שוניות אלמוגים יכולות לשרוד את שינויי האקלים. זו המסקנה שאליה הגיעה משלחת החוקרים "טארה פסיפיק", שיצאה לחקור לעומק את תנאי החיים וההישרדות של האלמוגים.
חברי המשלחת חצו את כל האוקיינוס השקט במשך יותר משנתיים, והרכיבו את המלאי הגנטי הגדול ביותר של מערכת ימית בהיסטוריה, בכך ש-70 חוקרים משמונה מדינות אספו כ-58 אלף דגימות מ-100 שוניות אלמוגים שונות.
ממצאי מהחקר, שפורסמו בכתב העת Nature Communications, מכילים את אוסף הנתונים הגדול ביותר אי פעם על מערכות אקולוגיות של שוניות האלמוגים. המחקר יהווה במשך השנים הבאות את הבסיס להבנת תנאי החיים של האלמוגים, כחלק מהמאמץ למציאת דרך שבעזרתה יוכלו לשרוד את שינויי האקלים.
הניתוח הראשוני של הנתונים שנאספו חשף כמה ממצאים מאירי עיניים. ראשית, המגוון הביולוגי המיקרוביאלי העולמי גבוה בהרבה ממה שחשבו בעבר. שנית, השפעות סביבתיות על הסתגלות אבולוציונית משתנות ממין למין, כשקיימת חשיבות רבה לגנים משוכפלים באלמוגים.
4 צפייה בגלריה
האופן בו חברי משלחת טארה פסיפיק דגמו את שוניות האלמוגים במסעם המחקרי
(איור: Nature Communications)
שוניות אלמוגים הן המערכת האקולוגית הימית המגוונת ביותר על פני כדור הארץ. למרות שהן מכסות רק 0.16% מהאוקיינוסים בעולם, הן מהוות בית גידול עבור כ-35% מהמינים הימיים הידועים כיום. באמצעות מערך נתונים המבוסס על סמנים גנטיים, החוקרים מצאו כי כל המגוון הביולוגי החיידקי המוערך בעולם כבר כלול במיקרואורגניזמים של שוניות אלמוגים.
"זלזלו לחלוטין במגוון הביולוגי המיקרוביאלי העולמי", אמר כריסטיאן וולסטרה, פרופ' לגנטיקה הסתגלותית במערכות מימיות באוניברסיטת קונסטנץ שבגרמניה, לדבריו, ההערכה הנוכחית של המגוון הביולוגי (כ-5 מיליון חיידקים) מוערכת בכ-10 מיליון חיידקים בערך.
32 הארכיפלגים שנחקרו משמשים כמעבדות טבעיות ומספקים מגוון רחב של תנאים סביבתיים, המאפשרים לחוקרים לפרק את היחסים בין פרמטרים סביבתיים וגנטיים על פני קנה מידה מרחבי גדול. הדבר הוביל לממצא חשוב נוסף: ההשפעות שיש לסביבה על מסלולי הסתגלות אבולוציוניים של אלמוגים הן ספציפיות למין.
כדי לקבוע זאת, החוקרים בדקו לראשונה את הטלומרים, קצוות הכרומוזומים שנושאים את המידע הגנטי, כשלכל כרומוזום שני טלומרים, המיועדים בעיקר להגן עליו. אצל בני האדם, אורך הטלומרים פוחת במהלך החיים, מה שמצביע על כך שהגיל הביולוגי קשור קשר הדוק עם אורך הטלומרים. החוקרים במשלחת טארה פסיפיק גילו כעת שהטלומרים באלמוגים עמידים מאוד ללחצים סביבתיים ולכן נשארים תמיד באותו אורך.
"כנראה שיש לאלמוגים מנגנון שביכולתו לשמר את אורכי הטלומרים שלהם", הוסיף פרופ' וולסטרה. לעומת זאת, במיני אלמוגים רגישים יותר ללחצים שכאלה, תוחלת החיים קצרה יותר בכמאה שנים, כשאורך הטלומרים מותאם ללחץ סביבתי, כגון תנודות טמפרטורה. "ההשפעה הישירה של רמות הלחץ הסביבתי על חוסן האורגניזמים עשויה להיות בעלת השלכות על בריאות האדם", הסביר פרופ' וולסטרה.
נתוני המחקר של משלחת טארה פסיפיק הראו שלחייהם הארוכים של כמה מיני אלמוגים עשויה להיות סיבה נוספת והיא שכפול של גנים מסוימים בעלי חשיבות רבה, שנמצאים מספר פעמים בגנום. החוקרים הצליחו לקבוע זאת באמצעות רצף גנומי של אלמוגים תוך שימוש בטכניקה חדשה ברזולוציה גבוהה. טכניקה זו, הנקראת רצף קריאה ארוך, מאפשרת לקבוע לא רק את קבוצת הגנים הקיימים, אלא גם להסתכל על הסדר שלהם בגנום.
לדברי פרופ' וולסטרה, הנוכחות המתפשטת של שכפול גנים יכולה להיות הסבר אפשרי מדוע אלמוגים יכולים לחיות אלפי שנים למרות היותם חשופים, למשל, לקרינת UV קיצונית במים רדודים.
משלחת טארה פסיפיק, הקרויה על שם ספינת המחקר, תספק חומר לניתוחים בקנה מידה גדול של מגוון מערכות אקולוגיות של שונית האלמוגים במשך שנים רבות. מה שמייחד את התוכנית הוא שדגימות נאספו ממספר מקומות בעולם ולאורך מספר שנים. החוקרים בחנו את האלמוגים בכל אתר בצורה זהה, כך שניתן לערוך השוואה בין אזור אחד לאחר. כל מערכי הנתונים נגישים ומתוארים במלואם עם מדידות פיזיקליות וכימיות נלוות כדי שיוכלו לשמש כמשאב מדעי לכל החוקרים.
"זהו אוסף הנתונים הגדול והייחודי ביותר על שוניות אלמוגים שנאסף אי פעם, מה גם שהוא נגיש לחלוטין", אמר פרופ' וולסטרה בהתייחסו למאגר הנתונים, כשהשאיפה לגביו היא שכלל הנתונים שבו ישמש כאבן היסוד עבור מחקרים עתידיים על שוניות אלמוגים ברחבי העולם במשך שנים רבות.
דבריו של פרופ' וולסטרה מקבלים חשיבות רבה עוד יותר נוכח המציאות בה מערכות אקולוגיות חיוניות אלו עומדות בפני איום קיומי בשל שינויי האקלים, כמו למשל הלבנת אלמוגים, החמצת מי האוקיינוס, עליית מפלס הים, תדירות ועוצמה מוגברת של סערות ותחלואה עולה בשל טמפרטורת המים החמה. עם זאת, גם להפחתת פליטת גזי חממה יש משקל רב בהאטת קצב ההתחממות הגלובלית והחמצת האוקיינוסים. בנוסף, הגנה על שוניות האלמוגים מפני זיהום או נזק אנושי אחר, יכולה גם כן לשפר את עמידותן.
