Η κλιματική αλλαγή προκαλεί αντιδράσεις στο στρες σε μοριακό επίπεδο

Οι ανεμώνες είναι άφθονες σε έναν οξινισμένο ωκεανό. Αλλά ευδοκιμούν; Νέα έρευνα γονιδιωματικής δείχνει ότι η οξίνιση των ωκεανών θέτει αυτά τα ζώα σε σημαντικό άγχος. Τα καλά νέα είναι ότι ορισμένα θαλάσσια ζώα μπορούν να ανεχθούν τις επιπτώσεις των αυξημένων επιπέδων διοξειδίου του άνθρακα στο θαλασσινό νερό.

Η οξίνιση των ωκεανών (ΟΑ) αποτελεί απειλή για τη θαλάσσια ζωή. Χάρη στην ανακάλυψη του θαλάσσιου διοξειδίου του άνθρακα (CO₂ ) διαρρέει, είμαστε σε θέση να παρατηρήσουμε τις μακροπρόθεσμες επιπτώσεις της οξίνισης στη θαλάσσια ζωή. Αυτές οι διαρροές είναι φυσικά εργαστήρια και ένα παράθυρο στο μέλλον.

Η μελέτη μας επικεντρώθηκε στο φυσικό CO₂ διαρρέει το νησί ηφαιστείων στη Σικελία της Ιταλίας, το οποίο περιγράφεται πολύ καλά σε σχέση με διάφορες γεωχημικές μετρήσεις. Αυτή η ρηχή παράκτια περιοχή εξαερισμού με 1-3 μέτρα βάθος εκτείνεται παράλληλα με την ακτή. Εδώ, μια φυσική ροή CO₂ αέριο από υποβρύχιες ηφαιστειακές οπές οξινίζει το περιβάλλον της θάλασσας από το μέσο pH 8,2 έως το pH 7,6, όπου οι επιπτώσεις των μακροπρόθεσμων αυξήσεων στο CO₂ τα επίπεδα μπορούν να παρατηρηθούν in situ . Ως CO₂ τα επίπεδα αυξάνονται, η θαλάσσια βιοποικιλότητα μειώνεται. Τι γίνεται όμως με τις επιπτώσεις στους επιζώντες;

Για να διερευνήσουμε τις επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής σε αυτούς τους θαλάσσιους οργανισμούς σε μοριακό επίπεδο, μελετήσαμε τη θαλάσσια ανεμώνη με μαλακό σώμα Anemonia viridis που είναι άφθονο σε αυτά τα CO₂ διαρρέει. Αυτή η εύκρατη θαλάσσια ανεμώνη είναι συμβιωτική, παρόμοια με πολλά κοράλλια που είναι στενοί συγγενείς τους, έχοντας μια ενδοσυμβιωτική άλγη στους ιστούς τους που τους παρέχει βασικά θρεπτικά συστατικά. Σε σύγκριση με τα κοράλλια με σκληρούς σκελετούς που υπό συνθήκες ΟΑ συνήθως χάνουν τη συμβίωση τους και πεθαίνουν, που ονομάζονται «λεύκανση κοραλλιών», οι θαλάσσιες ανεμώνες φαίνεται να ευδοκιμούν σε αυτά τα CO₂ διαρρέει. Αρκετές φυσιολογικές μετρήσεις αυτής της συμβιωτικής θαλάσσιας ανεμώνης που πραγματοποιήθηκαν προηγουμένως σε αυτήν την τοποθεσία επιβεβαίωσαν ότι δεν υπάρχει επίδραση στην πυκνότητα ή τον τύπο του συμβιώματος κατά μήκος του CO₂ κλίση.

Σε αυτή τη μελέτη, χρησιμοποιήσαμε προηγμένες «μεθόδους προσδιορισμού αλληλουχίας σε βάθος» και δείξαμε ότι το υψηλό CO₂ αντιπροσωπεύει στρεσογόνες συνθήκες για τις θαλάσσιες ανεμώνες, ενώ η συμβίωση επηρεάστηκε λιγότερο. Πολλά γονίδια που σχετίζονται με το κυτταρικό στρες και τα λεγόμενα «γονίδια άλματος» ενεργοποιήθηκαν σε μεγάλο βαθμό στη θαλάσσια ανεμώνη σε υψηλό CO₂ επίπεδο σε σύγκριση με τις κανονικές συνθήκες θαλασσινού νερού. Παρά αυτές τις εσωτερικές συνθήκες, οι θαλάσσιες ανεμώνες δεν είχαν εμφανή εξωτερικά σημάδια στρες.

Παρόλο που μελετά θαλάσσιους οργανισμούς in situ συμπληρώνει διάφορα εργαστηριακά πειράματα, CO₂ Οι διαρροές είναι ανεκτίμητες για τη μελέτη ειδών σε ολόκληρο το οικοσύστημα. Παρά το εσωτερικό κυτταρικό στρες, φαίνεται ότι τα θαλάσσια ζώα με μαλακό σώμα είναι σε θέση να αντιμετωπίσουν την οξίνιση πολύ καλύτερα από τους οργανισμούς με σκληρά κελύφη ή σκελετούς όπως τα κοράλλια που σχηματίζουν ύφαλο. Απαιτείται ακόμη περαιτέρω έρευνα στους ακριβείς μοριακούς μηχανισμούς που αποτελούν τη βάση αυτής της ανθεκτικότητας για να μπορέσουμε να προβλέψουμε την απόκριση άλλων θαλάσσιων οργανισμών στις μελλοντικές κλιματικές αλλαγές.

Αυτή η εργασία πραγματοποιήθηκε στο Arctic University of Norway, σε συνεργασία με το North University of Bodø και ερευνητικές ομάδες στην Καμπέρα (Αυστραλία), το Plymouth (Αγγλία), το Παλέρμο (Ιταλία) και το Tsukuba (Ιαπωνία).

Αυτή η έρευνα προστίθεται στον μεγάλο όγκο επιστημονικών άρθρων που δημοσιεύονται από αυτό το CO₂ seep και από άλλες φυσικές τοποθεσίες ΟΑ.