הוריקנים קשים מגבירים את זרימת הצעירים ואת זרימת הגנים בספוג שונית אלמוגים

פרסומת
MAGNEZIX מגנזיקס


על שם הענפים הארוכים בעלי המראה החיצוני, Aplysina cauliformis, ספוג שונית אלמוגים, מספק בית גידול תלת מימדי קריטי לאורגניזמים ימיים ועוזר לייצב את הבסיס של שוניות האלמוגים. עם זאת, הספוגים המסועפים הזקופים הללו רגישים מאוד לשבירה במהלך סערות, מה שמגביר את פיצול הספוג ותורם לשיבוט האוכלוסייה ולהתרבותה.

פרסומת

ספוגים רבים יכולים לשרוד נזקים קשים ולעבור פיצול תכוף, הנחשב למנגנון לרבייה א-מינית. בעוד שפיצול הוא אסטרטגיית רבייה נפוץ בספוגי חבל, הם גם יכולים להתרבות מינית על ידי ייצור זחלים. כיצד והאם הם מתמקמים מחדש בעקבות אירועי מזג אוויר קיצוניים הוא קריטי לשיקום וחוסן של מערכות אקולוגיות של שונית האלמוגים.

סופות ההוריקנים אירמה ומריה – שניהם בשנת 2017 – היו שתי סופות רצף מהירות שסיפקו חוקרים מאוניברסיטת פלורידה אטלנטיק הצטיינות מכללת הארייט ל. ווילקס והמכון האוקיאנוגרפי של סניף הנמל, ומשתפי פעולה מאוניברסיטת איי הבתולה, אוניברסיטת מיסיסיפי ו אוניברסיטת אלבמה, עם הזדמנות ייחודית לטפל בדאגה בראש סדר העדיפויות – החוסן של אוכלוסיות ספוג שוניות האלמוגים לאחר הוריקנים קשים.

החוקרים הם הראשונים להעריך מחדש קולוניזציה של מצע על ידי ספוגים באיי הבתולה של ארה"ב לאחר שתי הסערות הקטסטרופליות הללו תוך שימוש בניתוחים גנטיים כדי להבין עד כמה פסוקי השיבוט המיני מתרחשת בשוניות האלמוגים לאחר סערות. עד כה, מחקרים על השפעות סערה התמקדו בעיקר באלמוגים סקלרקטיניים או אבנים.

תוצאות המחקר, שפורסמו בכתב העת אקולוגיה מולקולרית, לחשוף כי אוכלוסיות של מינים ימיים משובטים עם פיזור פלגי נמוך, כגון A. cauliformisעשוי להפיק תועלת מתדירות מוגברת של סופות הוריקן כדי לשמור על מגוון גנטי ולהילחם בהתרבות, לשפר את העמידות של קהילות הספוג הקאריבי לאירועי סערה קיצוניים.

ה A. cauliformis האוכלוסייה לפני ההוריקנים הייתה מאוד משובטית אך עברה לרבייה מינית גדולה יותר לצורך התיישבות מחדש לאחר ההוריקנים, כאשר 85 אחוז מהרבייה המינית נובעת בעיקר מגיוס זחל מקומי. אירועי סערה גדולים העדיפו גיוס זחלי ספוג אך לא הגבירו את המגוון הגנטי.

"ידוע כי אוכלוסיות אלמוגים מסתעפות שנחשפות לתדירויות סערה בינוניות או נמוכות כוללות בעיקר אוכלוסיות מיניות, בעוד שאתרים עם תדירות הסערה הגבוהה ביותר יש בעיקר אוכלוסיות משובטים", אמרה אנדיה צ'אבס פונגרה, Ph.D., חוקרת ראשית ועוזרת פרופסור לביולוגיה. ב-FAU של הרייט ל. ווילקס הצטיינות קולג' וסניף הנמל. "לעומת זאת, הממצאים שלנו הראו גיוס גדול יותר של זחלי ספוג שמקורם מינית מאשר שיבוטים הנובעים מפיצול/התחדשות לאחר אירועים קיצוניים אלה, תוך שמירה על מגוון גנטי. A. cauliformis ספוגים מתרבים הן באופן א-מיני באמצעות פיצול והן מבחינה מינית, אינטראקציות בין המנגנונים הללו עשויים למקסם את יעילות הפיזור שלהם ואת הסבירות שלהם להצליח ליישוב מחדש בתי גידול".

גיוסי זחלים (גנטים) ושברים (ramets) זוהו בכל מיקומי הדגימה של סנט תומס לאחר הוריקן, מה שמצביע על פוטנציאל להתאוששות מהירה של אוכלוסיה למין זה שלא הושפע מהפיזיוגרפיה של האתר.

בכל האתרים ביחד, 65.8 אחוז מהספוגים הבוגרים לפני ההוריקן היו גנטים לעומת 85.1 אחוז מהצעירים שלאחר ההוריקן. זה מרמז על שיבוץ מחדש של A. cauliformis לאחר ההוריקנים נבעו בעיקר מרבייה מינית, עם זרימת גנים על פני מרחקים של עד 60 קילומטרים, בין סנט קרואה לאי באק בסנט תומאס, שזוהתה בין אתרי המחקר.

לצורך המחקר, צוללנים אספו דגימות קטנות של ספוגי המורפוטיפ הסגולים הדקים 14 ו-22 חודשים לאחר שני ההוריקנים בקטגוריה 5 בסנט תומס. לאחר מכן חילצו החוקרים DNA גנומי מדגימות הספוג באמצעות שיטת גנוטיפ המבוססת על רצף מקטעים אחידים הנקראים 2b-RAD. שיטה מתפתחת זו משמשת למיפוי, גנטיקה של אוכלוסיות, מיפוי גנטי והערכת אללים. המגוון הגנטי הוערך עבור האוכלוסיות שלפני ההוריקן (מבוגרים) ואחרי ההוריקן (בוגרים וצעירים) כצפוי (He) והטרוזיגוסטיות שנצפו (Ho) עם מקדם התרבות (FIS) והושווה.

"בטווחי זמן קצרים, הפרעות לסירוגין כמו סופות הוריקן יכולות לשנות את המבנה והתפקוד של הקהילה הבנתית של שונית האלמוגים ולהשפיע על זמן ההתאוששות", אמר צ'אבס פונגרה. "עם זאת, כפי שהוכחנו במחקר שלנו, אירועי סערה אינם משפיעים על כל מיני השונית באופן שווה ויכולים לקדם גיוון על ידי יצירת מצע פתוח להתקשרות וגיוס זחלים."

בהתחשב בתחזיות של הוריקנים עזים תכופים יותר ככל שהאקלים ממשיך להשתנות, סביר להניח שהפרעות גדולות כמו נפילה חסרת תקדים של שתי הוריקנים מקטגוריה 5 בסנט תומס ימשיכו להשפיע על מבנה האוכלוסייה של מיני שוניות האלמוגים והאינטראקציות האקולוגיות ביניהן.

מחברי המחקר הם איריס סגורה-גרסיה, Ph.D., סופרת ראשונה ופוסט-דוקטורט לשעבר במעבדת צ'אבס פונגרה; ג'ולי ב' אולסן, Ph.D., פרופסור למדעי הביולוגיה, אוניברסיטת אלבמה; דבורה ג'וכפלד, Ph.D., מדענית ראשית, המחלקה ללימודים ביו-מולקולריים, אוניברסיטת מיסיסיפי; ו-Marilyn E. Brandt, Ph.D., פרופסור עמית למחקר, אוניברסיטת איי הבתולה.

מחקר זה מומן על ידי קרנות סטארט-אפ של Chaves Fonnegra ומענק RAPID National Science Foundation (OCE-1807807, Gochfeld, OCE-1808233, Olson ו-OCE1810616, Brandt).



קישור לכתבת המקור – 2024-03-26 16:39:48

Facebook
Twitter
LinkedIn
Telegram
WhatsApp
Email
פרסומת
MAGNEZIX מגנזיקס

עוד מתחומי האתר