Basit bir dokunuşla ölmekte olan mercanlar sadece 7 hafta içinde hayata dönebilir

Laboratuvar deneylerinde, beyazlaşmış ve ölmek üzere olan mercanlar yedi hafta içinde sağlıklarına kavuştu. 14 Ekim’de Science Advances dergisinde yayınlanan bir çalışmaya göre, bu, mercan beyazlamasından belgelenmiş en hızlı iyileşmeyi temsil ediyor. Bu keşif , iklim değişikliğinin giderek daha şiddetli ve sık deniz ısı dalgalarını körüklemesiyle on yıllar içinde yok olabileceği tahmin edilen mercan resiflerini restore etmek için yeni tekniklere yol açabilir .

Mercan beyazlaması, okyanus sıcaklıklarının yükselmesi sonucu mercanların dokularında yaşayan faydalı alglerin kaybolmasıyla meydana gelir. Bu algler, mercanların büyüme ve hayatta kalmaları için ihtiyaç duydukları enerjinin büyük bir kısmını sağlar. Onlar olmadan mercanlar canlı renklerini kaybeder, yeterli besin almakta zorlanır ve zararlı alglere karşı daha savunmasız hale gelir. Hayatta kalsalar bile, sağlıklarını geri kazanmaları aylar veya yıllar sürebilir.

Stanford Doerr Sürdürülebilirlik Okulu’nda okyanuslar üzerine doktora öğrencisi ve çalışmanın baş yazarı Danny Collins, “Beyazlaşmış mercanlar ölüyor olabilir, ancak henüz ölmüş değiller,” dedi. “Cevaplamak istediğimiz soru şu: Bir mercan beyazladıktan sonra ne yapabiliriz?”

Beklenmedik Bir Keşif, Ölmekte Olan Mercanları Kurtarmanın Bir Yolunu Ortaya Çıkardı

Mercanlar bitkilere veya kayalara benzese de aslında hayvanlardır. Çoğu mercan türünde, bireysel hayvanlar kendilerinin genetik olarak özdeş kopyalarını oluşturarak ürerler. Bu klonlar bir araya gelerek mercan resiflerinin temelini oluşturan büyük koloniler oluştururlar.

Çalışmanın fikri, 2025 yılında beklenmedik bir gözlemden doğdu. Çalışmanın ortak yazarlarından ve Deniz Bilimleri Profesörü Jane ve Marshall Steel, Jr. olan Steve Palumbi, laboratuvarında alışılmadık bir şey fark etti. Aynı mercan kolonisinden alınan iki parça, biri sağlıklı diğeri beyazlamış, bir akvaryumda birbirine çarpmıştı.

Parçaların temas ettiği yerlerde, beyazlaşmış mercan rengini geri kazanmaya başladı. Bu değişiklik, faydalı alglerin dokularına geri döndüğünü gösteriyordu.

Yaklaşık aynı dönemde Collins, mercan hastalıklarının nasıl geliştiğini ve yayıldığını araştırıyordu. Özellikle mercanların üzerine düşen ve doğrudan temas yoluyla zararlı mikroorganizmalar bulaştırabilen plastik atıklarla taşınan bakterilerle ilgileniyordu.

“Zararlı bakteriler fiziksel temas yoluyla mercanlara giriyor,” diyor aynı zamanda Knight-Hennessy Bursiyeri olan Collins. “Temas yoluyla iyi bir şeyi, yani sağlıklı mercanlardan gelen faydalı algleri yeniden ortama sokmanın ne gibi sonuçlar doğuracağını merak ediyorduk.”

Araştırmak için Collins, 10 çift mercan parçası kullanarak bir deney tasarladı. Her çift, aynı mercan hayvanından gelen bir sağlıklı parça ve bir beyazlaşmış parçadan oluşuyordu.

Beş çift, parçalar fiziksel olarak birbirine değecek şekilde konumlandırıldı. Diğer beş çift ise yalnızca birkaç milimetrelik boşluklarla ayrıldı.

Sonuçlar çarpıcı bir farkı ortaya koydu. Sağlıklı karşılığına temas eden her beyazlatılmış parça yedi hafta içinde tamamen iyileşti. Buna karşılık, ayrı tutulan beyazlatılmış parçalar öldü.

Basit Bir Dokunuş Mercanların Hızlı İyileşmesini Nasıl Tetikliyor?

Araştırmacılar, bu olağanüstü iyileşmenin, genetik olarak özdeş mercanların dokularını birbirine bağlama konusundaki özel yeteneklerine bağlı olduğunu keşfettiler.

Doerr Sürdürülebilirlik Okulu’nda okyanuslar profesörü ve Beşeri Bilimler ve Fen Bilimleri Okulu’nda biyoloji profesörü olan Palumbi, “Genetik olarak özdeş mercanlar temas ettiklerinde birbirlerini tanırlar,” dedi. “Aynı klondan geliyorlarsa dokuları kaynaşır. İnsanlarda da benzer bir şey görüyoruz. Organ nakilleri, verici ikiz kardeşinizse genellikle başarılı olur.”

Collins ve meslektaşları, güçlü bir mikroskop kullanarak mercan parçaları birbirine değdiğinde neler olduğunu incelediler. Dokularındaki minik kanalların hızla hizalanarak, iki parça arasında madde hareketine izin veren bağlantılar oluşturduğunu keşfettiler.

Bu bağlantılar sayesinde, faydalı algler ve ürettikleri besinler sağlıklı mercandan beyazlamış olana geçebiliyordu. Araştırmacılar, sadece üç gün içinde alglerin hasarlı parçalara geçtiğini gözlemledi.

Ekip daha sonra mercanların ne kadar süreyle birbirine bağlı kalması gerektiğini araştırdı. Farklı temas sürelerinden sonra çiftleri ayırarak, tam iyileşme için gerekli alglerin aktarılması için tek bir haftanın yeterli olduğunu keşfettiler. Bazı durumlarda, sadece beş günlük temas aynı sonucu verdi.

Şaşırtıcı bir şekilde, ayrılan mercanlar yedi hafta içinde tamamen iyileşti; bu süre, deney boyunca birbirine bağlı kalan mercanların da aynı sürede eski haline dönmesiyle aynıydı.

Bu bulgu, hızlı iyileşmenin öncelikle sağlıklı mercandan gelen sürekli alg tedarikiyle yönlendirilmediğini ortaya koydu. Bunun yerine, yeterli miktarda alg beyazlaşmış parçaya girdikten sonra, yeni konakçıları içinde hızla çoğaldılar ve enerji kaynağını yeniden sağladılar.

Palumbi, “Faydalı algler beyazlamış mercanlara girdikten sonra sadece yayılmakla kalmıyor,” dedi. “İçeri doluşuyorlar ve mercanlarda görülen en hızlı oranlarda bölünmeye başlıyorlar.”

Temasın ikinci haftasında, beyazlaşmış parçaların içinde yaşayan faydalı alglerin sayısı yaklaşık her dört günde bir ikiye katlandı. Bu büyüme hızı, araştırmacıların vahşi mercanlarda gözlemlediklerinden yaklaşık on kat daha hızlıydı.

Mercan Resiflerinin Restorasyonu İçin Umut Vadeden Bir Atılım

Bilim insanları, mercan resiflerini yükselen okyanus sıcaklıklarından, hastalıklardan, giderek asitleşen deniz suyundan ve diğer çevresel baskılardan korumanın yollarını bulmak için on yıllardır çalışıyorlar.

Yaptıkları çalışmalar arasında, daha yüksek sıcaklıklara dayanabilen mercanları seçici olarak yetiştirmek, hasar görmüş resifleri yeniden oluşturmak için genç mercanları fidanlıklarda büyütmek ve dayanıklılıklarını artırmak için mikroorganizma topluluklarını mercanlar arasında transfer etmek yer alıyor.

Yeni bulgular başka bir olasılığa işaret ediyor: beyazlaşmış mercanların, denizdeki bir sıcak hava dalgasını takip eden tehlikeli dönemi atlatabilecek kadar hızlı bir şekilde toparlanmasına yardımcı olmak.

Collins’in danışmanlarından ve Deniz Bilimleri alanında David ve Lucile Packard Profesörü olan Fiorenza Micheli, “Beyazlaşmış mercanlar genellikle umutsuz vaka olarak kabul edilir çünkü sıcak hava dalgasından sonra iyileşme çok yavaş gerçekleşir, hatta hiç gerçekleşmeyebilir” dedi. “Bu yeni araştırmanın, büyüme, üreme ve yeni kolonilerin oluşumu gibi daha yavaş süreçler yoluyla mercanların sıcak hava dalgalarından sonra tam iyileşmeyi sağlayacak kadar uzun süre sağlıklı kalmasını sağlayacak çözümlere ilham vereceğini umuyoruz.”

Ancak araştırmacılar, deneysel yaklaşımlarının henüz büyük ölçekte mercan resiflerini restore etmek için kullanılamayacağını vurguluyor. Tekniğin gösterildiği gibi çalışması için, beyazlaşmış her mercanın sağlıklı, genetik olarak özdeş bir eşine erişimi olması gerekir. Bu eşleşmeleri tüm resiflerde bulmak ve sağlamak pratik olmayacaktır.

Kurtarma mekanizmasının daha geniş kullanım alanlarına nasıl uyarlanabileceğine dair önemli sorular da hâlâ yanıtlanmayı bekliyor.

Önümüzdeki aylarda ekip, faydalı algleri, sağlıklı mercan parçalarına fiziksel olarak bağlı kalmalarını gerektirmeden, beyazlaşmış mercanlara yerleştirmenin diğer yollarını araştırmayı planlıyor.

Bir olasılık, denizdeki sıcak hava dalgaları meydana gelmeden çok önce sağlıklı mercanlardan faydalı algleri toplamayı içeriyor. Araştırmacılar daha sonra bu alglerden büyük miktarlarda alıp, mercan beyazlaması olaylarından sonra hasar görmüş mercanlara ulaştırarak, onların çok daha hızlı iyileşmelerini sağlayabilirler.

Stanford Okyanus Çözümleri Merkezi’nin eş direktörlüğünü de yapan Micheli, “Mercanların doğal yollarla nasıl iyileşebileceğine dair bu yeni bilgiler bize gelecek için umut veriyor,” dedi. “Bu bilgiler, nelerin mümkün olduğuna dair kapıyı aralıyor ve resiflerin restorasyonunu hızlandırmak için ihtiyaç duyduğumuz atılımı sağlayabilir.”

Çalışma Yazarları ve Araştırma Desteği

Micheli aynı zamanda okyanuslar ve (fahri olarak) biyoloji profesörüdür. Hem Micheli hem de Palumbi, Stanford Doerr Sürdürülebilirlik Okulu’nun bir parçası olan Woods Çevre Enstitüsü’nde kıdemli araştırmacıdır.

Çalışmaya katkıda bulunan diğer Stanford araştırmacıları arasında Jana Sipkova, Nathaniel Mollica, Tom Rolander, Courtney Klepac, Gabriel Calistro ve Vanessa Barone yer alıyor.

Mollica, Stanford Üniversitesi Okyanuslar Bölümü’nde araştırma bilimcisi olarak çalışırken, Calistro da aynı bölümde araştırma asistanı olarak görev yapmaktadır. Rolander ise Doerr Sürdürülebilirlik Okulu’na bağlı Hopkins Deniz İstasyonu’ndaki Harold A. Miller Kütüphanesi’nde bulunan Üretim Laboratuvarı’nda araştırma mühendisi olarak çalışmaktadır.

Sipkova doktora sonrası araştırmacı, Klepac ise araştırma bilimcisi. Barone, Stanford Üniversitesi Beşeri Bilimler ve Fen Bilimleri Fakültesi Biyoloji Bölümü’nde yardımcı doçent olup Bio-X ve Anne ve Çocuk Sağlığı Araştırma Enstitüsü ile de bağlantılıdır.

Stanford Biyoloji Bölümü tarafından Hopkins Deniz İstasyonu’nda işletilen Moleküler ve Hücresel Biyoçeşitlilik Görüntüleme Merkezi, mercan görüntü analizlerini gerçekleştirdi.

Finansal destek, Ulusal Bilim Vakfı ve Stanford Üniversitesi’nden, özellikle Okyanuslar İçin Büyük Fikirler hibe programı aracılığıyla sağlanan başlangıç ​​fonu da dahil olmak üzere geldi. Program, Stanford Doerr Sürdürülebilirlik Okulu bünyesindeki Okyanuslar Bölümü ve Woods Çevre Enstitüsü tarafından düzenlenmektedir.