اكتشاف هام عن فترة سبات المرجان في فصل الشتاء!
مثل العديد من الحيوانات، يقضي مرجان النجم الشمالي (Astrangia poculata) شتاءه في حالة سبات.
ووفقا لدراسة جديدة قادها باحثون من جامعة كاليفورنيا، ديفيس، فإن المجتمعات الميكروبية التي تعيش على الشعاب المرجانية يتم خلطها خلال استراحة الراحة السنوية، وإعدادها للموسم التالي.
ويمكن أن يمنحنا هذا الاكتشاف فكرة أفضل عن كيفية استجابة الشعاب المرجانية لتغير المناخ. ومع ارتفاع درجة حرارة مياه المحيط، ستكون حماية ميكروبيوم الشعاب المرجانية أمرا ضروريا - ويمكن أن توفر هذه النتائج للخبراء معلومات قيمة حول أفضل السبل للحفاظ على الشعاب المرجانية في حالة صحية.
وتقول آنيا براون، عالمة البيئة المجتمعية بجامعة كاليفورنيا، وهي باحثة سابقة في معهد وودز هول لعلوم المحيطات: "السكون، في أبسط صوره، هو استجابة لضغوط بيئية - في هذه الحالة، الإجهاد البارد. إذا فهمنا المزيد عن فترة التعافي هذه، فقد يساعدنا ذلك على فهم الميكروبات التي قد تكون مسؤولة عن استعادة الشعاب المرجانية في النظم الاستوائية الأكثر دفئا".
ويعيش النجم المرجاني الشمالي في المحيط الأطلسي، ويمتد نطاقه من خليج المكسيك إلى ماساتشوستس. وعندما تنخفض درجة حرارة الماء، يدخل المرجان في نوم عميق: يتراجع عن مخالبه ويتوقف عن الأكل ويتجاهل اللمسة الجسدية.
وبين أكتوبر 2020 ومايو 2021، جمعت براون وزملاؤها 10 مستعمرات متميزة من مرجان A. poculata من أعماق 60 قدما (حوالي 18 مترا) قبالة سواحل ماساتشوستس. وتم تقسيم هذه إلى ثلاث فئات تمثل العينات المأخوذة قبل وأثناء وبعد السبات.
وكشف تحليل التسلسل الجيني لميكروبيومات العينات أنه خلال فترات السكون، يتم إطلاق الميكروبات المرتبطة بمسببات الأمراض، وكذلك الميكروبات التي تمتص العناصر الغذائية.
ومن ناحية أخرى، تزداد الميكروبات التي يمكن أن تزود الشعاب المرجانية بالنيتروجين، ما يشير إلى أن الشعاب المرجانية تعمل على تبسيط مجتمعها الميكروبي مع الاحتفاظ ببعض التنوع.
ويتطابق هذا مع فرضية الفريق - أن هناك عملية "إعادة ضبط وإعادة هيكلة" جارية، والتي تحمي المجتمع الميكروبي وتفي باحتياجات المرجان بينما يكون "مستيقظا" و"نائما".
وتقول عالمة البيئة الميكروبية البحرية آمي أبريل، من معهد وودز هول لعلوم المحيطات في ماساتشوستس: "تُظهر هذه الدراسة أن الميكروبات تستجيب للإجهاد وتتعافى في نمط يمكن التنبؤ به. إنها المعرفة التأسيسية التي قد تساعدنا على تطوير البروبيوتيك أو العلاجات الميكروبية الأخرى للشعاب المرجانية الاستوائية المجهدة". إنها المرة الأولى التي يتم فيها تسجيل تحول مستمر في المجتمع الميكروبي في حيوان بحري خلال فترة السكون، على الرغم من أنه لوحظ في الحياة البرية الأخرى: هناك تحول في ميكروبيوم السناجب الأرضية، على سبيل المثال، يزيد من معدلات إعادة تدوير النيتروجين أثناء السبات.
وتتمثل الخطوة التالية في تحديد الميكروبات التي تساعد المرجان على البقاء محميا والتعافي من الاضطرابات بشكل أوضح. علاوة على ذلك، يمكن تسخيرها أو هندستها للحفاظ على صحة المرجان. ومطلوب مزيد من التحقيق لتحديد ما إذا كان المرجان يقوم بإخراج وتجنيد بعض الميكروبات أو ما إذا كانت تغادر وتصل المزيد من تلقاء أنفسها - يجب أن تكشف العينات على مدى فترة زمنية أكبر ومنطقة أوسع عن المزيد.
نُشر البحث في مجلة علم الأحياء الدقيقة التطبيقية والبيئية.
