Fine-scale thermal stress heterogeneity decouples bleaching from mortality across a Caribbean fringing reef

تُعد الشعاب المرجانية من بين أكثر الأنظمة البيئية حيوية وتعقيداً على وجه الأرض، وهي مبنية بواسطة حيوانات صغيرة تعتمد في بقائها على شراكة دقيقة مع طحالب مجهرية تعيش داخل أنسجتها. توفر هذه الطحالب الغذاء للمرجان من خلال ضوء الشمس، بينما يوفر المرجان لها موطناً آمناً. ومع ذلك، فإن هذه الشراكة هشة؛ فعندما تصبح مياه المحيط دافئة جداً لفترة طويلة، يتعرض المرجان للإجهاد ويطرد الطحالب، ليتحول إلى اللون الأبيض الشاحب في عملية تُعرف باسم "الابيضاض". ورغم أن الابيضاض لا يقتل المرجان فوراً، إلا أنه يتركه جائعاً وعرضة للخطر. وإذا لم تبرد المياه بسرعة، فغالباً ما يموت المخلب المرجاني. ومع ارتفاع حرارة الكوكب، أصبحت فترات الحرارة الشديدة هذه أكثر تكراراً وكثافة، مما يهدد بمحو هذه المدن المائية. والسؤال الحاسم للعلماء ليس فقط ما إذا كان المرجان سيبيض، بل أي منها سينجو من هذه المحنة وهل يمكن للشعاب المرجانية ككل أن تتعافى.

في صيف عام 2023، شهد العالم أكثر حدث ابيضاض للمرجان شدة وانتشاراً على الإطلاق. ولفهم كيفية استجابة أجزاء مختلفة من الشعاب المرجانية لمثل هذه الأزمة، توجه الباحثون باهتمامهم إلى نظام شعاب مرجانية طويل وضيق قبالة سواحل بورتو موريلوس في المكسيك. تمتد هذه الشعاب الحافية بشكل موازٍ للساحل، مما يخلق مختبراً طبيعياً حيث يمكن للعلماء مقارنة المواقع التي تفصل بينها كيلومترات قليلة فقط. وقد انطلق الفريق، بقيادة باحثين من الجامعة الوطنية المستقلة في المكسيك، لمعرفة ما إذا كانت الحرارة الشديدة قد أثرت على كل جزء من الشعاب بالتساوي. كانوا يعلمون أن صور الأقمار الصناعية، التي تُستخدم غالباً لتتبع درجات حرارة المحيطات، تُظهر متوسطاً عاماً قد يغفل عن الاختلافات الدقيقة التي تسببها التيارات المحلية، والأمواج، وشكل قاع البحر. وأرادوا معرفة ما إذا كانت هذه الاختلافات الصغيرة يمكن أن تعني الفرق بين الحياة والموت للمرجان.

أمضى الباحثون شهوراً في الغوص في ثلاثة عشر موقعاً مختلفاً على طول الشعاب، من البحيرات الضحلة في خلف الشعاب إلى المنحدرات الأكثر عمقاً في مقدمة الشعاب. قاموا بعدّ آلاف المستعمرات المرجانية، مع تدوين أنواعها، وحجمها، وما إذا كانت سليمة أو مبيضة أو ميتة. فعلوا ذلك بشكل متكرر مع تصاعد موجة الحر، ووصولها للذروة، ثم بدئها في التلاشي. وللحصول على صورة دقيقة للحرارة، لم يعتمدوا فقط على بيانات الأقمار الصناعية، بل استخدموا مستشعرات درجة حرارة وُضعت مباشرة على الشعاب لقياس ظروف المياه الفعلية التي تعرض لها المرجان. كما اطلعوا أيضاً على بيانات تاريخية لعقود مضت، تعود إلى عام 1985، لمعرفة كيف تغيرت الشعاب المرجانية بمرور الوقت قبل هذه الكارثة الأخيرة.

وجدوا قصة من التباينات الصارخة المختبئة داخل منطقة صغيرة. فعلى الرغم من أن نظام الشعاب بأكمله تعرض لنفس موجة الحر الهائلة، إلا أن مقدار إجهاد الحرارة المتراكم في كل موقع اختلف بمقدار الضعف تقريباً. فقد شهدت بعض المواقع الشمالية، حيث تتحرك المياه بحرية أكبر، مستويات إجهاد أقل، بينما عانت المواقع المركزية والجنوبية، حيث تميل المياه إلى الركود والارتفاع في الحرارة، من ظروف قاسية. وقد خلق هذا التباين المحلي انقساماً في مصير الشعاب المرجانية. فبينما تحول كل نوع من أنواع المرجان في الشعاب إلى اللون الأبيض مع ارتفاع حرارة المياه، فإن النتيجة بالنسبة لتلك المرجانات البيضاء اعتمدت كلياً على مكان وجودها ونوع المرجان نفسه.

كشفت الدراسة أن الابيضاض والموت ليسا شيئاً واحداً. فرغم أن جميع المرجانات تقريباً قد ابيضت، إلا أن تلك التي ماتت كانت متركزة في مناطق ومجموعات محددة. عانت الأنواع الأكثر عرضة للخطر، مثل مرجان "الستاج هورن" (قرن الوعل) المتفرع ومرجان النار، من أعلى معدلات الموت، لا سيما في الأجزاء الأكثر سخونة من الشعاب. ماتت هذه المرجانات بسرعة مع تراكم الحرارة. أما الأنواع الأخرى، مثل المرجان الشبيه بالأطباق، فقد ابيضت بكثافة لكنها نجت في المواقع الأكثر برودة، وأظهرت علامات التعافي بمجرد انخفاض درجات حرارة المياه. وفي المناطق الأكثر سخونة، بدأت حتى بعض المرجانات الضخمة القوية التي عادة ما تنجو من موجات الحر في الموت. لاحظ الباحثون أنه بالنسبة لبعض الأنواع، لم يحدث الموت أثناء ذروة الحرارة مباشرة، بل جاء بعد أسابيع، عندما نفدت احتياطيات الطاقة لدى المرجان بعد تعرضه للإجهاد لفترة طويلة جداً.

لم تكن خريطة البقاء عشوائية؛ بل كانت تمليها المحيطات نفسها. فالمواقع التي كانت في أفضل حال هي تلك التي حافظت فيها حركة الأمواج والتيارات على حركة المياه، مما ساعد في طرد الحرارة. أما المواقع التي عانت أكثر، فهي التي أصبحت فيها المياه راكدة، مما حبس الحرارة ضد المرجان. ويتحدى هذا الاكتشاف الفكرة القائلة بأن جميع المرجانات في منطقة ما ستستجيب بنفس الطريقة لموجة حر عالمية. بدلاً من ذلك، تعمل البيئة المحلية كمرشح، يحدد أي أجزاء من الشعاب ستحظى بفترة راحة وأيها سيُهزم.

وعندما نظر الباحثون في التاريخ الطويل لهذه الشعاب، أصبحت الصورة أكثر قتامة. فخلال الثلاثين عاماً الماضية، انخفض إجمالي المرجان الحي في هذه الشعاب من حوالي خمسة وثلاثين بالمائة إلى أقل من عشرة بالمائة. لم يكن هذا التراجع ناتجاً عن حدث واحد، بل عن سلسلة من الضربات. أولاً، ضرب مرض مدمر، مما أدى إلى قتل المرجانات الكبيرة والثقيلة التي تشكل الهيكل الرئيسي للشعاب. ثم جاءت موجة الحر في عام 2023 لتنهي ما تبقى من المرجانات المتفرعة سريعة النمو التي نجت من المرض. والنتيجة هي شعاب مرجانية ليست أصغر فحسب، بل هي أيضاً أكثر بساطة. إن الهياكل المعقدة ثلاثية الأبعاد التي كانت توفر مساكن لعدد لا يحصى من الأسماك والكائنات البحرية الأخرى قد انهارت إلى حد كبير، تاركة وراءها مشهداً أكثر تسطحاً وأقل وظائف.

تخلص الدراسة إلى أنه بينما كانت موجة الحر هي المحفز النهائي، إلا أن قدرة الشعاب على التعافي كانت متضررة بالفعل بسبب سنوات من التدهور. إن المواقع القليلة التي أفلتت من أسوأ الظروف الحرارية هي الآن أهم الأماكن التي يجب حمايتها. تعمل هذه المواقع كملاجئ طبيعية، حيث توفر ملاذاً يمكن للمرجان فيه البقاء وتوفيد بذور لعمليات الترميم في أماكن أخرى. ومع ذلك، يحذر الباحثون من أن هذه الملاجئ ليست دائمة؛ فمع استمرار ارتفاع حرارة الكوكب، قد تصبح حتى هذه البقع المحمية حارة جداً بحيث لا يمكن إنقاذها. والسبيل الوحيد لتأمين مستقبل هذه الأنظمة البيئية هو معالجة السبب الجذري للاحترار مع حماية جيوب الصمود المتبقية في الوقت ذاتما. وبدون جهد عالمي لتقليل الانبعاثات، فإن الجهود المحلية لإنقاذ هذه الشعاب ستُهزم في النهاية أمام مد الحر المتصاعد.