Ο ρυθμός σχηματισμού σκελετού κοραλλιών καθορίζει την ανθεκτικότητα στους ωκεανούς που οξινίζονται


Ο ρυθμός σχηματισμού σκελετού κοραλλιών καθορίζει την ανθεκτικότητα στους ωκεανούς που οξινίζονται

Τα τρία κοράλλια που χρησιμοποιήθηκαν στη μελέτη: Acropora hyancinthus (αριστερά), Turbinaria peltata (πάνω δεξιά) και Stylophora spp. (κάτω δεξιά). Πίστωση: Pupa Gilbert

Μια νέα μελέτη του Πανεπιστημίου του Wisconsin-Madison έχει επιπτώσεις στην πρόβλεψη της επιβίωσης των κοραλλιογενών υφάλων και στην ανάπτυξη στρατηγικών μετριασμού κατά της αποδυνάμωσης των οστικών σκελετών τους από την οξίνιση των ωκεανών.


Αν και οι κοραλλιογενείς ύφαλοι αποτελούν λιγότερο από το ένα τοις εκατό του , αυτά τα οικοσυστήματα είναι από τα πιο βιοποικιλότητα στον πλανήτη—με περισσότερα από ένα εκατομμύριο είδη που εκτιμάται ότι σχετίζονται με υφάλους.

Τα κοραλλιογενή είδη που αποτελούν αυτούς τους υφάλους είναι γνωστό ότι είναι διαφορετικά ευαίσθητα ή ανθεκτικά στον ωκεανό — το αποτέλεσμα της αύξησης των επιπέδων διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα. Αλλά οι επιστήμονες δεν είναι σίγουροι γιατί.

Στη μελέτη, οι ερευνητές δείχνουν ότι ο ρυθμός κρυστάλλωσης των κοραλλιογενών σκελετών διαφέρει μεταξύ των ειδών και συσχετίζεται με την ανθεκτικότητά τους στην οξίνιση.

«Πολλοί φορείς συνεχίζουν να δημοσιεύουν αναφορές στις οποίες λένε, «Ναι, απειλούνται οι κοραλλιογενείς ύφαλοι», χωρίς να έχουν ιδέα τι να κάνουν», λέει η Pupa Gilbert, καθηγήτρια φυσικής στο UW–Madison και ανώτερη συγγραφέας της μελέτης που δημοσιεύθηκε τον Ιανουάριο. 17 στο Εφημερίδα της Αμερικανικής Χημικής Εταιρείας. «Η εύρεση λύσεων που να βασίζονται στην επιστήμη είναι προτεραιότητα και να έχουμε μια ποσοτική ιδέα για το τι ακριβώς συμβαίνει με την κλιματική αλλαγή και οι σκελετοί είναι πραγματικά σημαντικοί».

Τα κοράλλια που σχηματίζουν ύφαλο είναι θαλάσσια ζώα που παράγουν έναν σκληρό σκελετό που αποτελείται από το κυρίως αδιάλυτο κρυσταλλικό υλικό αραγωνίτη. Ο αραγωνίτης σχηματίζεται όταν οι πρόδρομες ουσίες που αποτελούνται από μια πιο διαλυτή μορφή, το άμορφο ανθρακικό ασβέστιο, εναποτίθενται στον αναπτυσσόμενο σκελετό και στη συνέχεια κρυσταλλώνονται.

Η ομάδα μελέτησε τρία γένη κοραλλιών και εξέτασε σε βάθος τα συστατικά των αναπτυσσόμενων σκελετών τους. Χρησιμοποίησαν μια τεχνική που πρωτοστάτησε ο Gilbert, που ονομάζεται φασματοσκοπία PEEM, η οποία ανιχνεύει τις διαφορετικές μορφές ανθρακικού ασβεστίου με τη μεγαλύτερη ευαισθησία μέχρι σήμερα.

Όταν χρησιμοποίησαν αυτές τις εικόνες φασματοσκοπίας για να συγκρίνουν το πάχος των άμορφων πρόδρομων ουσιών με την κρυσταλλική μορφή, διαπίστωσαν ότι το Acropora, το οποίο είναι πιο ευαίσθητο στην οξίνιση, είχε πολύ παχύτερη ζώνη άμορφου ανθρακικού ασβεστίου από το Stylophora, το οποίο είναι λιγότερο ευαίσθητο.

Ο ρυθμός σχηματισμού σκελετού κοραλλιών καθορίζει την ανθεκτικότητα στους ωκεανούς που οξινίζονται

«Η εύρεση λύσεων που βασίζονται στην επιστήμη είναι προτεραιότητα», λέει η καθηγήτρια φυσικής Pupa Gilbert, η οποία παρουσιάζεται εδώ με δείγματα σκληρακτινικών κοραλλιών κατά μήκος της ακτογραμμής της λίμνης Monona στο Μάντισον. Πίστωση: Τζεφ Μίλερ

Ένα τρίτο γένος άγνωστης ευαισθησίας, το Turbinaria, είχε ένα ακόμη πιο λεπτό άμορφο πρόδρομο στρώμα από το Stylophora, υποδηλώνοντας ότι θα έπρεπε να είναι το πιο ανθεκτικό από τα τρία στην οξίνιση των ωκεανών.

Όσο πιο παχιά είναι η ζώνη των μη κρυσταλλωμένων ορυκτών, τόσο πιο αργή είναι η διαδικασία κρυστάλλωσης.

«Αν η επιφάνεια του σκελετού των κοραλλιών, όπου όλο αυτό το άμορφο ανθρακικό ασβέστιο εναποτίθεται από το ζωντανό ζώο, κρυσταλλώνεται γρήγορα, τότε αυτό το συγκεκριμένο είδος είναι ανθεκτικό στην οξίνιση των ωκεανών· αν κρυσταλλώνεται αργά, τότε είναι ευάλωτο», λέει ο Gilbert. «Για μια φορά, είναι ένας πολύ απλός μηχανισμός».

Ο μηχανισμός μπορεί να αποδείχθηκε απλός, αλλά η ανάλυση δεδομένων που απαιτείται για την επεξεργασία και την ερμηνεία των εικόνων PEEM κάθε άλλο παρά είναι. Κάθε εικονοστοιχείο δεδομένων απεικόνισης που αποκτάται έχει ένα φάσμα ασβεστίου που πρέπει να αναλυθεί, το οποίο οδηγεί σε εκατομμύρια σημεία δεδομένων. Η επεξεργασία των δεδομένων περιλαμβάνει πολλά σημεία λήψης αποφάσεων, καθώς και τεράστια υπολογιστική ισχύ.

Η ομάδα προσπάθησε να αυτοματοποιήσει την ανάλυση ή να χρησιμοποιήσει τεχνικές μηχανικής μάθησης, αλλά αυτές οι μέθοδοι δεν έχουν πετύχει. Αντίθετα, ο Gilbert ανακάλυψε ότι οι άνθρωποι που λαμβάνουν αποφάσεις είναι οι καλύτεροι επεξεργαστές δεδομένων.

Ο Gilbert δεν ήθελε να βγάλει συμπεράσματα από τη λήψη αποφάσεων μόνο ενός ή δύο ατόμων. Έτσι προσέλαβε μια ομάδα προπτυχιακών σπουδαστών του UW–Madison, οι περισσότεροι από τους οποίους προέρχονταν από το Πρόγραμμα Μελετητών Mercile J. Lee, το οποίο εργάζεται για να προσελκύσει και να διατηρήσει ταλαντούχους μαθητές από υποεκπροσωπούμενες ομάδες. Αυτή η ομάδα παρείχε μια μεγάλη και ποικιλόμορφη ομάδα υπευθύνων λήψης αποφάσεων.

Αυτή η ομάδα μαθητών που ονομάστηκε Cnidarians – από τη φυλή στην οποία ανήκουν τα κοράλλια, οι ανεμώνες και οι μέδουσες – έγινε αναπόσπαστο μέλος της ομάδας. Συναντιόντουσαν πολλές φορές την εβδομάδα μέσω του Zoom, όταν ο Gilbert ανέθεταν σε πολλούς μαθητές το ίδιο σύνολο δεδομένων για να το επεξεργαστούν παράλληλα και να το συζητήσουν στην επόμενη συνάντησή τους.

«Αν πολλοί άνθρωποι βρουν ακριβώς την ίδια λύση, παρόλο που παίρνουν διαφορετικές αποφάσεις, αυτό σημαίνει ότι η ανάλυσή μας είναι ισχυρή και αξιόπιστη», λέει ο Gilbert. “Οι συνεισφορές των Cnidarians ήταν τόσο χρήσιμες που 13 από αυτούς είναι συν-συγγραφείς σε αυτήν τη μελέτη.”


Η καλύτερη κατανόηση της ανάπτυξης του σκελετού των κοραλλιών προτείνει τρόπους αποκατάστασης των υφάλων


Περισσότερες πληροφορίες:
Connor A. Schmidt et al, Η ταχύτερη κρυστάλλωση κατά τον σχηματισμό σκελετού κοραλλιών συσχετίζεται με την ανθεκτικότητα στην οξίνιση των ωκεανών, Εφημερίδα της Αμερικανικής Χημικής Εταιρείας (2022). DOI: 10.1021/jacs.1c11434

Παραπομπή: Ο ρυθμός σχηματισμού σκελετού κοραλλιών καθορίζει την ανθεκτικότητα στους ωκεανούς που οξινίζονται (2022, 27 Ιανουαρίου) ανακτήθηκε στις 27 Ιανουαρίου 2022 από https://phys.org/news/2022-01-coral-skeleton-formation-resilience-acidifying.html

Αυτό το έγγραφο υπόκειται σε πνευματικά δικαιώματα. Εκτός από κάθε δίκαιη συναλλαγή για σκοπούς ιδιωτικής μελέτης ή έρευνας, κανένα μέρος δεν επιτρέπεται να αναπαραχθεί χωρίς τη γραπτή άδεια. Το περιεχόμενο παρέχεται μόνο για ενημερωτικούς σκοπούς.



Source link

By koutsobolis

koutsobolis.com

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται.