منوعات

تحفز الأعاصير الشديدة تدفق الأحداث وتدفق الجينات في إسفنجة الشعاب المرجانية

سميت بهذا الاسم نسبة إلى فروعها الطويلة التي تدور حول نفسها، أبليسينا القرنبيطية, توفر إسفنجة الشعاب المرجانية موطنًا أساسيًا ثلاثي الأبعاد للكائنات البحرية وتساعد على تثبيت أسس الشعاب المرجانية. ومع ذلك، فإن هذه الإسفنجيات المتفرعة عموديًا معرضة جدًا للكسر أثناء العواصف، مما يزيد من تجزئة الإسفنج ويساهم في استنساخ السكان وزواج الأقارب.

يمكن للعديد من الإسفنجيات أن تنجو من أضرار جسيمة وتتعرض للتفتت المتكرر، والتي تعتبر آلية للتكاثر اللاجنسي. على الرغم من أن التجزئة هي استراتيجية إنجابية شائعة الاستخدام بين الإسفنج القلبي، إلا أنها يمكنها أيضًا التكاثر جنسيًا عن طريق إنتاج اليرقات. إن كيفية إعادة استعمارهم في أعقاب الأحداث المناخية القاسية وما إذا كان ذلك أمرًا بالغ الأهمية لاستعادة ومرونة النظم البيئية للشعاب المرجانية.

كان إعصار إيرما وماريا – وكلاهما في عام 2017 – عبارة عن عاصفتين متعاقبتين سريعتين زودتا الباحثين في كلية هارييت إل. ويلكس أونورز ومعهد هاربور برانش لعلوم المحيطات في جامعة فلوريدا أتلانتيك، بالإضافة إلى المتعاونين في جامعة جزر فيرجن، بالقدرة على التوصل إلى حل. جامعة ميسيسيبي وجامعة ألاباما، مع فرصة فريدة لمعالجة الاهتمام ذي الأولوية: قدرة مجموعات إسفنجية الشعاب المرجانية على الصمود بعد الأعاصير الشديدة.

الباحثون هم أول من قام بتقييم إعادة استعمار الإسفنج للركيزة في جزر فيرجن الأمريكية بعد هاتين العاصفتين الكارثيتين باستخدام التحليلات الجينية لفهم مدى حدوث الاستنساخ والتجنيد الجنسي على الشعاب المرجانية بعد العواصف. حتى الآن، ركزت دراسات تأثيرات العواصف إلى حد كبير على الشعاب المرجانية الصلبة أو الصخرية.

نتائج الدراسة نشرت في المجلة البيئة الجزيئية, تكشف أن مجموعات الأنواع البحرية النسيلية ذات تشتت منخفض في أعالي البحار، مثل أ. القرنبيطيمكن أن تستفيد من زيادة تواتر وحجم الأعاصير للحفاظ على التنوع الجيني ومكافحة زواج الأقارب، وبالتالي تعزيز قدرة مجتمعات الإسفنج في منطقة البحر الكاريبي على مواجهة العواصف الشديدة.

ال أ. القرنبيط قبل الأعاصير، كان السكان نسيليًا بدرجة عالية، لكنهم تحولوا نحو المزيد من التكاثر الجنسي لإعادة الاستعمار بعد الأعاصير، حيث كان 85 في المائة من التكاثر الجنسي يرجع في المقام الأول إلى التجنيد المحلي لليرقات. فضلت العواصف الكبرى تجنيد يرقات الإسفنج ولكنها لم تزيد من التنوع الجيني.

“من المعروف أن مجموعات الشعاب المرجانية المتفرعة المعرضة لترددات العواصف المتوسطة أو المنخفضة تحتوي في المقام الأول على مجموعات جنسية، في حين أن المواقع ذات أعلى ترددات العواصف تحتوي في المقام الأول على مجموعات مستنسخة،” قالت أنديا تشافيس فونيجرا، دكتوراه، باحث رئيسي وأستاذ مساعد في علم الأحياء. . في كلية Harriet L. Wilkes Honors College وفرع Harbour التابع لجامعة FAU. “في المقابل، أظهرت نتائجنا تجنيدًا أكبر ليرقات الإسفنج المشتقة جنسيًا مقارنة بالمستنسخات الناتجة عن التفتت/التجدد بعد هذه الأحداث المتطرفة، وبالتالي الحفاظ على التنوع الجيني. لأن أ. القرنبيط يتكاثر الإسفنج لا جنسيًا عن طريق التجزئة أو جنسيًا، ويمكن للتفاعلات بين هذه الآليات أن تزيد من كفاءة التشتت واحتمالية إعادة استعمار الموائل بنجاح.

تم اكتشاف مجندين يرقات (جينات) وشظايا (رمات) في جميع مواقع أخذ العينات في سانت توماس في أعقاب الإعصار، مما يشير إلى إمكانية التعافي السريع للسكان من هذا النوع الذي لم يتأثر بفيزيولوجيا الموقع.

في جميع المواقع مجتمعة، كان 65.8% من الإسفنجيات البالغة قبل الإعصار جينات، مقارنة بـ 85.1% من الإسفنجيات اليافعة بعد الإعصار. وهذا يشير إلى أن إعادة استعمار أ. القرنبيط بعد الأعاصير كان يرجع إلى حد كبير إلى التكاثر الجنسي، مع اكتشاف تدفق الجينات عبر مسافات تصل إلى 60 كيلومترًا، بين سانت كروا وجزيرة باك في سانت توماس، بين مواقع الدراسة.

بالنسبة للدراسة، جمع الغواصون عينات صغيرة من الإسفنج ذو اللون الأرجواني الناعم بعد 14 و 22 شهرًا من إعصارين من الفئة 5 في سانت توماس. ثم استخرج الباحثون الحمض النووي الجينومي من عينات الإسفنج باستخدام طريقة التنميط الجيني القائمة على تسلسل الأجزاء الموحد الذي يسمى 2b-RAD. تُستخدم هذه الطريقة الناشئة في رسم الخرائط وعلم الوراثة السكانية ورسم الخرائط الجينية وتقدير الأليلات. تم تقدير التنوع الوراثي لمجموعات ما قبل الإعصار (البالغين) وما بعد الإعصار (البالغين والأحداث) كما هو متوقع (He) وتغاير الزيجوت الملحوظ (Ho) مع معامل زواج الأقارب (FIS) ومقارنتها.

وقال تشافيس فونيجرا: “على مدى فترات زمنية قصيرة، يمكن للاضطرابات المتقطعة مثل الأعاصير أن تغير بنية ووظيفة المجتمع القاعي للشعاب المرجانية وتؤثر على وقت التعافي”. “ومع ذلك، كما أظهرنا في دراستنا، فإن العواصف لا تؤثر على جميع أنواع الشعاب المرجانية بالتساوي وقد تعزز التنوع من خلال إنشاء ركيزة مفتوحة لربط اليرقات وتجنيدها”.

نظرًا للتنبؤات بحدوث المزيد من الأعاصير الشديدة المتكررة مع استمرار تغير المناخ، فمن المحتمل أن تستمر الاضطرابات الكبرى مثل الوصول غير المسبوق لإعصارين من الفئة 5 إلى سانت توماس في التأثير على بنية مجموعات أنواع الشعاب المرجانية ونظمها البيئية. التفاعلات.

المؤلفون المشاركون في الدراسة هم إيريس سيجورا جارسيا، دكتوراه، المؤلف الأول وزميل ما بعد الدكتوراه السابق في مختبر تشافيس فونيجرا؛ جولي بي أولسن، دكتوراه، أستاذ العلوم البيولوجية، جامعة ألاباما؛ ديبورا ج. جوتشفيلد، دكتوراه، عالمة أولى، قسم الدراسات الجزيئية الحيوية، جامعة ميسيسيبي؛ ومارلين إي. براندت، دكتوراه، أستاذ مشارك في الأبحاث، جامعة جزر فيرجن.

تم دعم هذا البحث من خلال صناديق البذور Chaves Fonnegra ومنحة RAPID من المؤسسة الوطنية للعلوم (OCE-1807807، Gochfeld، OCE-1808233، Olson، وOCE1810616، Brandt).

..

Source link

orcalimaa

المصدر الرئيسي للأخبار والمعلومات الصحية والطبية الموثوقة وفي الوقت المناسب . توفير معلومات صحية ذات مصداقية ومجتمع داعم وخدمات تعليمية من خلال مزج الخبرة الحائزة على جوائز في المحتوى والخدمات المجتمعية وتعليقات الخبراء والمراجعة الطبية .

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

زر الذهاب إلى الأعلى