رابطه فعالیت انسان با ناهنجاری رشد

رابطه فعالیت انسان با ناهنجاری رشد صخره های مرجانی چیست؟ چه عواملی باعث تغییر اسکلت مرجان ها و رشد غیر طبیعی آنها میشود؟ انسان چگونه میتواند از آسیب رساندن به تپه های مرجانی و از بین رفتن آنها جلوگیری کند؟ این سوالات تنها بخشی از سوالاتی است که با خواندن این مقاله به جواب آنها خواهید رسید.برای پی بردن به رابطه فعالیت انسان با ناهنجاری رشد کلونی های مرجانی با ما در این مقاله همراه باشید.

صخره های مرجانی از مکان های مورد علاقه غواصان، و از متنوع ترین اکوسیستم های جهان به شمار می روند.

به عنوان مثال، صخره های مرجانی هاوایی، معروف به “جنگل های بارانی دریا”، میزبان بیش از 7000 گونه حیوانات دریایی، ماهی، پرندگان و گیاهان است.

اما متاسفانه صخره های مرجانی با تهدیدهای جدی از جمله تعدادی از بیماری ها که با فعالیت های انسانی در ارتباط اند، روبرو هستند.

رابطه فعالیت انسان با ناهنجاری رشد

برای درک ارتباط بین فعالیت انسان و نوعی بیماری شبیه به تومور به نام ناهنجاری های رشد (GA)

 محققان موسسه ملی استاندارد و فناوری (NIST)، با سازمان زمین شناسی ایالات متحده (USGS) و اداره ملی اقیانوس و جوی (NOAA) همکاری کرده اند.

 GA ها علاوه بر اسکلت مرجان، بر بافت های نرم آن نیز تأثیر می گذارند.

تقریباً همه انواع مرجان ها از صدها تا میلیون ها حیوان نرم تن به نام پولیپ ساخته می شوند.

پولیپ ها کربنات کلسیم ترشح می کنند و یک اسکلت سخت تشکیل می دهند که پایه و اساس کلنی مرجان را ایجاد می کند.

GA ها با رشد نامنظم و سریع اسکلت خود، سوراخ های زیادی بر روی مرجان ها ایجاد کرده و باعث کاهش چگالی آن ها می شوند.

 مرجان هایی که در آب کم عمق هستند، غذاهایی مانند:

کربوهیدرات ها و اکسیژن را به عنوان محصول جانبی فتوسنتز از رابطه همزیستی با زوکسانتل ها، جلبک های فتوسنتزی که در داخل بافت های مرجان زندگی می کنند، دریافت می کنند.

GA می تواند با کاهش زوکسانتل های همزیستی، انرژی کمتری از فتوسنتز جذب کند.

حتی اگر GA به طور مستقیم منجر به مرگ مرجان نشود، می تواند با تاثیر کلی بر سلامت کلنی های مرجان، یک تهدید اکولوژیکی برای جمعیت آن ها باشد.

برای تجزیه و تحلیل این بیماری، محققان NIST گونه مرجانی Porites compressa را به عنوان نمونه هدف خود انتخاب کردند.

 تریسی شوک، شیمی دان NIST گفت:

این گونه مرجانی، به مرجان “انگشت” یا “کوهان” معروف است.

این گونه بخشی از خانواده مرجانی سنگی است که “یکی از گونه های مهم صخره سازی در هاوایی است”.

 P. compressaدر تالاب های کم عمق جزایر هاوایی یافت می شود.

محققان نمونه مرجان های آن ها را از خلیج Kaneohe اواهو به دست آوردند.

علت انتخاب این مکان برای تهیه نمونه، مطالعات گسترده ای بر فعالیت های انسانی مانند تخلیه فاضلاب و آلودگی فلزات است.

GA قبلاً در گونه های مرجانی آنجا مشاهده شده است.

محققان به منظور تجزیه و تحلیل GA در P. compressa، به بخش متابولومیک (مطالعه مولکول های کوچک)، مانند:

ارگانیسم های زنده موجود در بافت ها، خون یا ادرار، روی آوردند.

این مولکول های کوچک که به عنوان متابولیت شناخته می شوند، محصولات میانی و نهایی در یک سری پیوندهای واکنش های بیوشیمیایی هستند که به عنوان مسیرهای مولکولی موجود در ارگانیسم شناخته می شوند.

برخی از نمونه های این مولکول های کوچک شامل:

قندهایی مانند گلوکز، اسیدهای آمینه، لیپیدها و اسیدهای چرب است که تولید آن ها می تواند تحت تأثیر عوامل ژنتیکی و محیطی باشد.

اینها به محققان در درک بهتر فعالیت بیوشیمیایی بافت یا سلول ها، تجزیه و تحلیل شیمیایی متابولیت ها و فیزیولوژی بیماری کمک میکند.

محققان برای مطالعه خود، از یک کلنی مرجان که هم دارای بافت سالم و هم بیمار بود، نمونه برداری کردند

آن ها نمونه های خود را تقسیم کردند تا بتوانند مرجان سالم و مرجان بیمار را جداگانه ارزیابی کنند.

نمونه ها در نیتروژن مایع منجمد شدند، و برای پردازش نمونه عملی و با حفظ یکپارچگی متابولیکی، منجمد شدند.

سپس محققان با استفاده از چکش و اسکنه استیل ضد زنگ، قسمت های بیمار را از کلنی سالم جدا

و با استفاده از برس، بافت اسکلت را جمع کردند.

در یکی از آخرین مراحل آماده سازی نمونه:

آن ها متابولیت ها را با استفاده از ترکیبی از متانول، آب و کلروفرم از بافت مرجان استخراج کردند.

 بیشتر بخوانید:

استراتژی خاص رژیم غذایی یک اسفنج دریایی گرمسیری

لیوان هایی از جلبک دریایی تولید شده اند که می توان آنها را خورد

نورپردازی عروس‌دریایی آتولا در پزشکی و صنایع رباتیک

تکنیک 1H NMR

سپس محققان تجزیه و تحلیل متابولومیک نمونه های مرجانی را با استفاده از تکنیک پروفایل سازی مجدد قابل تولید با نام:

تشدید مغناطیسی هسته ای پروتون (1H NMR) را تولید کردند.

روش 1H NMR، عصاره مرجان را در معرض میدان های الکترومغناطیسی قرار داده است.

و سیگنال های فرکانس رادیویی منتشر شده توسط هیدروژن های موجود در نمونه را اندازه گیری می کند.

انواع متابولیت ها توسط سیگنال های منحصر به فرد ی که از محیط شیمیایی آن ها خبر می دهد، آشکار می شوند.

NMR تمام سیگنال های هسته مغناطیسی موجود در یک نمونه را تشخیص می دهد.

و آن را به یک روش بی طرفانه “همه در یک” تبدیل می کند.

آزمایش NMR دو بعدی که می تواند هیدروژن ها (1H) و اتم های کربن متصل مستقیم آن ها (13C) را شناسایی کند.

این مطالعه، 18 متابولیت مختلف و یک فرم مورفولوژیکی جدید GA را در P. compressa شناسایی کرد.

محققان دریافتند که تومورهای GA دارای پروفایل متابولیت متمایز در مقایسه با مناطق سالم از همان کلنی مرجان هستند.

آنها متابولیت های خاص و مسیرهای متابولیکی را تشخیص داده اند که ممکن است برای این اختلاف پروفیل مهم باشد.

همچنین کشف کردند که از دست دادن تنظیم pH داخلی به ظاهر مسئول اسکلت های توخالی است که از ویژگی های GA هستند.

شوك گفت:

“ما نه تنها جنبه های جدیدی از فیزیولوژی GA را مشخص كرده ایم، بلكه مسیرهای مشخصی را نیز پیدا كرده ایم.

كه راهی روشن برای پیشرفت تحقیقات آینده با هدف شناخت بیشتر تشكیل GA و متابولیسم مرجان است.”

با جمع شدن اطلاعات از این نوع، محققان پایگاه داده ای را پیش بینی می کنند.

که می تواند اطلاعات متابولیت مرجان را از چندین گونه مرجانی به مکانی مناسب برای همه دانشمندان برساند.

همکاری با سایر محققان در زمینه های مختلف می تواند درک تأثیرات بیولوژیکی این بیماری بر کلنی های مرجان را افزایش دهد.

شوك گفت:

“ما می خواهیم یاد بگیریم كه چه گونه هایی تحمل دارند و چه گونه هایی به تنش حساس هستند.

سازگاری های فیزیولوژیكی یا سازوكارهای هر دو نوع برای اقدامات حفاظتی مهم خواهد بود.”

در حال حاضر، محققان امیدوارند که این یافته ها برای سایر دانشمندان و در نهایت برای خود صخره های مرجانی مفید باشد.

و به طور بالقوه به تلاش برای حفظ بهتر آن ها کمک می کند.

بازنویسی: مطهره مرادی

ویراستار: نغمه داودزاده

منبع:

https://www.sciencedaily.com/releases/2021/07/210709104252.htm