Shkencëtarët zbulojnë misterin e vjetër të shkëmbinjve koralorë

Një studim i ri i udhëhequr nga Universiteti i Southampton në Mbretërinë e Bashkuar ka zbuluar pse shkëmbinjtë koralorë lulëzojnë në ujëra që duket se janë të mangët në lëndë ushqyese, një fenomen që ka magjepsur shkencëtarët që nga Charles Darwin.

Hulumtimi tregon se koralet kultivojnë dhe ushqehen me simbionet e tyre fotosintetike – algat mikroskopike që jetojnë brenda qelizave të tyre. Kjo dietë vegjetariane i lejon koralet të përdorin një grup të madh lëndësh ushqyese që më parë konsideroheshin të padisponueshme për ta. Në mënyrë efektive, ata po hanë disa nga algat e tyre simbione për të marrë ushqimin që u nevojitet për të mbijetuar.

Profesor Jörg Wiedenmann, Shef i Laboratorit të Koraleve në Universitetin e Southampton-it, i cili udhëhoqi studimin, komenton: “Pyetja se pse shkëmbinjtë koralorë lulëzojnë në pjesë të oqeaneve që janë të varfra në lëndë ushqyese njihet si Paradoksi i Darvinit i Shkëmbinj nënujorë koralorë dhe ka frymëzuar zbulimin e disa proceseve të rëndësishme që mund të ndihmojnë për të shpjeguar këtë fenomen. Tani mund të shtojmë pjesën e munguar të enigmës dhe të ndihmojmë për të zgjidhur misterin e gjatë.”

Ai vazhdon: “Kur Çarls Darvini nisi lundrimin në HMS Beagle, ai e konsideroi veten gjeolog dhe gjatë udhëtimit të tij nëpër detet tropikale, shpejt u interesua se ku dhe pse formohen shkëmbinjtë koralorë. Darvini parashikoi saktë se si ulja e kores së Tokës dhe rritja e qëndrueshme lart e koraleve ndërveprojnë për të formuar struktura të mëdha shkëmbinjsh. Megjithatë, mekanizmat biologjikë që qëndrojnë pas kësaj rritjeje të fuqishme mbetën të pastudiuar.”

Koralet gurore janë krijesa me trup të butë që disave mund t’i duken si bimë, por në fakt janë kafshë. Këta organizma përbëhen nga shumë polipe individuale që jetojnë së bashku si një koloni dhe skelete sekrete gëlqerore që formojnë kornizën tredimensionale që ne e njohim si ‘shkëmbinj nënujorë’.

Shkëmbinjtë koralorë janë ekosisteme të rëndësishme nënujore që përfitojnë shumë komunitete njerëzore. Ato sigurojnë një shtëpi dhe terren ushqimor për organizma të panumërt, duke mbajtur rreth 25 për qind të biodiversitetit global të oqeanit. Kështu, ata shpërndajnë ushqim dhe të ardhura për rreth gjysmë miliardë njerëz në Tokë.

Kafshët e koraleve varen nga një ‘simbiozë’, një marrëdhënie reciproke e dobishme me algat mikroskopike që jetojnë brenda qelizave të tyre. Algat fotosintetike prodhojnë sasi të mëdha të komponimeve të pasura me karbon, siç janë sheqernat, të cilat i transferojnë te korali pritës për gjenerimin e energjisë.

Algat simbiont janë gjithashtu shumë efikase në marrjen e lëndëve ushqyese inorganike të tretura nga uji i detit, si nitrati dhe fosfati. Edhe në oqeanet e varfër me lëndë ushqyese, këto komponime mund të gjenden në sasi të konsiderueshme si produkte sekretimi të organizmave, si sfungjerët, që jetojnë afër. Ato gjithashtu mund të transferohen në shkëmbinj nënujorë nga rrymat e oqeanit.

Në kontrast me simbionet e tyre, bujtësi koral nuk mund të thithë ose përdorë lëndë ushqyese inorganike të tretura drejtpërdrejt dhe, deri më tani, ishte e paqartë se si këto lëndë ushqyese mund të nxisnin rritjen e koraleve. Megjithatë, mekanizmi me të cilin këto lëndë ushqyese thelbësore të rritjes transferohen te kafshët e koraleve është identifikuar nga shkencëtarët nga Universiteti i Southampton, duke punuar me një ekip bashkëpunëtorësh duke përfshirë Universitetin Lancaster në MB, Universitetin e Tel Avivit dhe Universitetin e Jerusalemit në Izraeli.

Gjetjet e tyre janë publikuar në revistën Nature .

Duke kryer një seri eksperimentesh afatgjata në Laboratorin Koral Reef të Universitetit të Southampton, shkencëtarët demonstruan se koralet në fakt tresin një pjesë të popullsisë së tyre simbione për të hyrë në azotin dhe fosforin që simbionët thithin nga uji. Aty ku ka mjaftueshëm lëndë ushqyese inorganike të tretura në ujë, ky mekanizëm i lejon koralet të rriten shpejt, edhe nëse nuk marrin ushqim shtesë. Rezultatet nga puna në terren në atolet e largëta të shkëmbinjve koralorë në Oqeanin Indian mbështesin gjetjet e laboratorit, duke demonstruar se ky mekanizëm nxit rritjen e koraleve në natyrë në nivelin e ekosistemit.

Dr Cecilia D’Angelo, Profesor i asociuar i Biologjisë së Koraleve në Southampton dhe një nga autorët kryesorë, komenton: “Gjatë shumë viteve gjatë të cilave ne përhapëm koralet simbiotike në sistemin tonë eksperimental të akuariumit, ne kishim vërejtur se ato rriteshin shumë mirë edhe kur ata nuk ushqeheshin. Nuk mund të shpjegohej nga gjendja aktuale e njohurive se si u shkëmbyen lëndët ushqyese nga dy partnerët e simbiozës, kështu që ne kuptuam se na mungonte një pjesë e madhe e tablosë dhe filluam të analizonim procesin në mënyrë sistematike.

Dr Loreto Mardones-Velozo, një studiues në Laboratorin Koral Reef i cili kreu eksperimente kyçe, shton: “Dikush do të priste që kafshët të vdesin ose të ndalojnë së rrituri nëse nuk hanë. Megjithatë, koralet dukeshin krejtësisht të lumtura dhe rriteshin me shpejtësi nëse i mbanim në ujë me nivele të larta të lëndëve ushqyese inorganike të tretura.”

Studiuesit përdorën një përbërje kimike të etiketuar posaçërisht për të gjurmuar lëvizjen e azotit të lëndës ushqyese thelbësore midis partnerëve të simbiozës. Azoti në formën kimike të përdorur në eksperimente mund të integrohet në qelizat e tyre vetëm nga simbionët, por jo nga bujtësi koral.

Bastian Hambach, menaxher i laboratorit të spektrometrisë masive të izotopit të qëndrueshëm në Universitetin e Southampton, shpjegon: “Ne përdorëm etiketimin izotopik për të ‘thithur’ lëndët ushqyese të furnizuara në koralet me atome të azotit që ishin më të rëndë se normalja. Këto izotope na lejuan të gjurmojmë përdorimin e lëndëve ushqyese nga koralet duke përdorur metoda zbulimi ultrasensitive.”

Profesor Paul Wilson, paleoceanograf në Universitetin e Southampton-it, zgjeron: “Me këtë teknikë, ne mund të demonstrojmë pa mëdyshje se atomet e azotit që mbështetën rritjen e indit të koralit rrjedhin nga lëndët ushqyese inorganike të tretura që iu dhanë simbionëve të tyre në eksperiment. ”

Profesori Jörg Wiedenmann i Universitetit të Southampton-it shton: «Ne përdorëm 10 lloje të ndryshme koralesh për të përcaktuar sasinë se si u rrit popullsia e simbionëve së bashku me nikoqirët e tyre. Duke përdorur modele matematikore të rritjes së simbionit, ne mund të tregojmë se koralet tresin pjesën e tepërt të popullsisë së tyre simbiont për të mbledhur lëndë ushqyese për rritjen e tyre. Të dhënat tona sugjerojnë se shumica e koraleve simbiotike mund të plotësojnë ushqimin e tyre përmes një ‘dietë vegjetariane’ të tillë.

Shkencëtarët analizuan gjithashtu koralet që rriteshin rreth ishujve në Oqeanin Indian, disa me zogj deti mbi to dhe disa pa, për të treguar se koralet kanë potencialin të kultivojnë dhe ushqehen me simbionët e tyre në natyrë.

Profesor Nick Graham, ekolog detar nga Universiteti Lancaster, shpjegon: «Shkëmbinj nënujorë rreth disa prej këtyre ishujve furnizohen me sasi të konsiderueshme të lëndëve ushqyese që vijnë nga ‘guano’, jashtëqitjet e zogjve të detit që folezojnë në ishuj. Në ishujt e tjerë, kolonitë e shpendëve të detit janë shkatërruar nga minjtë pushtues. Prandaj, shkëmbinjtë nënujorë të lidhur marrin më pak lëndë ushqyese. Ne matëm rritjen e kolonive të koraleve staghorn rreth ishujve me dhe pa popullata të dendura shpendësh deti dhe zbuluam se rritja ishte më shumë se dy herë më e shpejtë në shkëmbinj nënujorë që furnizoheshin me lëndë ushqyese të shpendëve të detit.

“Ne llogarisim se rreth gjysma e molekulave të azotit në indet e kafshëve korale nga ishujt me zogj deti mund të gjurmohen deri në marrjen nga simbionët dhe zhvendosjen e mëvonshme te strehuesi.”

Pasurimi i tepërt i lëndëve ushqyese, shpesh i shkaktuar nga aktivitetet njerëzore, mund të dëmtojë koralet dhe përfaqëson një kërcënim në rritje në shumë shkëmbinj nënujorë. Megjithatë, disa shkëmbinj nënujorë koralorë mund të marrin më pak lëndë ushqyese në të ardhmen pasi ngrohja globale mund t’i ndërpresë ata nga disa nga rrugët e tyre natyrore të furnizimit.

Dr D’Angelo nga Universiteti i Southampton shpjegon: “Ngrohja e ujërave sipërfaqësore ka më pak gjasa të marrë lëndë ushqyese nga shtresat më të thella të ujit. Reduktimi i produktivitetit të ujit mund të rezultojë në më pak lëndë ushqyese për simbionët dhe nga ana tjetër më pak ushqim për kafshët e koraleve.

Gjetjet e reja të shkencëtarëve sugjerojnë se ndërsa kafshët korale mund të durojnë periudha të shkurtra uria duke u ushqyer me simbionët e tyre, disa shkëmbinj nënujorë koralorë mund të rrezikohen nga uria si përgjigje ndaj varfërimit më të zgjatur të lëndëve ushqyese të shkaktuar nga ngrohja globale në disa zona.