Znajdź zawartość

Naukowcy z Uniwersytet w Tel Awiwie szukają przyczyny masowego wymierania jeżowców w Morzu Śródziemnym i Zatoce Akaba. W ciągu kilku miesięcy wymarła cała populacja gatunku Diadema setosum zamieszkująca Zatokę Akaba. Badania wykazały, że podobne zjawisko zachodzi również w całym regionie, w tym u wybrzeży Turcji, Grecji, Arabii Saudyjskiej, Egiptu i Jordanii. Tymczasem jeżowce, a szczególnie Diadema setosum, są kluczowym gatunkiem niezbędnym do prawidłowego funkcjonowania raf koralowych. Uczeni sądzą, że wśród jeżowców panuje epidemia wywołana przez orzęski, które przedostały się Morza Śródziemnego na Morze Czerwone. Wszczęto alarm i specjaliści zastanawiają się, jak uratować izraelskie rafy koralowe. Najpierw zaobserwowano, że w ciągu kilku tygodni wyginęły wszystkie Diadema setosum w jednym z północnych regionów Zatoki. Początkowo sądziliśmy, że to jakieś zanieczyszczenie, zatrucie, może gdzieś doszło do wycieku, z jakiegoś zakładu przemysłowego czy hotelu na północy Zatoki Akaba. Gdy jednak sprawdziliśmy inne miejsca, okazało się, że to nie jest lokalny incydent. Wszystko wskazywało na szybko rozprzestrzeniającą się epidemię. Koledzy z Arabii Saudyjskiej poinformowali nas o podobnych przypadkach. Padły nawet jeżowce, które hodujemy dla celów badawczych w akwariach w naszym Instytucie Międzyuniwersyteckim i jeżowce z Underwater Observatory Marine Park. Patogen prawdopodobnie przedostał się przez system pompujący wodę. To szybka, brutalna śmierć. W ciągu dwóch dni ze zdrowego jeżowca pozostaje szkielet ze znaczącymi ubytkami tkanki. Umierające jeżowce nie są w stanie się bronić przed rybami, te się na nich żywią, co może przyspieszyć rozprzestrzenianie się epidemii, mówi główny autor badań, doktor Omri Bronstein z Wydziału Zoologii Uniwersytetu w Tel Awiwie. Doktor Bronstein od lat bada rafy koralowe pod kątem występowania na nich gatunków inwazyjnych. Jednym z gatunków, na których się skupiał jest właśnie D. setosum, czarny jeżowiec o wyjątkowo długich kolcach. To gatunek rodzimy Indo-Pacyfiku, który dzieli się na dwa klady. Jeden występujący na zachodzie Pacyfiku i u wschodnich wybrzeży Afryki i drugi zamieszkujący Morze Czerwone oraz Zatokę Perską. Wybudowanie Kanału Sueskiego otworzyło tropikalnym gatunkom z Indo-Pacyfiku drogę na Morze Śródziemne. D. setosum został zaobserwowany w tym akwenie po raz pierwszy w 2006 roku u wybrzeży Turcji. Od tamtej pory gatunek zwiększył swój zasięg na cały Lewant oraz Morza Jońskie i Egejskie. Globalne ocieplenie dodatkowo zaś przyspiesza inwazję gatunków tropikalnych na wschodnie regiony Morza Śródziemnego. Jeżowce, a w szczególności Diadem setosum, to kluczowe gatunki zapewniające zdrowie rafom koralowym. Są one ogrodnikami raf. Żywią się glonami, zapobiegając zaduszeniu przez nie koralowców, z którymi konkurują o dostęp do światła. Niestety jeżowce te nie występują już w Zatoce Akaba, a zasięg ich wymierania szybko rozszerza się na południe, dodaje Bronstein. Izraelczycy, po otrzymaniu pierwszych informacji o pojawieniu się na Morzu Śródziemnym inwazyjnego D. setosum, przystąpili do badań nad intruzem. W 2016 roku po raz pierwszy zauważyli ten gatunek u śródziemnomorskich wybrzeży Izraela. Od 2018 odnotowują gwałtowny rozrost jego populacji. Ledwo jednak rozpoczęliśmy badania podsumowujące inwazję jeżowców na Morze Śródziemne, a zaczęliśmy otrzymywać informacje o ich nagłym wymieraniu. Można stwierdzić, że wymieranie inwazyjnego gatunku nie jest niczym niekorzystnym, ale musimy brać pod uwagę dwa zagrożenia. Po pierwsze, nie wiemy jeszcze, jak to wymieranie wpłynie na gatunki rodzime dla Morza Śródziemnego. Po drugie, i najważniejsze, bliskość Morza Śródziemnego i Czerwonego zrodziła obawy o przeniesienie się patogenu na na rodzimą populację jeżowców na Morzu Czerwonym. I tak się właśnie stało, wyjaśnia Bronstein. To, co dzieje się obecnie na Morzu Śródziemnym i Czerwonym przypomina zjawiska znane z Karaibów. W 1983 roku nagle wymarły tam jeżowce, a rafy koralowe zostały zniszczone przez glony. W ubiegłym roku sytuacja się powtórzyła. A dzięki nowym technologiom i badaniom przeprowadzonym przez naukowców z Cornell University wiemy, że przyczyną zagłady jeżowców na Karaibach były pasożytnicze orzęski. Stąd też podejrzenie, że to one są przyczyną wymierania jeżowców u zbiegu Europy, Afryki i Azji. Diadema setosum to jeden z najbardziej rozpowszechnionych na świecie gatunków jeżowców. Sytuacja jest naprawdę poważna. W Morzu Czerwonym wymieranie przebiega błyskawicznie i już objęło większy obszar, niż w Morzu Śródziemnym. Wciąż nie wiemy, co dokładnie zabija jeżowce. Czy to orzęski, jak na Karaibach, czy też jakiś inny czynnik? Tak czy inaczej jest on z pewnością przenoszony przez wodę, dlatego też obawiamy się, że wkrótce wyginą wszystkie jeżowce w Morzu Śródziemnym i Czerwonym, martwi się Bronstein. « powrót do artykułu

Michał Styczyński z Wydziału Biologii Uniwersytetu Warszawskiego odkrył, że bakterie z Antarktyki wytwarzają naturalną substancję z grupy melanin. Można by ją wykorzystać w kremach z filtrem UV, zastępując syntetyczny oksybenzon, który przyczynia się do wymierania koralowców. Środek ten zaburza gospodarkę hormonalną parzydełkowców, uniemożliwiając im rozmnażanie się. Uczony zauważył, że pod wpływem odpowiedniego stresu środowiskowego bakterie wytwarzają substancję z grupy melanin. Może ona potencjalnie posłużyć do zastąpienia nią oksybenzonu. Antarktyka jest jednym z najbardziej ekstremalnych regionów na Ziemi. Charakteryzuje się ona bardzo niskimi temperaturami, dochodzącymi do -90 °C, wysoką ekspozycją na promieniowanie UV, niską dostępnością substancji odżywczych, a także obecnością silnie zasolonych zbiorników wodnych. Organizmy występujące w tak skrajnych warunkach musiały wykształcić szereg cech adaptacyjnych umożliwiających im przeżycie. Zimnolubne bakterie, określane jako psychrofile lub psychrotoleranty, wytwarzają m.in. specyficzne metabolity wtórne, takie jak barwniki ochronne, dzięki którym mogą optymalnie funkcjonować w polarnym środowisku, mówi Styczyński. Naturalną melaninę można by wytwarzać na skalę przemysłową namnażając bakterie w laboratorium i poddając je następnie odpowiedniej stymulacji. Jednak to nie jedyna zaleta bakterii arktycznych. Badania wykazały, że wytwarzają one też karotenoidy posiadające bardzo silne właściwości przeciwutleniające. Również i one mogą odegrać ważną rolę. Wytwarzane przez bakterie związki, ze względu na swoją specyficzną, wielonienasyconą strukturę i wynikające z niej właściwości przeciwutleniające, zapobiegają szkodliwemu działaniu promieniowania UV. Ponadto odgrywają one istotną rolę w kontrolowaniu płynności błon i chronią komórki bakteryjne przed uszkodzeniem na skutek zamarzania. Tego rodzaju substancje mają zdolność wychwytywania wolnych rodników, dlatego są w centrum zainteresowania laboratoriów produkujących preparaty kosmetyczne do pielęgnacji skóry o działaniu przeciwstarzeniowym. Na rynku obowiązują jednak ścisłe normy i restrykcje, które definiują zawartość zanieczyszczeń pochodzących z syntezy chemicznej. Nasze odkrycia wskazują, że przemysł kosmetyczny mógłby na dużo większą skalę korzystać z substancji pochodzenia naturalnego, dodaje Michał Styczyński. Niezwykle ważną cechą bakterii antarktycznych jest fakt, że łatwo jest je hodować. Ze względu na ich fizjologię organizmy te mają niewielkie wymagania odnośnie temperatury i dostępności pokarmu. Nie ma żadnych większych przeszkód natury technologicznej, by tą drogą pozyskiwać naturalne substancje na skalę przemysłową. Bakterie z Antarktydy mogą też wspomagać wzrost roślin. Mogą zwiększać dostępność mikroelementów, co można wykorzystać w rolnictwie. W praktyce można więc wykorzystać szczepy bakterii do zwiększania jakości i biomasy roślin uprawnych, chronić je przed chorobami, a także redukować ilość stosowanych nawozów chemicznych, wyjaśnia naukowiec. Komercjalizacją odkryć ma zająć się spółka Biotemist, utworzona przy Uniwersytecie Warszawskim. « powrót do artykułu

NASA stworzyła grę, która nam zapewni rozrywkę, a naukowcom pomoże w stworzeniu mapy raf koralowych na całym świecie i w lepszym zrozumieniu tych ekosystemów. Gra NeMO-Net polega na identyfikowaniu i klasyfikowaniu korali na podstawie dostarczanych przez NASA obrazów 3D. Jednocześnie przemierzamy oceany na pokładzie własnej łodzi badawczej, Nautilus. Podwaliny pod grę położyli specjaliści z Ames Research Center, którzy w ciągu ostatnich kilkunastu lat stworzyli nowe instrumenty pozwalające zajrzeć pod powierzchnię oceanów i dostrzec tam więcej szczegółów niż kiedykolwiek przedtem. Wykorzystali przy tym techniki opracowane na potrzeby badań kosmosu. Stworzone dzięki temu podwodne kamery przeprowadzają obliczenia i korygują obraz, biorąc pod uwagę zaburzenia powodowane przez wodę. NASA wykorzystała te instrumenty podczas licznych misji naukowych u wybrzeży Portoryko, Guam, Samoa Amerykańskiego i wielu innych. Zbierali tam trójwymiarowe obrazy dna oceanicznego, koralowców, alg czy traw morskich. Jednak same obrazy to nie wszystko. Dlatego też NASA prosi ochotników o pomoc. Gra NeMO-Net wykorzystuje sieć neuronową o nazwie Neural Multi-Modal Observation and Training Network (NeMO-Net). Klasyfikacja korali, jakiej będą dokonywali gracze, zostanie wykorzystana przez tę sieć do stworzenia globalnej mapy raf koralowych. NeMO-Net wykorzystuje najpotężniejszą siłę na tej planecie. Nie jakaś szpanerską kamerę czy superkomputer, ale ludzi. Każdy, nawet uczeń pierwszej klasy podstawówki, może zagrać, posortować zdjęcia i pomóc nam w stworzeniu mapy jednego z najpiękniejszych ekosystemów na Ziemi, mówi Ved Chirayath, twórca sieci NeMO-Net. Podczas każdego z nurkowań w czasie gry, gracz będzie uczył się o różnych typach koralowców, klasyfikował je, a po powrocie na łódź badawczą, pozna swoją punktację, zdobędzie kolejne stopnie wtajemniczenia, będzie miał dostęp do edukacyjnych materiałów wideo. Obecnie NeMO-Net jest dostępna w sklepie Apple App. W najbliższym czasie ma się też pojawić jej wersja na Androida. « powrót do artykułu

Największe na świecie badania raf koralowych pozwoliły na określenie które rafy i w jaki sposób można uratować, informują naukowcy z WCS (Wildlife Conservation Society), wielu organizacji pozarządowych, agend rządowych oraz uniwersytetu. Dzięki nim opracowano trzy strategie, które mają zostać szybko wdrożone w celu ratowania raf. W najnowszym numerze Nature Ecology and Evolution opublikowano wyniki badań prowadzonych przez ponad 80 naukowców na ponad 2500 rafach na oceanach Indyjskim i Spokojnym. Dobra wiadomość jest taka, że wciąż istnieją dobrze funkcjonujące żywe rafy koralowe i nie jest za późno, by je ocalić. Możemy uratować dla przyszłych pokoleń ostatnie istniejące rafy, które zostały dotknięte zmianami klimatu. Jednak tam, gdzie doszło do dużej degeneracji raf, nadbrzeżne społeczności będą musiały znaleźć sobie w przyszłości inne źródło utrzymania, mówi główna autorka badań i szefowa prowadzonego przez WCS programu monitorowania raf, doktor Emily Darling. Fakt, że można uratować część raf to dobra wiadomość. W regionie indopacyficznym znajduje się wielka różnorodność raf, niestety od ponad 20 lat w regionie tym coraz częściej dochodzi do incydentów masowego blaknięcia raf. Dzięki badaniom udało się zidentyfikować trzy główne strategie zachowania raf koralowych. Pierwsza z nich polega na ich ochronie. Okazało się, że 17% badanych raf dobrze sobie radziło i były to rafy, których nie dotknęły niekorzystne zjawiska z lat 2014–2017 związane z El Niño. Znajdują się one na wodach przybrzeżnych 22 krajów, od Wschodniej Afryki po Azję Południowo-Wschodnią. Można je ocalić koordynując działania na skalę międzynarodową. Druga ze strategii polega na odradzaniu uszkodzonych raf. Mogłaby one objąć 54% badanych raf. To rafy, które jeszcze niedawno dobrze funkcjonowały, jednak dotknęło je masowe blaknięcie z lat 2014–2017. Strategia trzecia to zmiana stylu życia lokalnych społeczności. Aż 28% raf koralowych przestało funkcjonować, a ludzie, którzy są od nich uzależnieni muszą znaleźć inne źródła utrzymania. Autorzy badań podkreślają, że niezwykle istotne jest prawidłowe zarządzanie rafami na szczeblu lokalnym, tworzenie obszarów chronionych i inne ograniczenia w ich eksploatacji, ale nie może to zastępować działań globalnych. Ocalenie raf będzie wymagało prowadzenia działań na szczeblu lokalnym i globalnym. Należy z jednej strony ograniczać zależność lokalnych społeczności od raf tak, by rafy były mniej eksploatowane, z drugiej zaś strony należy prowadzić działania zmierzające do utrzymania globalnego ocieplenie na poziomie poniżej 1,5 stopnia Celsjusza od okresu preindustrialnego", mówi doktor Tim McClanahan. Utrzymanie się raf koralowych zależy w dużej mierze od ograniczenia emisji węgla do atmosfery. Jednak niezwykle ważne jest zidentyfikowanie tych raf, które zareagują bądź nie zareagują na działania na szczeblu lokalnym. Odpowiednie zarządzanie rafami pozwoli na opracowanie strategii pomocy ludziom, którzy są uzależnieni od raf, dodaje doktor Georgina Gurney. « powrót do artykułu

W strefach przybrzeżnych dopływająca woda podziemna (ang. submarine groundwater discharge, SGD) jest ważnym źródłem słodkiej wody, a także związków organicznych, substancji biogennych czy metali. Ostatnie badania pokazały, w jaki sposób SGD wpływa na wzrost rafy koralowej. SGD są powszechne na przybrzeżnych rafach koralowych, zwłaszcza na Hawajach, dlatego postanowiliśmy przetestować, jak to zjawisko wpływa na wzrost raf w zatoce Maunalua - wyjaśnia Megan Donahue z Uniwersytetu Hawajskiego w Mānoa. Za zmiany wielkości rafy odpowiadają 2 procesy: wzrost koralowców i bioerozja. By określić, jak wpływa na nie wysięk wód podziemnych, naukowcy sadzili "szczepki" koralowców Porites lobata na obszarach różniących się pod względem SGD (płyciznach przechodzących płynnie w plażę). Później mierzyli zmiany ich wielkości na przestrzeni 6 miesięcy. Oprócz tego w tych samych gradientach SGD na rok umieszczano bloki szkieletów koralowców z węglanu wapnia (CaCO3). Zabieg ten miał pomóc w ocenie bioerozji. Za pomocą mikrotomografii bloki skanowano przed i po rozlokowaniu. W rejonach z dużym SGD koralowce znajdujące się tuż przy wysięku radziły sobie słabo, zapewne przez stres związany ze zbyt dużą ilością słodkiej wody. Oprócz tego zauważyliśmy, że wystawione na oddziaływanie dużych ilości SGD bioerodujące organizmy morskie rozkładały bloczki bardzo szybko. Wiele z nich to organizmy filtrujące, które czują się lepiej w środowiskach bogatych w składniki odżywcze, dlatego zawierająca sporo takich związków woda gruntowa nasiliła ich "niszczycielską" aktywność. Łącznie wydaje się, że silny wysięk wód podziemnych zanieczyszczonych związkami organicznymi sprzyja rozkładowi rafy i znacząco spowalnia jej ogólny wzrost - tłumaczy Katie Lubarsky. Ku zaskoczeniu naukowców, SGD sprzyja wzrostowi koralowców, gdy zasilanie składnikami odżywczymi i słodką wodą utrzymuje się na niskim poziomie. Nasze wyniki sugerują, że koralowce mogą "rozkwitać" na rafach objętych SGD, jeśli są odizolowane od wtórnych stresorów, np. sedymentacji i wodorostów - wyjaśnia Donahue. Choć obecne badanie wykazało, że koralowce rosną szybciej podczas ekspozycji na SGD z niską zawartością składników odżywczych, pokrywa koralowców w zatoce Maunalua pozostaje na płyciznach skrajnie mała. Naszym następnym celem jest więc zbadanie, jak SGD i roślinożerne ryby wpływają na konkurencję glony-koralowce czy tempo bioerozji [...] - podsumowuje prof. Nyssa Silbiger z Uniwersytetu Stanowego Kalifornii. « powrót do artykułu