Temmuz ayında Nature Communications dergisinde yayımlanan bir çalışma, Hawaii'deki Maui resif sitelerindeki mercan dokularında kozmetik ürünler, ilaçlar ve tarımsal akış kaynaklı 25 kirletici tespit etti. Maui, dünyanın en yoğun kalkınmış veya kirlenmiş mercan resifi bölgeleri arasında sayılmasa da insan faaliyetleri adanın mercanlarının dokusunda iz bırakıyor ve biyokimyasını değiştiriyor. İnsan etkisinin daha büyük olduğu sitelerde kirletici düzeyleri daha yüksek çıktı.
Araştırma ekibi 2018'de Maui kıyı şeridinin yaklaşık 70 kilometrelik (43 mil) bölümünde 16 resif sitesinden 380 mercan örneği topladı. Örnekler lob mercanı (Porites lobata) ve tehlike altındaki pirinç mercanı (Montipora capitata) olmak üzere iki türden geldi. Ekip örnekleri metanolde koruyarak Avustralya'daki bir laboratuvarda kimyasal analizden geçirdi.
Çalışma, mercanların metabolomlarını —dokulardaki şekerler, lipidler ve amino asitler gibi küçük moleküllerin DNA veya proteinleri kapsamayan toplamını— incelemeye dayanıyor. Metabolomik, milenyum başında ayrı bir alan olarak ortaya çıktı ve insan kanında hastalıkların erken belirtileri olan biyobelirteçleri tanımlamak dahil geniş bir uygulama yelpazesine sahip. Bilim insanları yöntemi giderek artan biçimde mercan resiflerini incelemek için kullanıyor; ancak önceki çalışmaların çoğu ısı veya kirlilik gibi belirli stres etkenlerinin mercanları nasıl etkilediğini genellikle kontrollü deneylerde ele aldı. Bir resif sitesinden alınan su örneği yalnızca o an hangi kirleticilerin bulunduğunu gösterirken, mercan dokusu zaman içinde biriken kirleticileri gün yüzüne çıkarıyor. Maui çalışması, yaklaşımı farklı düzeylerde insan etkisine maruz kalan doğal resiflere genişletiyor ve doğal ortamdaki mercanlarda insan kaynaklı kronik stresi izlemek için mercan dokusu metabolomiğini kullanan ilk çalışmalardan biri olarak öne çıkıyor.
Kimyasal profiller değerlendirildiğinde resif siteleri üç farklı gruba ayrıldı. Araştırmacılar bu gruplandırmaları önceden var olan arazi kullanımı verileri ve mercan örnekleriyle birlikte alınan su örnekleriyle karşılaştırdığında güçlü bir eşleşme buldu: üç grubun her biri düşük, orta veya yüksek insan etkisi düzeylerine karşılık geliyordu. En yüksek insan etkisine maruz kalan gruptaki beş siteden üçü atık su arıtma tesislerinin yakınındaydı. İki tür arasındaki genel desenin dikkate değer biçimde benzer olduğunu belirten çalışmanın baş yazarı Zachary Quinlan, bir türün metabolomu yüksek düzeyde değişmişse diğerinin de genellikle değiştiğini ifade etti. İki tür çok farklı hızlarda büyüyor ve mukus döküyor; mukus dökme ise mercanların kirleticilerden kurtulabildiği yollardan birini oluşturuyor. Quinlan, birbirinden çok farklı iki türün bu kadar benzer desenler sergilemesinin insan faaliyetlerinin mercanlar üzerindeki etkisinin ne kadar güçlü olduğunu gösterdiğini kaydetti.
Hawaii Üniversitesi'nin Manoa kampüsünden araştırma biyoloğu olan Quinlan, video röportajında bu yöntemin insanların farklı siteler üzerindeki etkisini değerlendirmenin bir yolu olabileceğini önerdiklerini söyledi. Quinlan, mercanların hareket edememesi nedeniyle kirleticiye maruz kaldıklarında uzaklaşamadıklarını vurguladı: "Çok fazla kirlilik olan bir site varsa, oradan uzaklaşıp yeni bir yuva yapamazlar. Sadece orada sıkışıp kalıyorlar." Bu özellik, mercanları bir tür kirletici kayıt defteri haline getiriyor; metabolomik ise bu kaydı okumanın yöntemini sunuyor.
Araştırmacılar, daha sağlıklı metabolomlara sahip mercanların ısınan sulara karşı daha dayanıklı olup olmadığını da inceledi. Ana referans noktaları, 2015–2016'daki deniz sıcaklığı dalgasının Maui ve başka yerlerde neden olduğu mercan ölümleriydi. Bu analiz kesin değildi: 16 siteden yalnızca beşinin uzun vadeli mercan örtüsü verisi bulunuyordu ve ekibin metabolom örnekleri 2018'den olduğundan, deniz sıcaklığı dalgasından önceki kirletici yükünü kesin olarak bilemediler. Yine de daha sağlıklı metabolomlara sahip siteler genellikle daha fazla mercan örtüsünü korudu. Yazarlar, kirlilik gibi yerel tehditlerin yükselen sıcaklıklar gibi küresel tehditlere karşı resiflerin dayanıklılığını azaltabileceğini yazıyor.
Çalışma, metabolomik yöntemin resif yöneticileri için yararlı bir izleme veya erken uyarı aracına dönüşebileceğine işaret ediyor. Çalışmaya dahil olmayan Michigan Eyalet Üniversitesi doçenti Robert Quinn, e-postasında yöntemin "mercan fizyolojisini anlamak ve mercan sağlığı biyobelirteçlerini ölçmek için geniş çapta kullanılabilecek güçlü bir teknik" olduğunu ifade etti. Quinn, metabolomik için gereken özel cihazların "yüksek teknoloji ve pahalı" olduğunu ve bu nedenle mercan resiflerine sahip birçok ülkede erişimin zor olduğunu bir sınırlama olarak gösterdi. Örnekleme yöntemi ise daha az invaziv hale geliyor: Quinlan'ın ekibi 2018'de küçük mercan dokusu ve iskelet parçalarını çıkarmak için çekiç ve keski kullanırken, artık aynı iş daha küçük örnek alan bir iğneyle yapılabiliyor ve mercanlar daha hızlı iyileşebiliyor. Quinlan, bunun bu tür araştırmayı daha uygulanabilir kıldığını söyledi ve gülümseyerek ekledi: "Mercan resiflerimizi yönetmek için gidip onları yok etmemizi önermek istemiyorum."