אלמוגים הנמצאים בתנאים של מחסר בחמצן לאורך זמן שורדים מצב זה, אולם משלמים על כך מחירים משמעותיים שמסכנים את יכול השרידות של הדורות הבאים: ירידה ביכולת הטריפה, תלות הולכת וגדלה באצה הסמביונטית וירידה בתהליכים הקשורים ברבייה, כך עולה ממחקר חדש שנערך בבית הספר למדעי הים ע"ש ליאון צ'רני באוניברסיטת חיפה.
מובילת המחקר, ד"ר חגית קוויט מאוניברסיטת חיפה, אמרה: "למרות שהאלמוג שורד הוא משלם על כך מחיר כבד והחשש הוא שכל שינוי סביבתי נוסף, במיוחד כזה שיפגע בסימביוזה של האלמוג עם האצה, יפגע ביכולת שלו להתמודד עם הירידה בחמצן. המחקר מלמד אותנו על המחיר הכבד שנשלם בעתיד על השינויים האקלימיים".
לשוניות האלמוגים תפקידים רבים וחשובים למערכות האקולוגיות הימיות ולבני האדם. הן מספקות אזור מחיה לכ-25% מהאורגניזמים הימיים ותורמות לשונות הביולוגית של מערכת החיים הימית. בנוסף, שוניות האלמוגים משמשות כ"יערות הגשם" של הים: האלמוג חי בסימביוזה עם אצות שנמצאות בתוך התאים שלו ומספקות לו כ-90% מהאנרגיה שלו, תוך שהן מבצעות תהליך של פוטוסינתזה.
ההתחממות הגלובלית משפיעה בצורות רבות על החיים בים, כשבין היתר היא גורמת למחסור בחמצן: העלייה בטמפרטורת מי הים גורמת לירידה בחמצן המומס במי האוקיינוס מצד אחד, ומצד שני לעלייה בחילוף חומרים אצל בעלי החיים הימיים, דבר שמגדיל עוד יותר את הצורך שלהם בחמצן. "מכאן שהצורך בחמצן עולה בשעה שריכוז החמצן יורד, מה שמסכן את בעלי החיים יותר מעליית הטמפרטורה כשלעצמה. מחקרים שנערכו בעבר מצאו כי חלק מאירועי ההכחדה לאורך ההיסטוריה נגרמו ככל הנראה משילוב דומה של עלייה בטמפרטורה וירידה בחמצן", אמרו החוקרים.
במחקר הנוכחי, שפורסם בכתב העת Frontiers in Marine Science, ביקשו החוקרים ד"ר חגית קוויט, ד"ר אסף מליק, פרופ' סמדר בן טבו-דה לאון, ד"ר אלי שמש, ד"ר מאיה ללזר, פרופ' טלי מס ופרופ' דני צ'רנוב מבית הספר למדעי הים ע"ש צ'רני באוניברסיטת חיפה וד"ר חנה רוזנפלד מהמכון הלאומי לחקר ימים ואגמים באילת, בשיתוף עם חוקרים מסין, לעקוב אחר השפעת הירידה בריכוז החמצן לאורך זמן על הפיזיולוגיה וביטוי הגנים באלמוג בונה-שונית.
בעבר נבדקה התגובה הגנטית למחסור בחמצן למשך 12 שעות, שזהו פרק זמן קצר יחסית לצפוי לקרות בטבע. במחקרים שבדקו השפעה של 11 ימים של מחסור בחמצן, נמדדה רק התגובה הפיסיולוגית ולא התגובה הגנטית. לדברי החוקרים, היחודיות של המחקר הנוכחי היא בכך, שהוא בדק גם את התגובה הפיזיולגית וגם את התגובה הגנטית לפרק זמן ארוך, 14 ימים, שבו שהו האלמוגים ברמת חמצן הנמוכה בכ-90% מרמת החמצן שבה הם חיים בשיגרה (ירידה מרמה של 6 מיליגרם לליטר לרמה של 0.6-0.3 מיליגרם לליטר). הבדיקות נערכו בשלושה פרקי זמן שונים: 12 שעות, שבעה ימים וארבעה עשר יום, ביום ובלילה.
תוצאות המחקר מראות כי כבר ב-12 השעות הראשונות ללא חמצן האלמוג הפעיל תהליכים שעזרו לו להתמודד עם המחסור בחמצן: הוא העלה את תהליך ייצור האנרגיה שאינו תלוי בחמצן, הגדיל את מספר המיטוכונדריות כדי לשפר את ניצול החמצן בתאים, וכן החל להעלות את שאיבת הנוטריאנטים מהאצות הסימביונטיות. אולם לאחר זמן ארוך יותר, שנע בין שבוע לשבועיים, התגלתה גם ירידה בתהליכים הקשורים ברבייה, בעיקר ירידה בכמות יצירה של זרע, וירידה בייצור מנגנון הצריבה, שמשמש את האלמוג בין היתר לטרף ולהגנה. תהליך הגדלת השאיבה של הנוטריינטים מהאצות הסמביונטיות נמשך ואף התגבר ובמקביל נרשמה עלייה במספר האצות שלו. "השילוב של הגדלת השאיבה של נוטריינטים מצד אחד ועליית מספר האצות הסמביונטיות מצד שני, מגדילה את התלות של האלמוג באצות. מכאן שכל שינוי בים שפוגע באצות, כמו התחממות המים, עלול לפגוע ביכולת של האלמוג לשרוד תנאים של חוסר בחמצן", אמרה ד"ר קוויט.
לדברי החוקרים, למחקר משמעות גדולה להבנת המחיר הכבד שנשלם בעתיד על השינוי האקלימי. השילוב של ירידה בריכוזי החמצן, העלייה בטמפרטורה והעלייה בחומציות מי הים עלולה ליצור עומס הולך וגדל על יצורים ימיים, ובעיקר על אלו שאינם ניידים, כמו אלמוגים, שאינם יכולים להימלט מאזורים בהם חלים שינויים פתאומיים במי הים. "הבנת המנגנונים המושפעים מכל עקה, ואלו שמושפעים משילוב של מספר עקות ביחד, תאפשר למפות את רמת הפגיעה ביצורים השונים ותאפשר לקבוע את מדיניות התמודדות עם השינוי האקלימי אותו אנו מביאים על עצמנו", סיכמו החוקרים.
