האלמוגים שישרדו שינויי חומציות

לאלמוגים יכולת מופלאה לייצר שלדים גירניים שהם אבן הבניין המרכזית של שוניות האלמוגים, המספקות בית ליותר מרבע ממיני בעלי החיים באוקיינוסים. התחממות מי האוקיינוסים והעלייה ברמת החומציות שלהם עקב שינויי האקלים צפויים לגרום לנזקים חמורים לשוניות האלמוגים, בין השאר מכיוון שמינרלים המבוססים על סידן פחמתי, מהם מורכב שלד האלמוג, נוטים להתמוסס כשחומציות המים עולה.

מחקר חדש שבוצע בקבוצות המחקר של פופה גילברט (Gilbert) מאוניברסיטת וויסקונסין-מדיסון בארצות הברית וטלי מס מאוניברסיטת חיפה, מראה שקצב גדילת השלד הגירני של האלמוג שיחן שכיח (Stylophora pistillata), מהיר יותר משחשבו קודם. במקום לבנות את השלד שלו מולקולה לאחר מולקולה באופן פסיבי, השיחן השכיח, שהוא בין השאר אחד ממיני האלמוגים הנפוצים במפרץ אילת, מייצר באופן פעיל חתיכות גדולות יחסית של מינרל אותן הוא "מדביק" לשלד שלו.

אחת מהמסקנות החשובות של המחקר היא שמכיוון שייצור השלד מתבצע בסביבה הפנימית והמבוקרת היטב של האלמוג, יש סיכויים גבוהים שהוא יהיה פחות רגיש לשינויים הצפויים בחומציות מי הים בשנים הקרובות. אלו חדשות טובות למערכות האקולוגיות הנשענות על שוניות האלמוגים, אך עם זאת, אין בכך ערובה להגנה עתידית מפני נזקים שייגרמו מגורמי סטרס אחרים כמו עליית הטמפרטורה והמסת השלד לאחר השקעתו בתוך האלמוג. המחקר נערך בשיתוף חוקרים מהמעבדה הלאומית ע"ש לורנס בקליפורניה.

לשוניות האלמוגים יש חשיבות אקולוגית מכרעת למיני בעלי חיים הרבים ששוכנים בהן, וכן חשיבות כלכלית לאוכלוסיות המתגוררות סמוך אליהן, גם כמקור פרנסה וגם כמגן מפני סופות טרופיות הרסניות. האלמוג הוא מושבה של בעלי חיים קטנים בעלי זרועות ציד, המגנים על עצמם מהסביבה בעזרת יצירת שלד גירני. השלד הגירני עשוי ממינרלים של סידן פחמתי (calcium carbonate), ובעיקר מהמינרל היציב ארגוניט (aragonite).

הדמיה של כיווני הגבישים בשלד של האלמוג שיחן שכיח, כל כיוון מסומן בצבע אחר | מקור: המעבדה הלאומית ע"ש לורנס

מעגל הגיר

החשיבות האקולוגית והחברתית של שוניות האלמוגים הניעה חוקרים רבים לברר את דרך יצירת השלד הגירני. אבל למרות עשורים רבים של מחקר בתחום, המנגנון המדויק העומד מאחורי השקעת המינרלים מתחיל להיחשף רק בשנים האחרונות. הרעיון הקלאסי היה שהאלמוגים מוסיפים לשלד מולקולה אחרי מולקולה מתוך תמיסת מי ים עשירה בסידן, בתהליך איטי יחסית שכמעט אינו מבוקר על ידי האלמוג. ראיות אחרות הצביעו על כך שאולי האלמוגים מרכזים את מי הים בצורה אקטיבית ברקמות הרכות שלהם, ואז מוסיפים לשלד שלהם את מולקולות המינרל.

גילברט ושותפיה פיתחו שיטה לעקוב באופן ויזואלי אחרי אזורי גדילת השלד של השיחן השכיח כדי לראות ממה בדיוק עשויים החלקים שנוצרים, בעזרת מקור אור באנרגיה גבוהה, וזיהו בעיקר מינרל אמורפי ולא יציב של סידן פחמתי. גודלם של חלק מהחלקיקים היה כ-400 ננומטרים, גדולים בהרבה ממולקולה יחידה של סידן פחמתי. כמו כן הבחינו החוקרים שהצורה האמורפית התגבשה בסופו של דבר למינרל ארגוניט, מינרל יציב בהרבה שבונה את השלד הבוגר של האלמוג. "הגבישים שזיהינו הם אותם חלקיקים שנצפו בביו-מינרלים מקיפודי ים ואבלון (abalone), שהם אורגניזמים מענפים מרוחקים של עץ החיים, והעובדה שהם משתמשים בדיוק באותו מנגנון כדי ליצור את השלד היא באמת מפתיעה", מסבירה גילברט.

ד"ר טלי מס, חוקרת בחוג למדעי הים באוניברסיטת חיפה, מספרת על מסקנות המחקר: "אנחנו מציעים מודל שבו האלמוגים מרכזים מי ים ברקמות הרכות ובעזרת תוספים ביולוגיים כמו חלבונים, יוצרים חלקיקי סידן פחמתי אמורפי שמועברים לשלד, שם הם הופכים למינרל יציב. זה אותו המנגנון שכבר נמצא בעבר בבעלי חיים ימיים נוספים המשקיעים שלד כמו קיפודים, סרטנים וצדפות". כמו כן, נמצא גם ששיטה זו מאפשרת קצב גידול מהיר פי 100 מאשר השקעת המינרלים מולקולה לאחר מולקולה, כמו שהציעו המודלים בעבר, והיא גם תואמת את המדידות של קצב גדילת האלמוג במעבדה ובים. במעבדתה של מס מתבצע כיום מחקר המשך, שבודק בין השאר כיצד תהליכים ביולוגיים משפיעים על תהליך השקעת השלד של האלמוגים.

מכיוון שהמחקר מציע שלאלמוגים יש תפקיד פעיל בהשקעת השלד שלהם, יש סיבה להניח שהם לא יהיו תלויים לחלוטין בתנאי הסביבה המשתנים שצפויים בשנים הקרובות. ידוע שעלייה ברמת חומציות הים מזרזת המסת מינרלי סידן פחמתי כמו ארגוניט, אך המנגנון שבו משתמש אלמוג השיחן השכיח אינו תלוי בחומציות מי הים, ולכן האלמוגים אמורים להמשיך לגדול גם נוכח השינויים בחומציות הים.

"אם יתגלה שדרך יצירת השלד הזו קיימת במיני אלמוגים נוספים, אז יכול להיות שמדובר במנגנון כללי", מסכמת גילברט. "זה יאפשר לנו לחזות שגדילת אלמוגים לא אמורה להיפגע גם עם עליית רמת החומציות באוקיינוסים".