9 دقیقه
پژوهشهای تازه نشان میدهد که گسترش نواحی دچار کمبود اکسیژن در شمالشرقی اقیانوس آرام میتواند گونههای کوچک اما کلیدی اعماق دریا را که با نام عمومی «کرمهای زامبی» شناخته میشوند، تحت فشار قرار دهد. دانشمندان هشدار میدهند که گرمایش اقیانوس و توسعه نواحی حداقل اکسیژن (OMZ) میتواند بهطرز قابلتوجهی به اکوسیستمهای مرتبط با whale-fall و wood-fall آسیب برساند؛ اکوسیستمهایی که برای تجزیه و بازیافت استخوانها و چوبهای غرقشده به موجودات ویژهای مانند اوسدباکس وابستهاند. این تهدید نه تنها بر جمعیت این کرمها اثر میگذارد، بلکه به دلیل نقش آنها در چرخه کربن دریایی، ممکن است پیامدهایی برای ذخیره و آزادسازی کربن در اعماق دریا داشته باشد.
نحوهای که نواحی حداقل اکسیژن (OMZ) ساختار اعماق دریا را تغییر میدهند
نواحی حداقل اکسیژن یا OMZها لایههایی از آب دریا هستند که بهطور طبیعی سطح اکسیژن محلول در آنها کمتر از بخشهای بالایی آب اقیانوس است، اما عوامل اقلیمی و بهویژه گرمایش جهانی باعث تقویت این پدیده و گسترش افقی و عمودی آن شدهاند. آب گرمتر قابلیت نگهداری اکسیژن را کاهش میدهد و تغییرات در الگوهای گردش آب (که شامل کاهش اختلاط عمودی و تغییر جریانهای ساحلی است) میتواند جیبهای قابلزیست برای گونههای حساس به اکسیژن را کوچکتر کند. این فرآیند در حاشیههای قارهای (continental margins) اهمیت ویژهای دارد؛ چون در این نواحی لاشه والها و چوبهای غرقشده بهصورت موضعی نقاط گرمی از تنوع زیستی ایجاد میکنند که بهعنوان زیستگاههای موقت و منابع غذایی متمرکز برای جوامع میکروبی و بیمهرگان عمقزی عمل میکنند.
اتساع OMZها میتواند ترکیب گونهای این نقاط داغ را تغییر دهد بهطوری که گونههای نیازمند اکسیژن بالاتر از بین رفته یا جابجا میشوند و در نتیجه شبکههای تروفیکی محلی بازسازی میشوند. کاهش اکسیژن روی فرایندهای بازسازی مواد آلی، نفوذ و تبادل گازها، و سرعت تجزیه مواد آلی تأثیر دارد؛ بنابراین پیامدهای آن فراتر از تغییر ترکیب گونهای است و به عملکرد اکوسیستم ـ از جمله چرخه کربن، ذخیره کربن در رسوبات و خروجیهای گازهای گلخانهای مربوط میشود. در مقیاس منطقهای، گسترش OMZها میتواند توزیع گونهها را مجدداً تنظیم کند و الگوهای بومشناختی جدیدی شکل دهد که برای مدیریت حفاظتی و برآورد خدمات اکوسیستمی اهمیت دارند.
آزمایش میدانی و مشاهدات پژوهشگران
تیم تحقیقاتی به رهبری De Leo و اقیانوسشناس دانشگاه هاوایی، کریگ اسمیت، مجموعهای از آزمایشهای کنترلشده whale-fall را در محیط طبیعی مستقر کردند تا پاسخ جوامع زیستی اطراف استخوانها را هنگام کاهش سطح اکسیژن بررسی کنند. طراحی این آزمایشها شامل قرار دادن لاشهها یا مجموعههای استخوانی در مکانهای مشخصی روی شیب قاره و پایش طولانیمدت آنها با استفاده از دوربینهای زیرآبی، حسگرهای اکسیژن و نمونهبرداری جانوری و میکروبی بود. مطالعه اولیه که در سال 2024 در مجله Frontiers in Marine Science منتشر شد، نشانههای نگرانکنندهای را ثبت کرد: ترکیب گونهای جوامع تغییر یافت، فراوانی برخی گروههای حساس کاهش پیدا کرد و گونههایی که به سطوح بالاتر اکسیژن نیاز داشتند—از جمله اوسدباکس یا همان «کرمهای زامبی»—در معرض ریسک قرار گرفتند.
آنچه این یافتهها را مهم میسازد، فراتر بودن پیامدها از یک تغییر ساده در فراوانی گونههاست. پژوهشگران مشاهده کردند که ساختار تسلسلی تجزیه استخوان تغییر میکند: فازهای اولیه که معمولاً با چیرگی گروههای مشخصی از باکتریها و بیمهرگان همراه است، دچار اختلال شده و در نتیجه سرنوشت کربن و نیتروژن موجود در استخوانها در زمان و مسیر متفاوتی دنبال میشود. دادههای اکسیژنسنجی نشان داد که کاهش پیوستهٔ اکسیژن در اطراف منابع غذایی متمرکز میتواند به ایجاد مرزهای زیستی جدید منجر شود که در آنها گونههای متابولیکی جایگزین گونههای اکسیژندوست میشوند؛ این موضوع پیامدهایی برای کارایی تجزیه، نرخ آزادسازی مواد مغذی و پشتیبانی از شبکههای غذایی محلی دارد.
اوسدباکس یا «کرمهای زامبی» چه کسانی هستند؟
اوسدباکس (Osedax) گروهی از کرمهای قطعهای (annelids) تخصصی هستند که توانایی نفوذ در بافتهای استخوانی را دارند و نقش منحصربهفردی در بازیافت مواد آلی پس از مرگ مهرهداران دریایی بزرگ ایفا میکنند. این موجودات با ایجاد ساختارهای ریشهای مانند به داخل استخوان نفوذ میکنند و از میکروارگانیسمها و آنزیمهایی بهره میبرند که به تجزیه ماتریکس کلاژن و لیپیدهای استخوان کمک میکنند. با آزادسازی مواد مغذی از استخوان، اوسدباکسها حمایت از شبکههای میکروبی متنوع و بیمهرگان وابسته را فراهم میآورند و بنابراین در تسهیم کربن و فراهمآوری منابع انرژی برای جوامع محلی نقش محوری دارند.
این گونهها نمونهای از سازگاریهای تکاملی برای استفاده از یک منبع غذایی نادر و زمانبندیشده را نشان میدهند؛ لاشه وال یا سقوط چوب (wood-fall) بهصورت نقاط داغی عمل میکنند که بهصورت متناوب و پراکنده در بستر دریا ظاهر میشوند و گونههایی مانند اوسدباکس توسعه یافتهاند تا این فرصتهای تکهای را بهرهبرداری کنند. از منظر بومشناختی، حضور اوسدباکسها به افزایش تنوع زیستی محلی کمک میکند: آنها با ایجاد زیستگاههای میکرو-پچ یا نواحی متمرکز از مواد مغذی، محلهایی را پدید میآورند که میزبان گونههای مختلفی از باکتریها، نرمتنان، دهپاها و دیگر بیمهرگان میشود.
با این حال، حساسیت این موجودات به سطوح اکسیژن به معنی آن است که تغییرات شیمیایی فیزیکی محیط—خواه ناشی از گرمایش جهانی، تغییرات جریانهای اقیانوسی یا بارگذاری آلی—میتواند سرنوشت آنها را تغییر دهد. کاهش منابع قابلزیست برای اوسدباکس نه تنها جمعیت این گونهها را تهدید میکند، بلکه شبکههای پیچیدهای از تعاملات زیستی را که به بازیافت استخوان و چوب وابستهاند نیز تضعیف میکند.
چرا این موضوع فراتر از استخوانها اهمیت دارد
کریگ اسمیت، که به همراه De Leo این آزمایش را رهبری کرد، میگوید: «به نظر میرسد گسترش OMZ، که نتیجه گرمایش اقیانوس است، خبر بدی برای این اکوسیستمهای شگفتانگیز whale-fall و wood-fall در حاشیه شمالشرقی اقیانوس آرام باشد.» این مسئله فراتر از نگرانی برای یک یا چند گونه خاص است؛ تغییر الگوهای گونهای در مقیاسهای فضایی منطقهای میتواند منجر به اثرات آبشاری (cascading impacts) بر تنوع زیستی اعماق دریا و چرخههای بیوژئوشیمیایی شود.
از منظر چرخه کربن، استخوانهای وال و مواد چوبی غرقشده بخشی از جریان رو به پایین کربن دریایی را جذب و ذخیره میکنند. موجوداتی مانند اوسدباکس با تجزیه این مواد به فرمهایی که در شبکه غذایی مصرف میشود، نقش کلیدی در بازگرداندن کربن به حلقههای زیستی و تعیین نرخ دفن یا آزادسازی کربن دارند. اگر این فرایندها کند یا مختل شوند، مقدار کربنی که از آبهای سطحی به تهنشینهای بستر منتقل میشود و نحوه نگهداری آن در بلندمدت تغییر خواهد کرد؛ این موضوع میتواند بر توانایی اقیانوسها در جذب دیاکسیدکربن اثر بگذارد و بازخوردهایی با سیستم اقلیمی داشته باشد.
علاوه بر موارد فوق، تغییر در ساختار جانوری نقاط داغ منابع غذایی میتواند پیامدهایی برای خدمات اکوسیستمی فراهمشده توسط اکوسیستمهای ساحلی و دریایی داشته باشد، از جمله تولید بیولوژیک، پشتیبانی از صید تجاری و ثبات غذایی محلی. شناسایی چنین تغییراتی بهخصوص در مناطق حساس حاشیه قارهای برای مدیریت اکوسیستمها و طرحهای حفاظتی اهمیت دارد.
گام بعدی: پایش شیب کلیاکوات (Clayoquot Slope)
دانشمندان اکنون در حال پایش یک whale-fall دیگر در شیب کلیاکوات در مجاورت جزیره ونکوور هستند تا بررسی کنند آیا جمعیت اوسدباکس همزمان با پیشروی OMZها کاهش مییابد یا نه. این نظارت شامل اندازهگیریهای بلندمدت اکسیژن، ضبط ویدیویی دورهای، نمونهبرداری از جوامع میکروبی و بیمهرگان، و تجزیهوتحلیل شیمیایی استخوانها و رسوبات اطراف است. چنین ردیابیهای طولانیمدت به پژوهشگران امکان میدهد تا روندهای زمانی را از تغییرات موقتی جدا کنند و مدلهایی بسازند که احتمال وقوع انقراضهای محلی و فضایهای جابجایی زیستی را پیشبینی کند.
ادامهٔ مشاهدات نه تنها درک ما از وسعت و سرعت تأثیرات OMZ را بهبود میبخشد، بلکه اطلاعات لازم برای اقدامات حفاظتی هدفمند را فراهم میآورد؛ برای مثال، تعیین مناطقی که باید تحت حفاظت قرار گیرند، طراحی شبکههای مدیریتی برای کاهش فشارهای اضافی (مانند آلودگی یا صیدِ مخاطرهآمیز)، و ارتقای پژوهشهایی که به شناخت سازگاریهای فیزیولوژیک گونهها کمک میکنند. همچنین، این دادهها میتواند به سیاستگذاران منطقهای و بینالمللی در تدوین راهبردهایی برای کاهش اثرات گرمایش اقیانوس و حفاظت از عملکردهای کلیدی اکوسیستمهای اعماق دریا کمک کند.
در نهایت، سوالات حیاتی باقی میمانند: چه گونههایی توانایی سازگاری با سطوح پایینتر اکسیژن را دارند؟ آیا تغییرات رفتاری یا فیزیولوژیک میتواند به بقای برخی جمعیتها کمک کند؟ و چگونه این تغییرات در تعامل با سایر استرسورهای زیستمحیطی (مانند اسیدیشدن اقیانوس یا افزایش بارگذاری آلی) عمل میکنند؟ پاسخ به این پرسشها نیازمند برنامههای پژوهشی بینرشتهای، پایش بلندمدت و توسعه فناوریهای حسگری در محیطهای عمقزی است.
برای حفاظت از عملکردهای اکوسیستم اعماق دریا و جلوگیری از پیامدهای نامطلوب گستردهتر، لازم است ترکیبی از راهکارها در نظر گرفته شود: کاهش انتشار گازهای گلخانهای در سطح جهانی برای مهار گرمایش اقیانوس، حفاظت از نواحی حساس بهعنوان پناهگاههای گونهای، و تقویت تحقیقات میدانی و مدلسازی برای پیشبینی و مدیریت تغییرات زیستمحیطی. تنها با تلفیق دانش پایهای درباره زیستشناسی گونههایی مانند اوسدباکس و مطالعات بومشناختی در مقیاس منطقهای میتوان امیدوار بود که خدمات حیاتی اکوسیستمهای whale-fall و wood-fall را حفظ کرد.
منبع: sciencealert
نظرات
عمقزون
کمی بزرگنمایی شده بنظر من، ولی ایده رو قبول دارم؛ حیف که نمودار و ارقام کمتر بود، دوست داشتم جزئیات بیشتر ببینم...
رضا
خلاصهاش: OMZها دارن ساختار اعماق رو بازنویسی میکنن. سوال اینه، مدیریت محلی و سیاست چطور باید واکنش نشون بده؟
بیونیکس
تو یه پروژه میدانی دیدم که کاهش اکسیژن سریع میتونه شبکههای تروفیکی رو عوض کنه، این مقاله خیلی به همون اشاره میکنه، پایش بلندمدت لازمه
درایور
واقعا؟ دادهها چقدر قابلاعتمادند؟ اگه سنجش اکسیژن خطا داشته باشه، نتیجهها چطور تفسیر میشن...
فینپل
منطقیشه، گرمایش و OMZ ترکیب خطرناکیه، ولی چقدر این روند اقتصادی و سیاستی رو تحت تاثیر میذاره؟
رودایکس
وااای کرمهای زامبی؟! یعنی عمق اقیانوس هم داره اثرات گرما رو نشون میده… نگرانکنندهس، باید زودتر اقدام کنن
ارسال نظر