برنامج نمذجة حاسوبية يساعد في جهود الحفاظ على الشعاب المرجانية

فريق من الباحثين في جامعة كولومبيا البريطانية أوكاناغان طور برنامج نمذجة حاسوبية يساعد العلماء على توقع تأثير الضرر المناخي والخطط المستقبلية لاستعادة الشعاب المرجانية في جميع أنحاء العالم.

وفقًا للدكتور برونو كارتوران، فإن هذا هو خطوة حاسمة في مكافحة تغير المناخ، الذي يقتل العديد من أنواع الشعاب المرجانية ويساهم في انهيار النظم الإيكولوجية للشعاب المرجانية بأكملها. ومع ذلك، فإن الشعاب المرجانية معقدة للغاية، مما يجعل من الصعب دراسة تأثير الدمار وتجديدها.

مشكلة التجارب في العالم الواقعي

التجارب في العالم الواقعي ليست عملية لأنها تتطلب من الباحثين التلاعب bằng مناطق كبيرة من الشعاب المرجانية ومستعمرات الشعاب المرجانية وأسماك الأعشاب. ثم يتعين عليهم مراقبة أي تغييرات هيكلية وتنوع على مدار عدة سنوات.

اكتملت دراسات الدكتور كارتوران الأخيرة مؤخرًا مع كلية إيرفينغ ك. باربر للعلوم.

“لا شك في أن إجراء تجارب ستزعج الشعاب المرجانية الطبيعية أمر غير أخلاقي ويجب تجنبه، بينما استخدام الأحواض الكبيرة ببساطة غير مجدي”، يقول الدكتور كارتوران. “لهذه الأسباب، لم تُجر أي تجارب من هذا القبيل، مما عاق我们的 قدرة على توقع تنوع الشعاب المرجانية والمتانة المرتبطة بها”.

نشرت دراسات الدكتور كارتوران الأخيرة في Frontiers in Ecology and Evolution.

إنشاء مجتمعات الشعاب المرجانية

استخدم النماذج لإنشاء 245 مجتمعًا من الشعاب المرجانية، مع وجود مجموعة فريدة من تسعة أنواع تشغل سطحًا يبلغ 25 مترًا مربعًا. تم تصميم النماذج لتمثيل مستعمرات الشعاب المرجانية والأنواع المختلفة من الطحالب التي تنمو وتتنافس وتتكاثر معًا أثناء التأثر بالمناخ.

يقول الدكتور كارتوران إن جميع المكونات الرئيسية للنماذج، بما في ذلك سمات الأنواع، مدعومة بالبيانات الحقيقية السابقة من 800 نوع مختلف.

قام الفريق بمحاكاة سيناريوهات مختلفة مثل الأمواج القوية أو الحرارة الشديدة قبل قياس متانة كل من الشعاب المرجانية. لاحظوا أي ضرر ووقت استعادة وجود جودة الموطن بعد 10 سنوات من الاضطراب.

أدت هذه المحاكاة والسيناريوهات إلى اكتشاف الفريق أن المجتمعات الأكثر تنوعًا كانت الأكثر متانة، مما يعني أنها كانت أفضل في التعافي من الضرر وجود جودة الموطن أعلى بعد 10 سنوات من الاضطرابات.

“المجتمعات الأكثر تنوعًا أكثر احتمالًا أن تحتوي على أنواع معينة لها أهمية كبيرة للمتانة”، يقول الدكتور كارتوران. “تتميز هذه الأنواع بسمات معينة – هي معقدة من الناحية المورفولوجية ومنافسة ولديها قدرة جيدة على التعافي. عندما تكون موجودة في مجتمع، فإن هذه الأنواع تحتفظ أو حتى تزيد من جودة الموطن بعد الاضطراب. وعلى العكس من ذلك، فإن المجتمعات التي لا تحتوي على هذه الأنواع غالبًا ما تهيمن عليها الطحالب الضارة في النهاية”.

يقول أيضًا إن تنوع الشعاب المرجانية يحدد قوة ومستقبل صحة الشعاب المرجانية.

“ما هو فريد في دراستنا هو أن نتائجنا تنطبق على معظم مجتمعات الشعاب المرجانية في العالم. من خلال قياس تأثير التنوع على المتانة في أكثر من 245 مجتمعًا من الشعاب المرجانية، من المحتمل أن يتداخل نطاق التنوع مع التنوع الفعلي الموجود في معظم الشعاب المرجانية”.

توفر الدراسة الجديدة أيضًا إطارًا لتنفيذ إدارة هذه النظم وتساعد في استعادة الشعاب المرجانية من خلال الكشف عن كيفية إدارة متانة مجتمعات الشعاب المرجانية باستخدام مستعمرات من الأنواع ذات السمات المتممة.

“من الواضح جدًا، ومن المحزن، أننا قد نخسر في يوم من الأيام هذه الأنواع المهمة”، يختم الدكتور كارتوران. “يمكن استخدام نموذجنا لconducting تجارب وربما لتحديد ما إذا كان يمكن تعويض فقدان هذه الأنواع ببعض الأنواع الأخرى الأكثر مقاومة، والتي من شأنها منع انهيار الشعاب المرجانية في النهاية”.