השיטה של האלמוגים להתמודד עם חמצון מי הים

אלמוגים יוצרים את השלד שלהם בעזרת "כיסים" של סידן פחמתי אמורפי - מצב צבירה ייחודי שבין מוצק לנוזל - שנמצאים ברקמות שלהם, כך עולה ממחקר חדש שנערך באוניברסיטת חיפה, אוניברסיטת ברקלי ואוניברסיטת וויסקונסין-מדיסון. המשמעות: האלמוגים ככל הנראה עמידים לחמצון האוקיינוסים שמתרחש עקב שינויי האקלים.

"שוניות האלמוגים הן 'יערות הגשם' של הים והתפרקות שלהן עלולה להפר את כל האיזון האקולוגי בים ואף להשפיע על תהליך הפוטו-סינתזה ולהפר את האיזון בין חמצן ופחמן דו חמצני באטמוספירה. על כן יש חשיבות רבה להבין האם הן נמצאות בסכנה", הסבירה ד"ר טלי מס מבית הספר למדעי הים ע"ש ליאון צ'רני באוניברסיטת חיפה, אחת מעורכות המחקר.

(צילום: אוניברסיטת חיפה)

לשוניות האלמוגים תפקידים רבים וחשובים לבני האדם. הן מהוות כמובן אטרקציה תיירותית במקומות רבים, הן מסייעות לשמור על קו החוף ומהוות שובר גלים טבעי והן הפכו בשנים האחרונות למקורות פוריים לתעשיות הפרמצוטיקה. אולם עיקר חשיבותן בכך שהן מהוות את "יערות הגשם" של הים: הבסיס המרכזי למערכת האקולוגית ולא פחות חשוב מכך, הקשר הסימביוטי שלהן עם סוג מסוים של אצות הופך אותן למקור המרכזי של תהליך הפוטו-סינתזה בים. "גודלן של שוניות האלמוגים הופכת את תהליך הפוטו-סינתזה לדומה בסדר הגודל שלו למה שמתרחש ביערות הגשם, כך שפגיעה חמורה בשוניות האלמוגים שקולה לכריתה חסרת בקרה של יערות הגשם", אמרו החוקרות מאוניברסיטת חיפה.

החשש מפגיעה בשוניות אינו תיאורטי. התיעוש הרב מעשי ידי אדם גורם לשינויים רבים, כשאחד מהם הוא העלייה ברמות הפחמן הדו חמצני (Co2) באטמוספירה וכתוצאה מכך גם בים, במה שמכונה "חמצון אוקיינוסים". הצפי הוא שעד לסוף המאה ה-21 תעמוד רמת החומציות של הים על רמה של PH8 (ככל שרמת ה-PH יורדת, רמת החומציות עולה) והחשש הוא שהמים החומציים יגרמו להתפוררות השלד של האלמוגים, שעשוי מסידן פחמתי (קלציום קורבנט) סוג של "אבן גיר".

למעשה, החשש הוא מהתפוררות מבפנים: הרקמה הביולוגית מגנה על השלד הקיים מהמים החומציים "מבחוץ". אולם בכדי לגדול, האלמוג "מושך" אליו את מי הים ומשתמש בפחמן והסידן המצויים בהם בכדי להשקיע שלד (לייצר עוד שלד). החשש הוא, אם כך, שתהליך הגדילה הטבעי שלו יגרום לו למשוך מים חומציים ובכך לגרום לעצמו התפוררות מבפנים. כך לפחות חשבו עד המחקר הנוכחי.

תהליכי השקעת השלד של האלמוגים

במחקר הנוכחי ביקשו ד"ר מס מאוניברסיטת חיפה יחד עם ד"ר פופה גילברט מאוניברסיטת ברקלי ואחרים לבחון בפעם הראשונה את תהליכי השקעת השלד של האלמוגים. לשם כך הם השתמשו במאיץ חלקיקים ייחודי שנמצא בברקלי ואיפשר להם למדוד את כמות האנרגיה הנפלטת מאזורים שונים באלמוג שאחראים על תהליך סינתוז הסידן הפחמני והפיכתו לשלד. החוקרים הופתעו לגלות תופעה שהייתה ידועה עד כה רק במנים ספורים של סרטני מים מתוקים: לאלמוגים יש "כיסי" סידן פחמני אמורפי – שלב שבו האטומים בחומר עדיין לא מסודרים והוא למעשה נע בין נוזל למוצק. במגע עם המים, מוסעים החלקיקים האמורפיים לרקמת השלד והופכים לגבישי מוצקים – מגדילים את השלד. כלומר, האלמוג לא משתמש במים כמקור לסידן ופחמן אלא "מגדל" אותם בעצמו עוד קודם לכן והוא משתמש במים למטרה אחרת. משמעות הגילוי הוא שתהליך החמצון לא יכול, ככל הנראה, למוסס את האלמוג מבפנים.

ואולי אף מעבר לכך: במחקרים קודמים גילתה ד"ר מס שחלבונים בשם CARP (Coral acid rich proteins) לוקחים חלק בתהליך השקעת השלד, וההשערה שלה היא שהתפקיד של חלבונים אלה הוא להוביל את החומר האמורפי אל רקמת השלד. "ההשערה שלנו, שאותה אנו בודקים כעת, היא שחלבונים אלה אחראים על תהליך השקעת השלד. דווקא חלבונים אלה פועלים טוב יותר בסביבה חומצית כך שאם ההשערה שלנו נכונה, נראה שעליית החומציות של מי הים לא רק שלא תפגע ביכולת של האלמוגים לגדול, אלא אולי אף תסייע", היא הסבירה.

לדבריה, ממצאי המחקר מראים שכל עוד האלמוג בריא ומוגן על ידי הרקמה הביולוגית שלו, הוא ישרוד את חמצון מי הים. אלא שחמצון מי הים, יחד עם העלייה בטמפרטורות של מי הים מאיימים לפגוע ברקמה הביולוגית. "הממצאים שלנו מעודדים, אבל בוודאי שאין להבין מהם שאנחנו לא צריכים להיות מודאגים מההשלכות האחרות של חמצון מי הים" היא סכמה.

למחקר המלא: http://www.pnas.org/content/114/37/E7670