في يناير الماضي ، كان الغواصون يدرسون الشعاب المرجانية في البحر الكاريبي قبالة جزر فيرجن الأمريكية. فجأة ، لاحظوا شيئًا ينذر بالخطر على إحدى الشعاب المرجانية. كانت الآفات تأكل الأنسجة الملونة لمئات من الشعاب المرجانية. بحلول اليوم التالي ، مات البعض. بقيت هياكل عظمية بيضاء فقط. استغرق آخرون أسبوعين حتى يموتوا. في غضون أربعة أشهر ، مات أكثر من نصف الشعاب المرجانية بالقرب من جزيرة سانت توماس.
المشتبه به الرئيسي هو مرض اكتشف لأول مرة قبالة فلوريدا في عام 2014. المعروف باسم مرض فقدان الأنسجة المرجانية الصخري ، أطلق عليه العلماء لقب "skittle-D" - مثل الحلوى. لكن لعبة skittle-D بعيدة كل البعد عن كونها حلوة. وهي مسؤولة عن أحد أخطر حالات تفشي أمراض الشعاب المرجانية على الإطلاق.
الشعاب المرجانية الحجرية هي لبنات بناء الشعاب المرجانية. تدمر Skittle-D الآن ثلث أنواع الشعاب المرجانية الحجرية البالغ عددها 65 في منطقة البحر الكاريبي. لا يعرف العلماء ما إذا كانت العدوى ناجمة عن فيروس أو بكتيريا أو مزيج من الميكروبات.
مهما كان السبب ، "إنه إبادة أنواع كاملة" ، كما تقول عالمة البيئة المرجانية مارلين براندت. تعمل في حرم سانت توماس بجامعة جزر فيرجن. هناك ، ترأس فريقًا علميًا يحقق في تفشي المرض من عدة زوايا.
تشير إلى أن أمراض الشعاب المرجانية الأخرى بالقرب من سانت توماس تسببت في خفض الغطاء المرجاني بمقدار النصف في غضون عام. لكن هذا الوباء الجديد أحدث نفس الضرر في نصف ذلك الوقت. إنه ينتشر بشكل أسرع ويقتل المزيد من الشعاب المرجانية أكثر من أي فاشيات سابقة هنا.
يقول براندت:"إنها تسير على طول الشعاب المرجانية ونادرًا ما تترك الشعاب المرجانية وراءها". "نحن خائفون جدا."
بقعة مرضية ساخنة
تغطي الشعاب المرجانية أقل من 2٪ من قاع المحيط. ومع ذلك ، فإنها تلعب دورًا مهمًا في النظم البيئية للمحيطات. تدعم الشعاب حوالي ربع الأنواع البحرية.
في بعض الأحيان يتم الخلط بين الشعاب المرجانية والصخور أو النباتات ، فهي في الواقع مجتمعات من اللافقاريات الصغيرة . ويمكن أن يمرضوا مثل أي حيوان آخر. تموت الشعاب المرجانية أحيانًا من الأوبئة. في أوقات أخرى ، يمكنهم التخلص من الأمراض الأكثر اعتدالًا ، مثل نزلات البرد.
تم اكتشاف أول مرض مرجاني في منطقة البحر الكاريبي منذ أكثر من 40 عامًا. منذ ذلك الحين ، ظهر العشرات حول العالم. وتعتبر منطقة البحر الكاريبي الآن بقعة ساخنة لأمراض المرجان.
لا يعرف علماء الأحياء سوى القليل عن هذه الأمراض وكيفية عملها. يوضح براندت أن العديد من الميكروبات البحرية لا تنمو جيدًا في المختبر. هذا يجعل دراسة أمراض المرجان صعبة.
حتى الأسماء التي تطلق على الأمراض غامضة. هناك متلازمة البقعة المظلمة. والطاعون الأبيض. تستند الأسماء فقط على الإشارات المرئية للعدوى. ولا يساعد أن تبدو العديد من الأمراض متشابهة.
علماء فلوريدا في البداية أخطأوا في استخدام Skittle-D للإشارة إلى الطاعون الأبيض. كلاهما يصيب الشعاب المرجانية الحجرية. لكن العلماء يعرفون الآن أن Skittle-D مرض جديد لأنه يهاجم الأنواع المرجانية الصخرية بترتيب فريد. الضربة الأولى هي الشعاب المرجانية في الدماغ. ثم تأتي الشعاب المرجانية النجمية والشعاب المرجانية العمودية.
ارتفاع درجة حرارة المياه
الشرح:الاحتباس الحراري وتأثيرات الاحتباس الحراري
يوفر تغير المناخ ضرورة ملحة لمعرفة المزيد عن هذه الأمراض. الاحتباس الحراري هو بمثابة ضربة واحدة للشعاب المرجانية. يضعف الإجهاد الحراري الدفاعات المرجانية. في الوقت نفسه ، تؤدي المياه الدافئة إلى زيادة انتشار الميكروبات التي تسبب المرض. يمكن أن يؤدي التلوث والصيد الجائر وعوامل أخرى أيضًا إلى إجهاد الشعاب المرجانية ، مما يجعلها أكثر عرضة للأمراض.
" يقول براندت:"لا تستطيع الشعاب المرجانية أن تقضي فترة راحة". وهي تقول وهي تواجه تحديًا تلو الآخر ، "أشعر وكأننا نلعب لعبة whack-a-mole."
ترتفع درجة حرارة المحيطات بمعدل أسرع بنسبة 40 في المائة مما توقعه علماء الأمم المتحدة في عام 2014 ، وفقًا لتحليل 11 كانون الثاني (يناير) في العلوم . من المرجح أن يستمر هذا الاتجاه الاحتراري حيث تستمر المحيطات في امتصاص ما يقرب من 93 في المائة من الحرارة الزائدة التي تحبسها غازات الدفيئة.
الشرح:أول أكسيد الكربون وغازات الدفيئة الأخرى
مع ارتفاع درجات حرارة المحيطات ، أصيب العديد من الشعاب المرجانية بالتبييض. هذا هو المكان الذي يخرج فيه المرجان التكافلي الطحالب التي تعيش داخل الشعاب المرجانية. ومن المتوقع أيضًا أن يؤدي ارتفاع درجة حرارة المياه إلى زيادة تواتر تفشي أمراض الشعاب المرجانية وزيادة حدتها. إنه شيء لاحظه الباحثون في ورقة بحثية في عام 2015 . ومن المرجح أن تتنافس أمراض المرجان مع التبييض كمصدر رئيسي لانخفاض الشعاب المرجانية.
فلات كاي المرجانية قبالة سانت توماس ، حيث لاحظ فريق براندت لأول مرة آفات Skittle-D ، كانت تعتبر مرنة. انتعش من حدث تبيض كبير في عام 2005 ومن أعاصير متتالية في عام 2017. لكن التفشي الجديد قتل جميع الشعاب المرجانية المتاهة في الشعاب المرجانية ، وهو نوع من مرجان الدماغ. يقول براندت إن الشعاب المرجانية العمودية قد تكون هي التالية. Skittle-D "يبدو أنه قادر على تغيير وجه الشعاب المرجانية كما نعرفها".
إجراء فرز الشعاب المرجانية
يأمل براندت في استباق تفشي فيروس سانت توماس باستخدام الدروس المستفادة من فلوريدا. استمر تفشي لعبة Skittle-D قبالة الساحل الجنوبي الشرقي للولاية لمدة خمس سنوات. إنه يؤثر الآن على جميع الشعاب المرجانية التي يبلغ طولها 580 كيلومترًا (360 ميلًا) تقريبًا ، بما في ذلك فلوريدا كيز ، كما تلاحظ عالمة الأحياء البحرية كارين نيلي. فاجأ هذا الهجوم المطول العلماء. تفشي مرض المرجان عادة ما يتلاشى بعد بضعة أشهر.
تعمل نيلي في جامعة نوفا ساوث إيسترن في فورت لودرديل بولاية فلوريدا. تحاول هي وآخرون إنقاذ الشعاب المرجانية الصخرية في فلوريدا عن طريق نقل المئات من الشعاب المرجانية السليمة إلى الأحواض. هناك يمكن دراستها وتربيتها وحمايتها من تفشي المرض. في هذه الأثناء ، كان الغواصون يضعون معجونًا من المضادات الحيوية على الشعاب المرجانية المريضة التي لا تزال على الشعاب المرجانية. يقدر نيلي أن باحثي فلوريدا عالجوا ما يقرب من 1200 مستعمرة في النصف الأول من عام 2019.
يقول نيلي مع المضاد الحيوي ، "نشهد نجاحًا بنسبة 85 بالمائة". على الرغم من أن المعجون يبدو أنه يشفي الآفات ، إلا أنه لا يمنع ظهور آفات جديدة. في الوقت الحالي ، كما تقول ، مع استمرار العلاجات ، فإن هذا المعجون "هو أفضل ما يمكن أن نأمله".
يقول براندت إن نجاح المضاد الحيوي يشير إلى أن المرض يمكن أن يكون جرثوميًا. لكن قد يكون للمرض أصول فيروسية. وبهذا ، تقصد أن المرض الفيروسي قد يضعف الشعاب المرجانية بحيث يمكن أن تتدخل العدوى البكتيرية. إذا كان هذا صحيحًا ، فقد يكون المعجون يعالج أحد الأعراض وليس السبب.
نظرًا لأن تفشي مرض سانت توماس بدأ للتو ، يحاول فريق براندت اتباع نهج مختلف:إزالة الشعاب المرجانية المريضة وترك الأصحاء وراءهم. يمكن أن يقلل من كمية العوامل الممرضة في الماء. وتقول إن ذلك من الناحية النظرية سيجعل انتشار المرض أكثر صعوبة. لكن فريقها لن يعرف ما إذا كانت استراتيجيته ستنجح حتى وقت لاحق من هذا العام.
اصطياد قاتل المرجان
لمعرفة ما قد يسبب لعبة Skittle-D ، يبحث فريق Brandt في الميكروبات التي تعيش في الشعاب المرجانية وحولها. يتطلب بناء قائمة بالمشتبه بهم أولاً فرز ما ينتمي عادةً إلى الشعاب المرجانية السليمة.
تعمل عالمة البيئة البحرية آمي أبريل في معهد وودز هول لعلوم المحيطات في ماساتشوستس. تدرس هي وآخرون الميكروبات على الشعاب المرجانية المريضة. إنهم يبحثون أيضًا في الميكروبات التي تعيش في الرواسب والمياه التي تدور حول شعاب سانت توماس. قد تكشف مقارنة هذه البيانات مع بعض من الشعاب المرجانية في فلوريدا أوجه التشابه بين الفاشيتين. قد يساعد ذلك في تضييق قائمة الجناة ، كما يقول أبريل.
يركز الفريق أيضًا على مجاهره على عينات من الدماغ والشعاب المرجانية النجمية المأخوذة بمجرد ظهور الآفات. جاءت الشعاب المرجانية من شعاب مرجانية صحية في سانت توماس. لقد أصيبوا بالمرض خلال تجربة وضعت فيها هذه العينات بالقرب من الشعاب المرجانية المصابة في حوض مائي. يقول أبريل:"ربما نلقي نظرة على الشكل الذي يبدو عليه المرض" المبكر ".
إنها لا تتوقع أن تجد فقط مسبب مرض واحد. يعتقد العديد من العلماء أنه قد تكون مجموعات من الميكروبات هي التي تسبب أمراض المرجان مثل Skittle-D.
المزيد من القرائن حول لعبة Skittle-D تأتي من فريق بحث بقيادة جولي ماير في جامعة فلوريدا في غينزفيل. ووجدت خمسة أنواع من البكتيريا تهيمن على الشعاب المرجانية في فلوريدا المصابة بـ skittle-D. هناك نوع واحد على الأقل يزدهر في ظروف نقص الأكسجين للأنسجة المحتضرة. وقد تم ربط كل هذه الجراثيم بتفشي أمراض المرجان في أماكن أخرى. شارك الفريق نتائجه في مايو الماضي على bioRxiv.
تحديد سمات الضحايا
بينما يبحث بعض الباحثين عن المشتبه بهم ، تريد Laura Mydlarz معرفة ما يحدث للشعاب المرجانية أثناء الإصابة. عالمة مناعة مرجانية ، تعمل في فريق براندت. إنها تحاول معرفة سبب تعرض بعض أنواع الشعاب المرجانية الصخرية أكثر من غيرها لأمراض مثل skittle-D.
يقع مختبر Mydlarz في جامعة تكساس في أرلينغتون. هناك ، أظهر فريقها أن أجهزة المناعة للشعاب المرجانية التي تميل إلى الموت من العدوى تعمل بشكل مختلف عن تلك الموجودة في الشعاب المرجانية التي تعيش عادةً.
خدع فريقها الشعاب المرجانية ليعتقدوا أن البكتيريا المسببة للاشمئزاز تصيبهم بالعدوى. دخلت أجهزة المناعة للأنواع التي قاومت العدوى الزائفة وعاشت في وضع إعادة تدوير الخلايا. أولئك الذين ماتوا علقوا بدلاً من ذلك في وضع موت الخلايا. ماتت زنازينهم وانسلمت. أبلغ فريقها عن النتائج التي توصل إليها قبل عامين في Proceedings of the Royal Society B .
يشتبه Mydlarz في أن شيئًا مشابهًا قد يحدث في الشعاب المرجانية المعرضة لـ skittle-D. وذلك لأن الأنواع في دراستها والتي فضلت وضع موت الخلايا هي من بين الأنواع الأكثر تضررًا من التفشي الجديد.
مرض متنقل
يحاول الباحثون مواكبة انتشار لعبة skittle-D. ربما تكون الجراثيم قد انتقلت من فلوريدا إلى سانت توماس في مياه الصابورة يقول دان هولشتاين عن السفن. إنه عالم بيئة الشعاب المرجانية. كما ظهر Skittle-D في الشعاب المرجانية قبالة المكسيك وجمهورية الدومينيكان وجامايكا وجزر الكاريبي الأخرى.
هولشتاين عضو في فريق براندت الذي يعمل في جامعة ولاية لويزيانا في باتون روج. لقد كان يبحث في تيارات المحيطات وعوامل أخرى على أمل أنه قد يكون قادرًا على التنبؤ بالمكان الذي سيظهر فيه skittle-D بعد ذلك. تشير النتائج المبكرة للفريق إلى بورتوريكو.
في مايو ، أكد الغواصون أن تفشي المرض المستمر يتجه ببطء نحو جزيرة فييكيس البورتوريكية. يلاحظ تايلر سميث أن الشعاب المرجانية النجمية على بعد حوالي 17 كيلومترًا (11 ميلًا) من الشاطئ وعمق 40 مترًا (130 قدمًا) مليئة بالفعل بالآفات. يشرف على برنامج مراقبة الشعاب المرجانية في جامعة جزر فيرجن في سانت توماس.
أسئلة الفصل الدراسي
يقول سميث إن الاكتشاف كان محبطًا للهمم. عرف العلماء أن الشعاب المرجانية النجمية في المياه الضحلة معرضة للخطر. كانوا يأملون في إنقاذ أولئك الذين يعيشون في المياه العميقة. يشبه الشعاب المرجانية العميقة ببرميل بارود. وهي تتكون من مئات الملايين من المستعمرات المكتظة حيث يمكن للأمراض أن تنتقل بسهولة من الشعاب المرجانية إلى الشعاب المرجانية. إذا أصابهم skittle-D ، "فقد ينتشر [المرض] بسرعة كبيرة ،" كما يقول سميث ، "حتى أكثر مما هو عليه الآن".
تواصل مجموعة براندت مراقبة الشعاب المرجانية في جزر فيرجن الأمريكية. اكتشف مسح أجري في يونيو على 270 موقعًا حول سانت كروا إصابات جديدة بالشعاب المرجانية. يقول براندت:"لقد كانت لحظة ذعر". في النهاية ، اتضح أن هذه الشعاب المرجانية مصابة بالطاعون الأبيض الأقل حدة. لا أحد كان لديه لعبة البولنج D. وهذا ، كما تقول ، يقدم بصيص أمل - على الأقل في الوقت الحالي.
