Bagaimana terumbu karang dapat bertahan dari perubahan iklim?

Mirip dengan ekspedisi seratus atau dua ratus tahun yang lalu, Ekspedisi Tara Pacific berlangsung lebih dari dua tahun. Tujuan: Meneliti kondisi kehidupan dan kelangsungan hidup terumbu karang. Kapal melintasi seluruh Samudra Pasifik, mengumpulkan inventaris genetik terbesar yang pernah dilakukan di sistem kelautan mana pun hingga saat ini.

Tim yang terdiri dari 70 ilmuwan dari delapan negara mengambil sekitar 58.000 sampel dari ratusan karang yang diteliti. Hasil analisis pertama kini telah dipublikasikan di Nature Communications. Kumpulan data terbesar yang pernah ada tentang ekosistem terumbu karang ini tersedia secara bebas, dan akan menjadi dasar untuk tahun-tahun mendatang untuk menjelaskan kondisi kehidupan terumbu karang dan menemukan cara bagi mereka untuk bertahan dari perubahan iklim.

Temuan awal yang penting dari ekspedisi: Keanekaragaman hayati mikroba global jauh lebih tinggi dari perkiraan sebelumnya. Efek lingkungan pada adaptasi evolusioner bersifat spesifik spesies. Gen penting juga direplikasi di karang.

Keanekaragaman hayati global sepuluh kali lebih tinggi dari yang diperkirakan

Terumbu karang adalah ekosistem laut yang paling beragam secara biologis di Bumi. Meskipun hanya mencakup 0,16 persen lautan dunia, ia adalah rumah bagi sekitar 35 persen spesies laut yang diketahui. Dengan menggunakan kumpulan data berdasarkan penanda genetik, para peneliti menemukan bahwa semua keanekaragaman hayati bakteri yang diperkirakan secara global sebenarnya ada di mikrobiota terumbu karang. “Kami benar-benar meremehkan pentingnya keanekaragaman hayati mikroba global”kata Christian Voelstra, Profesor Genetika Adaptasi dalam Sistem Perairan di Universitas Konstanz dan Koordinator Ilmiah Ekspedisi Pasifik Tara. Dia mengatakan perkiraan keanekaragaman hayati saat ini (sekitar lima juta bakteri) diremehkan sekitar 10 kali lipat.

Efek lingkungan pada adaptasi evolusioner bersifat spesifik spesies

Ke-32 kepulauan yang diteliti bertindak sebagai laboratorium alami dan menyediakan berbagai macam kondisi lingkungan, memungkinkan pemisahan hubungan antara parameter ekologi dan genetik dalam skala spasial yang besar. Ini mengarah pada temuan penting lainnya: efek lingkungan pada jalur adaptasi evolusioner karang bersifat spesifik spesies. Untuk menentukannya, para peneliti memeriksa telomere, ujung kromosom yang membawa informasi genetik, untuk pertama kalinya.

Pada manusia, panjang telomer berkurang selama hidup, yaitu dengan bertambahnya jumlah pembelahan sel, menunjukkan bahwa usia biologis berkaitan erat dengan panjang telomer. Para peneliti di Tara Pacific Expedition sekarang menemukan bahwa telomere pada karang yang tahan stres selalu memiliki panjang yang sama. Mereka tampaknya memiliki mekanisme untuk mempertahankan panjang telomere mereka. Volstra menyimpan. Pada spesies karang yang lebih sensitif terhadap stres, dan yang juga memiliki umur lebih pendek sekitar seratus tahun, panjang telomer sejalan dengan tekanan lingkungan, seperti fluktuasi suhu. “Jejak langsung dari tingkat tekanan lingkungan pada ketahanan organisme mungkin berimplikasi pada kesehatan manusia.”kata Volstra.

Gen-gen penting digandakan

Data penelitian dari Tara Pacific Expedition mengungkapkan bahwa umur panjang beberapa spesies karang mungkin memiliki alasan lain: duplikasi gen tertentu. Banyak gen penting terletak berkali-kali dalam genom. Para peneliti dapat menentukan ini dengan mengurutkan genom karang menggunakan teknologi resolusi tinggi yang baru. Teknik yang disebut long-read sequencing ini memungkinkan tidak hanya untuk mengidentifikasi kumpulan gen yang ada, tetapi juga untuk melihat urutannya dalam genom. Menurut Volstra, meluasnya duplikasi gen bisa menjadi penjelasan yang mungkin mengapa karang dapat hidup selama ribuan tahun meskipun terpapar, misalnya, radiasi ultraviolet yang intens di perairan dangkal.

Dinamakan sesuai nama kapal penelitian, Tara Pacific Expedition akan menyediakan bahan untuk analisis skala besar keanekaragaman ekosistem terumbu karang untuk tahun-tahun mendatang. Yang juga membuat program ini unik adalah sampel dikumpulkan dari berbagai lokasi dan selama beberapa tahun. Para peneliti memeriksa karang di setiap lokasi dengan cara yang sama, sehingga hasilnya cukup sebanding.

Seluruh kumpulan data dapat diakses secara bebas

Semua kumpulan data dapat diakses secara terbuka dan dijelaskan sepenuhnya dengan pengukuran fisik dan kimia yang menyertainya agar tersedia sebagai sumber ilmiah bagi semua peneliti. “Ini unik”, kata Volstra. “Ini adalah kumpulan data terumbu karang terbesar yang pernah dikumpulkan dan sepenuhnya terbuka untuk diakses.” Pengumpulan data ini diharapkan dapat menjadi dasar dan inventarisasi untuk memandu studi masa depan terumbu karang di seluruh dunia selama bertahun-tahun.

sumber: https://www.uni-konstanz.de/ar/