صخرههای مرجانی به رنگهای چشمگیر، ماهیهای متنوع، ساختارهای پیچیده شهرت دارند. اما آنچه کمتر دیده میشود، فعالیت آرام و مداومی است که در لایه نازک آب بالای آنها جریان دارد. پژوهشی تازه نشان میدهد که صخرههای مرجانی فقط میزبان حیات نیستند، بلکه ریتمهای روزانه میکروبهای اقیانوس را نیز تنظیم میکنند و تعیین میکنند چه زمانی این موجودات ظاهر شوند، ناپدید شوند یا نقش خود را در طول یک شبانهروز تغییر دهند.
صخرههای مرجانی و کنترل ریتمهای روزانه میکروبها
این پژوهش جدید نشان میدهد که صخرهها فراتر از یک پسزمینه طبیعی عمل میکنند. آنها مانند یک رهبر ارکستر خاموش، زمانبندی حیات میکروسکوپی اطراف خود را هدایت میکنند. میکروبها در آب دریا همهجا شناورند، اما در نزدیکی صخرههای مرجانی زندگی آنها از نظم دقیقتری پیروی میکند.
پژوهشی با رهبری دانشگاهی
این مطالعه به سرپرستی دکتر Herdís G. R. Steinsdóttir و با راهنمایی دکتر Miguel J. Frada در دانشگاه عبری اورشلیم انجام شده است. هدف اصلی، بررسی تغییرات زمانی میکروبها در مجاورت صخرههای مرجانی بود.
الگوهای میکروبی در سایه صخرهها
در نزدیکی صخرههای مرجانی، تعداد میکروبها در طول روز افزایش و کاهش پیدا میکند. گروههای مختلف میکروبی با تغییر نور روز جای خود را به یکدیگر میدهند. این تغییرات گاهی تنها در چند ساعت رخ میدهند و روزبهروز تکرار میشوند.
چنین الگویی نشان میدهد که صخرهها موجوداتی منفعل نیستند، بلکه بهطور فعال زمان را در آب اطراف خود تنظیم میکنند.
تماشای تیکتاک ساعت صخرهها
برای مشاهده این تغییرات، پژوهشگران آب بالای یک صخره مرجانی را در چرخههای کامل شبانهروزی بررسی کردند. نمونهبرداری هر شش ساعت یکبار، در فصلهای زمستان و تابستان انجام شد و سپس با آبهای آزاد اطراف مقایسه گردید.
این برنامه فشرده امکان شناسایی تغییراتی را فراهم کرد که در بررسیهای گستردهتر از بین میروند. تمرکز پژوهش بر آبهای شمال خلیج عقبه در دریای سرخ بود.
صخرهای که فعالانه حیات را شکل میدهد
نتایج نشان داد که آبهای اطراف صخرهها بهطور مداوم تعداد کمتری باکتری و ریزجلبک نسبت به آبهای آزاد دارند. این تفاوت در تمام فصلها ثابت بود و نشان میدهد که حذف فعال این میکروبها، نتیجه فرآیندهای طبیعی صخره است.
شکارگران شبانه میکروسکوپی
در مقابل، گروهی دیگر پس از غروب خورشید افزایش چشمگیری داشتند. پروتیستهای هتروتروف که شکارچیان میکروسکوپی باکتریها هستند، در شب به اوج میرسیدند. در برخی موارد، تعداد آنها تا ۸۰ درصد افزایش یافت.
این افزایش شبانه نشان میدهد که شکارگری نقش کلیدی در تنظیم تعادل روزانه حیات میکروبی نزدیک صخرهها دارد.
سیگنالهای نیمروزی از همزیستان مرجانها
یکی از واضحترین الگوهای روزانه به گروهی مربوط میشد که ارتباط نزدیکی با خود مرجانها دارند.
ردپای ژنتیکی Symbiodiniaceae، خانوادهای از دینوفلاژلهها که در بافت مرجانها زندگی میکنند، حوالی نیمروز در آبهای صخرهای به اوج میرسید. این زمانبندی به چرخههای نوری و متابولیسم مرجانها اشاره دارد.
حتی خارج از بدن مرجانها، این همزیستان میکروبی اثر زمانی قدرتمندی بر آب اطراف میگذارند که مستقل از فصل، بارها تکرار میشود.
ریتمهای روزانه فعالیت میکروبی
«این ریتمهای روزانه میکروبی بهاندازه تفاوتهای فصلی قوی هستند، گاهی حتی قویتر»، دکتر Steinsdóttir میگوید. «این موضوع نشان میدهد که زمان روز عامل بسیار مهمی در مطالعه جوامع میکروبی مرتبط با صخرهها است.»
این یافته یک عادت رایج در پژوهشهای دریایی را به چالش میکشد. بسیاری از مطالعات تنها به یک نمونهبرداری در زمان دلخواه بسنده میکنند، در حالی که نمونه صبح و شب از یک نقطه میتواند داستانهای کاملاً متفاوتی روایت کند.
دکتر Frada میگوید: «صخره فقط بهطور منفعل توسط میکروبها احاطه نشده است. بلکه بهصورت فعال، حیات میکروبی را در زمان سازماندهی میکند و الگوهای روزانهای میسازد که در تمام فصلها تکرار میشوند و بر جریان انرژی و مواد مغذی در اکوسیستم اثر میگذارند.»
ابزارهایی برای ثبت حرکت حیات
برای آشکارسازی این الگوها، تیم پژوهشی از ترکیب روشهای مختلف استفاده کرد:
- توالییابی ژنتیکی
- فلوسایتومتری
- فناوریهای تصویربرداری
- اندازهگیریهای زیستژئوشیمیایی
این رویکرد چندوجهی امکان مشاهده میکروبها بهعنوان جوامعی زنده و پویا را فراهم کرد، نه صرفاً اعدادی ثابت.
چرا این ریتمها اهمیت دارند؟
چرخههای روزانه میکروبی میتوانند راهی نو برای پایش سلامت صخرههای مرجانی باشند. از آنجا که میکروبها بهسرعت به تغییرات محیطی واکنش نشان میدهند، دگرگونی در الگوهای روزانه آنها میتواند نشانهای زودهنگام از تنشهای محیطی باشد.
در اقیانوسی که بهسرعت در حال گرمشدن است، این حساسیت اهمیت دوچندان دارد. صخرهها هماکنون با فشار گرما، آلودگی، اسیدیشدن آب روبهرو هستند. درک اینکه چگونه حیات در کوچکترین مقیاسها توسط صخرهها سازماندهی میشود، لایهای تازه به علم صخرههای مرجانی میافزاید.
این پژوهش نشان میدهد که حتی ریزترین موجودات نیز با ساعت صخره زندگی میکنند، ساعتی که با طلوع و غروب خورشید بهطور منظم تیکتاک میکند.
این تحقیق در نشریه علمی Science Advances منتشر شده است.
اگر به شگفتیهای پنهان اقیانوس علاقهمندید، این مقاله را با دیگران به اشتراک بگذارید یا دیدگاه خود را در بخش نظرات بنویسید.
