Protein pendarfluor semua gemuruh dalam karang ini. Gambar oleh Michael Lesser dan Charles Mazel, NOAA Ocean Explorer
Sesiapa yang telah menyelam atau bersnorkel dalam terumbu karang mungkin tidak akan melupakan warna-warna yang mempesona dan bentuk-bentuk lain dari masyarakat bawah air ini. Di rumah ke beberapa kawasan panas hidupan liar yang paling beragam di dunia, terumbu bernilai $ 400 bilion dalam dolar pelancong dan dalam perkhidmatan ekosistem yang mereka berikan, seperti menimbun pantai dari ribut dan menyediakan habitat untuk ikan yang dimakan orang.
Namun ia adalah fakta yang diketahui bahawa terumbu karang di seluruh dunia berkurang disebabkan oleh pencemaran dan pemanasan lautan yang cepat. Walau bagaimanapun, menentukan betapa terumbu karang dan langkah-langkah merancang untuk melindungi mereka-memerlukan cara untuk mengukur kesihatan mereka secara tepat. Para penyelidik cenderung bergantung kepada teknik-teknik invasif, merosakkan untuk mengetahui bagaimana karang mengatasi, atau jika mereka melakukan pemeriksaan tempat mentah untuk menentukan kesihatan terumbu berdasarkan warna karang sahaja. Tetapi sekarang, saintis telah mengumumkan satu kaedah baru untuk menentukan kesihatan karang yang bergantung kepada mengukur intensiti cahaya neon.
Ya, cahaya. Coral secara semulajadi menghasilkan protein fluorescent yang menyala hijau apabila dilihat di bawah cahaya biru-hampir semua batu karang mempamerkan fenomena fisiologi ini.
"Ini adalah kajian pertama untuk mengikuti dinamik tahap pendarfluor karang dan tahap pendarfluor karang semasa tekanan suhu, dan menunjukkan bahawa pendarfluor karang dapat digunakan sebagai penunjuk awal karang, " kata Melissa Roth, ahli biologi laut di University of California, Berkeley (dahulunya Institut Oseanografi Scripps di University of California, San Diego), dalam e-mel. "Oleh kerana pendarfluor karang dapat diukur tanpa invasif di lapangan, ia boleh menjadi alat penting untuk pengurusan terumbu, " katanya. Roth dan rakannya Dimitri Deheyn menyifatkan penemuan mereka minggu ini dalam Laporan Saintifik .
Gelombang karang bergantung kepada kumpulan organisma lain, alga dinoflagellate. Coral sebenarnya adalah perhimpunan simbiotik itu sendiri dan alga dinoflagellate mikroskopik ini-dinoflagellates membantu karang mencapai pemakanan, yang seterusnya membakar pertumbuhan terumbu karang. Organisme kecil juga bertanggungjawab untuk memberikan karang berwarna coklat yang tipikal.
Tetapi dinoflagellates boleh meninggalkan kapal kerana tekanan seperti peningkatan suhu, fenomena yang dikenali sebagai pemutihan karang. Kiri dengan sendirinya tanpa bantuan penutup dinoflagellate mereka, kulit putih alami karang menjadi terlihat jelas. Koral boleh hidup sedikit demi sedikit selepas pengasingan dinoflagellate, tetapi tidak lama. Jika alga tidak kembali, karang akan mati.
Mengetahui hal ini, Roth dan Deheyn memutuskan untuk menyiasat bagaimana pendarahan karang mungkin mencerminkan keadaan semasa karang dan hubungan dinoflagellatesnya. Mereka memilih untuk menggunakan Acropora yongei, karang cawangan biasa, dalam eksperimen mereka kerana ia sering merupakan karang pertama yang menunjukkan tanda-tanda tekanan dan pelunturan dalam karang. Mereka menundukkan batu karang individu ke salah satu daripada dua persediaan eksperimen yang berlainan di makmal mereka. Dalam sesetengah bekas, mereka memukul batu karang dengan air sejuk, dan di lain-lain mereka menyiram batu karang dalam air panas. Satu lagi kumpulan karang berkhidmat sebagai kawalan. Kemudian mereka membiarkan acar jeruk di perairan suhu yang dikawal suhu mereka selama hampir tiga minggu.
Para penyelidik mendapati korelasi yang berbeza antara tahap pemutihan dan kepekatan protein pendarfluor karang, yang seterusnya menentukan kekuatan cahaya itu. Dalam 4 hingga 5 hari pertama, kepekatan protein fluoresen dan cahaya kedua-dua karang sejuk dan panas yang dirawat jatuh. Tetapi menjelang akhir percubaan selama 20 hari, karang yang menegangkan sejuk telah dikenal pasti dan pulih semula ke tahap pendarfluasan normal mereka. Batu karang yang tertekan panas, sebaliknya, berkeliaran dan mula bersinar lebih kuat, mungkin kerana komuniti dinoflagellate mereka tidak lagi menghalang pendarahan mendasar karang. Seperti supernova sebelum keruntuhan akhir bintang, karang menghantar aliran cahaya yang kuat sejurus sebelum kematian mereka yang tidak dapat dielakkan.
Gambar coral di bawah cahaya putih (panel kiri) dan cahaya biru (panel kanan) menunjukkan bagaimana batu karang yang mengalami tekanan panas akhirnya melunturkan dan meningkatkan cahaya pendarfluor mereka pada akhir eksperimen. Foto oleh Melissa Roth, Laporan Saintifik
Selepas kematian, cahaya berhenti. Dalam sistem karang, karang putih tulang secara beransur-ansur akan dipenuhi oleh sebuah filem alga hijau yang melapisi reruntuhan organisme yang sudah meninggal dunia.
Sekali karang mula memecahkan, pengelola konservasi atau pengurus hidupan liar mempunyai beberapa pilihan untuk membantu terumbu ketika mereka mula menurun dan sering akhirnya mati. Tetapi jika mereka menangkap masalah sebelum ini, mereka boleh cuba membantu karang dengan strategi seperti teduhan dengan struktur tiruan atau sedimen, menambah antioksidan ke air atau memperkenalkan dinoflagellates yang lebih hangat, walaupun kajian saintifik yang mengesahkan kaedah penyelamatan berpotensi ini kurang.
Temuan baru ini, Roth berharap, dapat digunakan untuk mencegah keruntuhan terumbu karang, berfungsi sebagai sejenis kanari di lombong arang batu untuk karang-karang dalam kesusahan. "Pengurus boleh memberi tumpuan kepada karang yang paling sensitif di karang, seperti batu karang bercabang, dan mencari penurunan pesat dalam pendarfluor sebagai tanda awal tekanan, " kata Roth. Ini akan memberi mereka tingkap selama seminggu untuk mengambil tindakan sebelum pemutihan penuh bermula. "Pelunturan akan menjadi seperti serangan jantung, " jelasnya. "Anda lebih suka mengesan tanda-tanda tekanan darah tinggi atau penyumbatan arteri untuk menangani dan mengelakkan serangan jantung."
Pengurus yang ingin memvisualisasikan kesihatan terumbu mereka dapat melihat cahaya dengan menggunakan lampu suluh biru dan penapis kuning ke atas topeng snorkel mereka, atau mereka boleh memfilkan fenomena ini dengan kamera yang dilengkapi dengan ciri-ciri yang sama. Sekiranya pengurus melihat penurunan awal dalam cahaya karang yang menunjukkan masalah yang akan berlaku, sebagai contoh, tindakan segera mungkin dapat diambil untuk mencuba dan menyelamatkan karang.
"Jadi ideanya ialah kita boleh menggunakan pendarfluor karang sebagai penunjuk awal kesihatan karang sebelum pelunturan, yang sebenarnya boleh memberi masa kepada pengurus untuk melakukan sesuatu jika mereka mahu mengambil tindakan untuk melindungi terumbu karang. Sudah tentu ia mungkin sukar dilakukan secara besar-besaran, "jelasnya sambil menambah bahawa" sebagai terumbu menjadi terdegradasi beberapa yang kita tinggalkan mungkin dilindungi lebih agresif. "
Kajian lanjut tentang bagaimana penemuan ini mungkin berlaku untuk spesies karang lain diperlukan, penulis menulis. Mereka juga berharap kajian masa depan akan menggabungkan biologi dengan kejuruteraan untuk membantu mereka bentuk sistem pengimejan digital yang lebih baik menangkap dan mengukur sejauh mana coral mengubah cahaya mereka.
