف بسبب الطفو بالمياه الخالية من الأكسجين من الأعماق".
  ;
بشكل عام، لم يعثر الفريق فقط على أول دليل على أن الاستجابات لمختلف أعراض التغير العالمي يمكن أن تكون مقترنة. "تُظهر الدراسة أيضًا أننا في المستقبل سنظل بحاجة إلى أبحاث تدرس استجابات الكائنات الحية للتغيرات البيئية المتعددة أو التي يتم تعويضها مؤقتًا. وإلا سيكون من الصعب تقديم بيانات موثوقة حول التطور المستقبلي للنظم البيئية في البحر"، يوضح ذلك. أستاذ وال.