جنرال لواء

يمكن للشعاب المرجانية المهندسة وراثيًا أن تساعد في إنقاذ الشعاب المرجانية


مع ارتفاع درجات حرارة المحيطات ، يشهد المزيد والمزيد من الشعاب المرجانية أحداث التبييض ، والتي تحول المرجان إلى اللون الأبيض. على الرغم من أنها قد تبدو شبحية ، إلا أنها لا تزال على قيد الحياة خلال هذا الوقت. لقد فقدوا لونهم لأن الشعاب المرجانية تستجيب للإجهاد عن طريق طرد الطحالب البحرية الضوئية التي تعيش داخلها.

توفر هذه الطحالب ، التي تسمى zooxanthellae ، العناصر الغذائية الأساسية للشعاب المرجانية عن طريق إجراء عملية التمثيل الضوئي. وهذا هو السبب أيضًا وراء قدرة الشعاب المرجانية على العيش في المياه الضحلة فقط. إذا توغلت في العمق ، فلن تتمكن الزوكسانثيلاي من التمثيل الضوئي ، ولا تحصل الشعاب المرجانية على العناصر الغذائية التي تحتاجها ، وتتضور جوعا. يحدث تبيض المرجان بالمثل. تقوم الشعاب المرجانية بإخراج الطحالب لأنها تتعرض للإجهاد ، وبالتالي لا يمكنها الحصول على العناصر الغذائية التي تحتاجها وتبدأ في الجوع. إذا تمت إزالة عوامل الإجهاد بسرعة ، يمكن للشعاب المرجانية أن تتعافى. لكن كلما طالت فترة التوتر ، زاد موت الشعاب المرجانية.

البقاء للأصلح

إن حدث التبييض لمرة واحدة ليس بهذه الأهمية. الشعاب المرجانية حساسة ويمكن أن تتعرض للتوتر بسبب التغييرات المنتظمة في بيئتها. ومع ذلك ، تكمن المشكلة في أننا شهدنا أحداث تبيض عالمية لعدة سنوات متتالية. في كل مرة يموت المرجان. يستغرق استبدالها سنوات. نظرًا لأن أحداث التبييض تحدث واحدة تلو الأخرى ، فلا يوجد وقت لاستعادة المرجان. وقد أدى ذلك إلى مخاوف جدية بشأن قدرة الشعاب المرجانية على الصمود في ظل ارتفاع درجة حرارة المياه الناتجة عن تغير المناخ.

ومع ذلك ، في كل حدث ، تبقى بعض الشعاب المرجانية على قيد الحياة. هذه الظاهرة الطبيعية ، التي يطلق عليها عادة "البقاء للأصلح" ، أثارت اهتمام تود لاجونيس ، الأستاذ المشارك في علم الأحياء بجامعة ولاية بنسلفانيا. تمكن من عزل وتحديد نوع معين من الطحالب التي تقاوم الإجهاد الناتج عن ارتفاع درجات حرارة البحار.

ثم بدأ علماء آخرون في البناء على عمل LaJeunesse ودراسة هذا النوع المعين من الطحالب ، والذي يسمى Symbiodinium glynnii. أحد الأسباب التي تجعله مرنًا جدًا للتغيرات التي تقتل الشعاب المرجانية الأخرى هو أنه يحتوي على تنوع جيني أكثر من معظم أنواع الطحالب الأخرى. بدأ الباحثون يفكرون في أنه ربما يمكنهم تعديل الشعاب المرجانية الأخرى لأخذ هذا النوع من الطحالب أو تكييف الطحالب الأخرى لتتحمل الحرارة.

تعديل المرجان للمستقبل

أدى الاختلاف في الشفرة الوراثية إلى صعوبة استخدام الطحالب بهذه الطريقة. لن تعمل طرق الهندسة الوراثية المعتادة والراسخة على هذا النوع بعينه. حاول العلماء أيضًا تهجين Symbiodinium مع الأنواع الأخرى التي لم تزدهر في المياه الدافئة.

هذه طريقة تقليدية للتغيير الجيني. تستخدم هذه الأساليب التقليدية "بندقية" جينية مصنوعة من الذهب أو التنجستن ، حيث يتم تغليف الحمض النووي الذي سيتم إدخاله على المادة وإطلاقه على الخلايا النباتية. الطريقة الثانية تستخدم بكتيريا طبيعية. تقوم البكتيريا بالفعل بإدخال جينات من نفسها إلى كائنات حية جديدة ، لكن يمكن للعلماء إخبارها بالجينات التي يجب إضافة واستخدام مواد من نباتات أخرى.

قد يكون Symbiodinium ، مع التحديات التي يمثلها الكود الجيني ، مرشحًا لنوع آخر من التلاعب الجيني - CRISPR Cas9. هذه مرة أخرى ، ظاهرة تحدث بشكل طبيعي ، حيث تتعلم البكتيريا تسلسلًا جينيًا معينًا ويمكنها البحث عنها. بدلاً من إضافة التسلسل ، تمكن هذه الطريقة البكتيريا من قطع جينوم المضيف في نقطة معينة. سينمو التسلسل المحسن الجديد من تلقاء نفسه ، أو يمكن لشركة نقل مختلفة تقديمه.

نظرًا لأن كريسبر أداة جديدة ، فقد تكون النتائج غير متوقعة. مرة أخرى ، يمثل هيكل Symbiodinium تحديات فريدة. لذلك ، فإن تقديم بعض المساعدة للتطور يتطلب طرقًا جديدة تمامًا لتغيير الطحالب. تم استخدام كل من التربية الخليطة والهندسة الوراثية لمحاولة الاقتراب من الهدف.

الشعاب المرجانية لم تتغير وراثيا بعد. وحتى إذا نجح العلماء في نقل هذه الطحالب بشكل موثوق إلى الشعاب المرجانية الأخرى ، فسيظل هناك وقت طويل قبل أن يتمكنوا من استخدامها في هذا المجال. مثل جميع الأنواع الأخرى المعدلة وراثيًا ، سيتعين عليها الخضوع لاختبارات صارمة في المختبر وبيئيًا. آخر شيء يريده الباحثون هو إنشاء مرجان عظمى يعمل كأنواع غازية.

لكن في الوقت نفسه ، لا يمكننا الجلوس ببساطة والسماح للشعاب المرجانية بالانقراض. يعتمد عليها الناس والحيوانات حول العالم. في حين أن الهندسة الوراثية ليست حلاً مثاليًا ، فقد تكون أكثر الحلول واقعية. إذا كانت لدينا فرصة لإنقاذ نظام بيئي كامل ، فعلينا على الأقل المحاولة.


شاهد الفيديو: euronews science - انقاذ الشعاب المرجانية في الغوادلوب (سبتمبر 2021).