مرجان سنگی و ترشح اسیدهای غنی از پروتئین
مطالعات و بررسی های متعدد نشان می دهند که مرجان ها در برابر اسید شدگی مقاوم تر از آن هستند که ما زمانی از آن هراس داشتیم. یک مطالعه و بررسی جدید بسیار دقیق نشان می دهد که مرجان سنگی پروتئین هایی ترشح می کنند و این پروتئین ها همان چیزی هستند که واقعا مواد معدنی را تشکیل می دهند و این پروتئین ها خیلی اسیدی اند.
نکته: Stylophora pistillata یک مرجان سنگی رنگارنگ و به خوبی مطالعه شده معمول در اقیانوس هند است.
مرجان سنگی
دانشمندان در مورد این که مرجان سنگی در برابر آبهای اسیدی دریا چقدر مقاوم هستند به درک بیشتری رسیده اند. بسیاری از مطالعات نشان می دهند که مرجان ها قادر به ساخت اسکلت بندی حتی وقتی که pH کم باشد، هستند. این یافته ها تجربیات نگهدارندگان آکواریوم های مرجانی را منعکس می کنند که عوامل واکنشی کلسیم را اداره می کنند که باعث کاهش pH آب مخزن می شوند.
هم چنین مطالعات متعدد اخیر نشان می دهند که مرجان سنگی می تواند pH داخلی خود را تنظیم کند. یک پژوهش جدید در حال حاضر به این نتیجه رسیده است که مرجان ها در واقع پروتئین های غنی از اسید را برای کمک به ساخت اسکلت بندی های کربنات کلسیم خودشان ترشح می کنند. به جای ترس از اسید، مرجان ها عملا به پروتئین های اسیدی برای فرایند کلسیم سازی وابسته هستند.
این یافته، درک و فهم قبلی ما در مورد چگونگی ساخت اسکلت بندی مرجان ها را به چالش می کشد. این یافته ها ممکن است اخبار تازه ای برای مرجان های سنگی باشند ولی به این معنا نیست که صخره های مرجانی واضح و روشن هستند. واقعیت این است که صخره های مرجانی در سراسر جهان به علت افزایش دمای دریا متحمل میزان رکورد تلفات رویدادهای سفید شدن شده اند (و هنوز هم متحمل می شوند).
در حالی که مرجان ها ممکن است نسبت به اسیدشدگی مقاوم باشند، آب های گرم کاملا داستان دیگری هستند. اسیدشدگی هم چنین ثابت کرده است که اثرات منفی و زیانبار برای دیگر جاندارانی مانند ماهیان ، صدف ها و سخت پوستان نیز دارند.
مرجان های سنگی نسبت به تغییرات جوی مقاوم تر از آن چه که ما فکر می کردیم هستند.
براساس یک مطالعه و بررسی دانشگاه راتگرز که نشان می دهد. آن ها به پروتئین ها برای کمک به ساخت اسکلت سخت خود وابسته هستند. مرجان سنگی ممکن است نسبت به اسیدشدگی اقیانوس مقاوم تر از آنچه که فکر می کردیم باشند.
پائول جی. فالکوفسکی، استاد برجسته ای که آزمایشگاه اکولوژی مولکولی و بیوفیزیک زیست محیطی در دانشگاه راتگرز-نیو برانزویک را اداره می کرد گفت :” خط زیر به این معناست که مرجان ها حتی تحت شرایط نامساعد اسکلت سازی خواهند کرد.” ” آن ها احتمالا حتی وقتی که اقیانوس از سوختن سوخت های فسیلی کمی اسیدی می شود، اسکلت سازی خواهند کرد.”
گروه راتگرز، از جمله نویسنده ارشد استانیسلاس فون یو، یک پژوهش فوق دکترا در آزمایشگاه فالکوفسکی را دنبال کردند و جزئیات یافته های آن امروزه در یک پژوهش پیشگام به صورت آنلاین در نشریه علمی منتشر شدند. با استفاده از روش عملی موادشناسی، این گروه چند روش تصویربرداری با تکنولوژی بالا استفاده کردند. تا نشان دهند که مرجان ها از پروتئین های غنی از اسید برای ساخت اسکلت بندی های سخت ساخته شده از مواد معدنی کربنات کلسیم استفاده می کنند.
فالکوسفکی
فالکوفسکی گفت: ” آنچه که ما نشان می دهیم این است که مدل عمومی دهه های گذشته ها برای این که چگونه مرجان ها اسکلت سازی می کنند اشتباه است.” این یک پژوهش خیلی دقیق است که به بسیار به دقت نشان می دهد که مرجان سنگی پروتئین هایی ترشح خواهند کرد و این پروتئین ها همان چیزی هستند که واقعا مواد معدنی را تشکیل می دهند و این پروتئین ها بسیار اسیدی هستند، که این مساله بسیاری از مردم را متعجب خواهد کرد.”
مرجان ها عمدتا ارگانیزم های گروه زی هستند که صدها تا صدها هزار پولیپ را در خود جای داده اند. صخره های ساخته شده توسط گونه های مرجانی سنگی آب های کم عمق در میان متنوع ترین اکوسیستم های جهان هستند. هزاران گونه از ماهی ها و دیگر آبزیان دریایی برای بقا به صخره ها وابسته هستند و طبق سازمان جوی و اقیانوسی ملی، هزاران جامعه ی انسانی به صخره ها برای غذا، حفاظت و مشاغل متکی هستند.
فالکوفسکی گفت که ولی مرجان ها در طولانی مدت با مخاطرات زیست محیطی متعددی مواجه می شوند. سفید شدن بالقوه مهلک از گرمایش جهانی و تغییرات سریع دما، آلودگی مواد غذایی، تخریب فیزیکی صخره های مرجانی و اسیدشدگی اقیانوس مرتبط با انتشارات دی اکسید کربن. اقیانوس دی اکسید کربن را از سوختن سوخت فسیلی جذب می کند، و تغییرات کاربری زمین طبق NOAA منجر به کاهش pH و افزایش اسیدیته می شوند.
اسیدشدگی اقیانوس مقادیر کانی های کربنات کلسیم را در بسیاری از مناطق کاهش می دهد که به احتمال زیاد توانایی بعضی از ارگانیزم ها را برای ایجاد و حفظ پوسته های آن ها مختل خواهد کرد.
دو فرضیه اصلی
براساس مطالعه و بررسی راتگرز، دو فرضیه ی اصلی در مورد این که مرجان سنگی چگونه اسکلت بندی های خود را می سازند وجود دارد.
یک فرضیه عمدتا به واسطه ی فرایندهای فیزیکی و شیمیایی است و فرضیه ی دیگر به واسطه ی فرایند محرک زیستی است.
دانشمندان راتگرز یک مرجان سنگی Stylophora pistillata به خوبی مطالعه شده در اقیانوس هند را با استفاده از تصویربرداری سه بعدی با وضوح بالا و طیف سنجی(NMR) رزونانس مغناطیسی دوبعدی بررسی کردند. آن ها نشان دادند که مرجان های سنگی از طریق یک فرایند محرک زیستی در مواد معدنی رسوب می کنند.
فالکوفسکی گفت : ما در استفاده از مجموعه ای از تکنیک های هماهنگ برای درک زیر ساختار اسکلت مرجانی در جهان منحصر به فرد بودیم. این تکنیک ها شامل طیف سنجی و تصویربرداری رامان و اسکن میکروسکوپی یون هلیم بودند. دانشمندان متوجه شدند که ذرات نانوی تصادفی در ریزمحیط های مرجانی غنی از مواد آلی ذخیره می شوند. ذرات نانو روی هم انباشته می شوند(متراکم می شوند) و ساختارهای سنگی ساخته شده از کربنات کلسیم معروف به آراگونیت را با رشد کریستال ها (آبگینه ها) تشکیل می دهند.
نتایج تصویربرداری NMR نشان می دهند که پروتئین های غنی از اسید مرجانی محرک های اصلی هستند.
فالکوفسکی گفت : که عملکرد پروتئین ها در محدوده PH 7-8.5 (یک مقیاس اسیدیته و قلیایی) خوب عمل می کنند. (آن محیط، برای آن ها همچنان بسیار خوب است) و اقیانوس به طور معمول یک pH 8.1 یا 8.2 دارد و در قرن آینده یا به همین ترتیب ممکن است تا 7.8 کاهش یابد ولی مرجان های سنگی هنوز قادر به صخره سازی خواهند بود.
