אפיון ההשלכות הפיזיולוגיות על אלמוגים מהים האדום והאינדו פסיפסי תחת השפעת זיהום אור מלאכותי בלילה

זיהום אור ממקור מלאכותי בלילה תופעה חדשה המכונה  -ALAN Artificial Light At Night, הפכה בשנים האחרונות לנושא מרכזי בעלת השפעה על מנגנונים ביולוגים והתנהגותיים של בעל חיים, צמחים ובני אדם. מנגנונים אשר נתגלו כמושפעים כוללים תהליכים כגון: תהליך הפוטוסינתיזה, סנכרון השעון הביולוגי, נדידת ציפורים ופרפרים, תזונה, רבייה באלמוגים ועוד. תהליכים המסונכרנים עם המחזוריות הטבעית של יום לילה, מופע הירח ועונות השנה, שובשו במהלך השנים האחרונות בעקבות השימוש בתאורה מלאכותית אשר התרחבה במקביל לעליה בגידול האוכלוסייה על פני כדור הארץ. כיום ידוע שקיים קשר בין זיהום אור להפרעת שינה בבני אדם, התפתחות מחלות כגון סרטן, סכרת יתר לחץ דם ועוד. מחקרים שנערכו על בעלי חיים וצמחים מראים השפעות על פעילות פיזיולוגית וההתנהגותית, הפרעות אשר עלולות בטווח הארוך להשפיע על המערכת האקולוגית בשלמותה. בעוד שמרבית המחקרים נערכו במערכת היבשתית מעט מחקרים בדקו את ההשפעה על המערכת הימית. כיום ישנם עדויות רבות כי שוניות האלמוגים ברחבי העולם בעשורים האחרונים חוות ירידה בעקבות פעילות אנושית ענפה כגון: דייג יתר, זיהום של כימיקלים, הן בעקבות העלייה בגידול האוכלוסייה והן בעקבות תופעות טבעיות (סערות, מחלות, הרחפת סדימנט, עליה בטמפרטורת מי הים). החשיפה לאור מלאכותי בלילה לאורך החוף מובילה ללחץ נוסף על המערכת הימית וגורמת למגוון הפרעות אקולוגיות.

מחקרים שנערכו לאחרונה מצבעים כי ALAN גורם להפרעות כרונו-ביולוגיות, פיזיולוגיות והתנהגותיות במערכות אקווטיות. מחזוריות גאות ושפל, מחזוריות ירחית ומחזוריות של עונות השנה מהווים תנאים חשובים המשפעים על אופן התנהגות של מרבית האורגניזמים במערכת הימית. ברם, האלמוגים אשר מהווים את הבסיס לבניית השונית נסמכים על מצבי תאורה טבעיים על מנת לסנכרן התנהגות, זמני רבייה ותהליכים פיזיולוגים נוספים. זיהום אור ממקור מלאכותי אורבני גורם למסוך התאורה הטבעית בלילה, הנסמכת על תאורת הירח והכוכבים אשר מובילה להפרעה או שיבוש בתהליכים ביולוגים ופיזיולוגיים במערכת זו.

עבודה זו התמקדה באפיון השלכות תאורה מלאכותית בלילה על השפעת תהליכים פיזיולוגים וביולוגים באלמוגים, נערכו ניסויים על שני סוגי אלמוגים מהים האדום באילת, שיטית ושיחית (Acropora, Pocillopora). הניסוי הראשון בחן האם זיהום אור מלאכותי בלילה משפיע על אלמוגים תחת תאורת דיודה פולטת אור המכונה לד שהאיר במהלך כל לילה בהשוואה לקבוצת ביקורת בה שהו האלמוגים בתנאים טבעיים של תאורת הירח והכוכבים. ניסוי נוסף בחן השפעת טווחי תאורה על האלמוגים וכלל ארבעה טיפולים: ביקורת,  אור לד כחול (420-480 ננומטר, 10000K), אור לד צהוב (580-620 ננומטר, 2000K) ואור לד לבן (400-700 ננומטר, 6500K) בעוצמת אור 1-1.5 mol quanta m-2 s-1  שהם כ 35-40 Lux . תוצאות ניסוים אלו חושפות לראשונה השפעת זיהום אור מלאכותי בלילה (ALAN) על הפיזיולוגיה של אלמוגי המחקר. התוצאות מעידות באופן מובהק כי אלמוגים אשר נחשפו לאור מלאכותי במהלך הלילה חווים עקה המתבטאת בעליה ברדיקלי חמצן (ROS), המבטא מצב עקה פיזיולוגי הפוגע במנגנונים ביולוגים של התא כגון, פגיעה בחומר הגנטי, וברקמות השומנים והחלבונים. בנוסף, קצב יעילות תהליך הפוטוסינתיזה נפגע, עדות לכך התקבלה במדידת קצב מעבר אלקטרונים נמוך (ETR) כמו כן ערכי ריכוז כלורופיל a וריכוז אצות נמוכים ברקמת האלמוג, בהשוואה לטיפול הביקורת.
פליטת אור לד מונוכרומטי כחול ואור לד בספקטרום מלא לבן הראו השפעה מובהקת בהשוואה לאור לד צהוב על המצב הפיזיולוגי של האלמוגים. יתר על כן, על מנת לקבוע האם תאורה מלאכותית בלילה משפיעה ישירות על האצות הסימביוטיות של האלמוג, ערכנו ניסוי קצר מועד (30 יום) תוך שימוש באותם מקורות אור ואורכי גל הזהים לניסוי הראשון על תרביות האצות מהמין Symbiodiniaceae, Symbiodinium (Clade C). תוצאות ניסוי זה הראו ערכים מובהקים נמוכים של ערכי הפוטו-פיזיולוגיה, הכוללים קצב העברת אלקטרונים (ETR), ריכוז כולל של כלורופיל וקצב חלוקת תאים (mitotic index) תחת תאורת לד צהוב, כחול ולבן במהלך הלילה בהשוואה לתנאי הביקורת. ערכי ה NPQ) Non-Photochemical Quenching  ) הראו ערכים גבוהים מובהקים בקבוצת הביקורת לעומת התרביות שנחשפו לאור מלאכותי. תוצאות אלו מצביעות על כך שמנגנון הפוטוסינתיזה נפגע, מה שמתקשר לירידה בכמות הכלורופיל לאצה. 

החלק השני של העבודה בחן האם תאורה מלאכותית במהלך הלילה משפיעה על תזמון הרבייה ושחרור הורמונים באלמוגים. לשם כך נלקחו דוגמאות לפני, בזמן ואחרי שחרור תוצרי הרבייה כאשר נבדקו שני מיני אלמוגי שיטית Acropora digitifera, Acropora millepora תחת השפעת תאורת לד כחול (420-480 nm, 10000K) ותאורת לד לבן (400- 700 nm, 6000-6500K) ותחת תנאים טבעיים של הסביבה. שני מיני האלמוגים הראו דפוס התנהגות ברור אודות זמן שחרור הגמטות כך שמרבית המושבות תחת תנאי סביבה טבעיים שחררו גמטות למים במועד הצפוי בדומה לשונית הטבעית, בעוד שהמושבות שהיו חשופות לזיהום אור לא הראו דפוס שחרור גמטות.

מסקנות עבודה זו מעידות כי זיהום אור מלאכותי בלילה היא תופעה שלילית ויש להתייחס אליה כגורם אנתרופוגני המזיק לסביבה, הפיזיולוגיה והאקולוגיה של המערכת האקוסיסטמה הימית. הפגיעה במנגנונים פיזיולוגים וביולוגים של האלמוגים הינה משמעותית ועלולה לפגוע בהמשך קיומה של שונית האלמוגים הצפונית ביותר בעולם אילת/ עקבה, בפרט ובעולם בכלל. 

החשיבות לשמור על מערכת ימית זו צריכה לעמוד לנגד עיני מקבלי ההחלטות, היזמים והמתכננים העתידיים בעיר אילת, ולהבין את ההשפעה השלילית של זיהום אור ממקור מלאכותי על המערכת הימית. 

עבודה מחקרית זו הינה חלוצית מסוגה החושפת את הקשר בין תופעת זיהום אור ממקור אורבני והשפעתה הכרונית על עתידה של שונית האלמוגים, ותהווה בסיס למחקרים עתידיים בתחום.