- Yli 80 % sukeltajien fyysisestä kontaktista koralliriutan pohjaan on tahatonta ja sukeltaja ei sitä huomaa – mikä tarkoittaa, että taito ja tietoisuus, ei pahantahtoisuus, ovat rajoittavia tekijöitä [1][7]
- Sukeltajien fyysinen kontakti aiheuttaa välitöntä limakalvon häiriintymistä, epiteelin hankaumia ja polyyppien supistumista; toistuva kontakti samaan yhdyskuntaan lisää sairauksien alttiutta ja kuolleisuutta [2]
- Oksibentsoni muuntuu korallisoluissa fototoksiseksi glukosidikonjugaatiksi, joka aiheuttaa DNA-vaurioita ja solukuoleman UV-valossa – toksisuusmekanismi tunnistettiin uraauurtavassa vuoden 2022 Science-lehden artikkelissa [3]
- Sukeltajien briefingit korallien kosketuksen välttämisestä tuottavat tilastollisesti merkittäviä vähennyksiä kontaktitaajuuksissa; sertifioidut 'riutta-ystävälliset' briefingit päihittävät yleiset turvallisuusbriefingit [1]
- Räpylän aiheuttama sedimentin uudelleensuspensio vähentää korallin pinnalla aktiivisen fotosynteettisen säteilyn määrää ja käynnistää liman tuotannon, joka vastaa kohtalaista vaalenemisstressivastetta [8]
- Mineraalipohjaiset aurinkosuojatuotteet (sinkkioksidi, titaanidioksidi) osoittavat huomattavasti alhaisempaa akuuttia toksisuutta korallitouhille ja -aikuisille kuin orgaaniset UV-suodattimet, mukaan lukien oksibentsoni ja oktinoksaatti [3][4]
Koralliriutat ovat sekä ikiaikaisten että hauraiden organismien rakentamia. Kivikorallit ovat rakentaneet riuttarakenteita jo 240 miljoonaa vuotta, mutta yksi huolimaton räpylän potku voi rikkoa vuosisadan kasvun, ja gramma oksibentsonia voi ylittää akuutin myrkyllisyyden kynnysarvot uima-altaan kokoisessa merivesimäärässä. Kuva vastuullisesta sukeltajasta – hallitusti kelluvasta, koskemattomasta, riutalle neutraalista – on oikea tavoite. Tieteellinen tieto kuitenkin osoittaa, kuinka paljon sukeltajien todellinen käyttäytyminen poikkeaa tästä ihanteesta ja mitä fysiologisia ja ekologisia seurauksia sillä on. Kolme erillistä fyysistä ja kemiallista reittiä yhdistää sukeltajien toiminnan korallivaurioihin: suora mekaaninen kosketus (kädet, polvet, räpylät, varusteet), sedimentin uudelleensuspensio (räpylän aiheuttama veden liike häiritsee irtonaista pohja-ainesta, joka sitten laskeutuu korallien päälle) ja kemiallinen saastuminen henkilökohtaisista hygieniatuotteista, erityisesti UV-suodattimista, jotka huuhtoutuvat veteen sukellusten aikana. Jokainen reitti toimii eri tilallisessa mittakaavassa ja aikataulussa, mutta ne kohdistuvat samaan biologiseen kohteeseen – korallin pinnan limakerrokseen ja fotosymbioottiseen järjestelmään – ja niiden yhteisvaikutus suosituilla sukelluspaikoilla voi olla merkittävä [1][2][3].
Sukeltaja-koralli-kontaktin anatomia
Perustavaa laatua oleva tutkimus, joka kvantifioi virkistyssukeltajien kontaktin koralliriuttoihin, julkaistiin *Biological Conservation* -lehdessä vuonna 1997 Medio et al. [1] toimesta. Tutkijat tekivät pohjoisen Punaisenmeren alueella systemaattisia vedenalaisia havaintoja sukeltajaryhmistä, joilla oli ja joilla ei ollut sukellusta edeltävää ympäristöbriefingia. He kirjasivat ylös jokaisen fyysisen kontaktitapahtuman sukeltajaa kohden sukelluksella. Briefingaamattomat sukeltajat olivat keskimäärin 1,3 kontaktissa riutan pohjan kanssa minuutissa; briefingaamattomat sukeltajat vähensivät tämän 0,3 kontaktiin minuutissa – nelinkertaisen vähennyksen. Tutkimus vahvisti kaksi johtopäätöstä, jotka ovat edelleen keskeisiä riuttojen hoidossa: ensinnäkin, että briefingit todistetusti toimivat; toiseksi, että jopa kokeneet, hyvää tarkoittavat sukeltajat briefingaamattomassa ryhmässä olivat usein kontaktissa, mikä viittaa siihen, että tietoisuus pikemminkin kuin tekninen taito on rajoittava tekijä. Linin [2] myöhemmät tutkimukset useammilla alueilla vahvistivat, että suurin osa sukeltajien kontakteista on tahattomia – kelluvuuden menetyksiä, varusteiden raahautumista, aallokkoon reagoimista – eikä harkittuja kosketuksia, mikä korostaa sitä, että kelluvuuskoulutus ja pienryhmänhallinta (pelkkien opasteiden sijaan) ovat tehokkaimpia toimenpiteitä.
Mitä kontakti todella tekee korallipesäkkeelle
Solutasolla fyysinen kontakti korallipesäkkeen kanssa laukaisee välittömän polyyppien supistumisreaktion ja häiritsee pinnan limakerrosta – ensimmäistä puolustuslinjaa patogeenejä, sedimenttikuormitusta ja kuivumista vastaan. Lee et al. [8] mittasivat fysiologisia stressimarkkereita *Acropora hyacinthus* - ja *Porites cylindrica* -lajeissa, joita oli altistettu simuloidulle epäasianmukaiselle sukelluskontaktille (räpyläkontakti, polvistumiskontakti ja varusteiden raahautuminen). Tutkimuksessa havaittiin kohonnutta lämpösokkiproteiini (HSP70) -ilmentymistä, vähentynyttä endosymbioottisten zooxanthellojen fotosynteettistä tehokkuutta (mitattuna Fv/Fm) ja lisääntyneitä kudoksen kuolioitumisasteita kontaktikohdissa 24–48 tunnin kuluessa yhdestä kontaktitapahtumasta. Toistuvat kontaktit samaan pesäkkeeseen sukelluskauden aikana tuottivat kumulatiivista kudoksen häviötä ja lisääntynyttä alttiutta bakteeri-infektiolle. *Porites*-lajin vaste oli huomattavasti vakavampi – huolimatta tämän suvun maineesta kestävyydestään – kuin *Acropora*-lajilla, mahdollisesti siksi, että sen tiheämpi luurankorakenne tekee kudoksen uudistumisesta metaboloisesti kalliimpaa.
Límaskerros indikaattorina
Korallin pinnan limakerroksen (SML) on nyt todistettu toimivan korallin stressin integroiduna indikaattorina – sen määrä, koostumus ja antimikrobinen aktiivisuus muuttuvat kaikki vasteena fysikaalisille, termisille ja kemiallisille stressitekijöille. Brown et al. [9] osoittivat, että fotosymbioottien häiriöitä (vaalenemista) aiheuttava lämpöstressi muuttaa samanaikaisesti SML:n koostumusta vähentäen sen antimikrobista tehokkuutta ja tehden pesäkkeistä alttiimpia opportunistisille bakteeri-infektioille. Tämä tarkoittaa sukelluksen kannalta, että korallit, jotka ovat jo stressaantuneet kohonneesta meriveden lämpötilasta – mikä on yhä yleisempää trooppisissa riuttajärjestelmissä ilmastonmuutoksesta johtuen – ovat todennäköisesti herkempiä sukeltajien kontaktille kuin samat korallit normaaleissa lämpöolosuhteissa. SML:n ylläpitoon käytetyt fysiologiset varat tulevat zooxanthellojen tuottamasta fotosyntaatista; kun nämä zooxanthellat ovat jo vaalenemisen heikentämiä, kykyyn puskuroitua lisäfyysistä iskua vastaan on vähemmän kapasiteettia.
Sedimentin uudelleensuspensio: Näkymätön vaikutus
Toisin kuin suora fyysinen kontakti, sedimentin uudelleensuspensio räpylän aiheuttamasta veden liikkeestä on sillä hetkellä näkymätön – sukeltajat näkevät harvoin hienojen hiukkasten hiipivän pilven, jonka heidän räpylänsä nostattavat, ennen kuin se on jo levinnyt pitkin riuttaa ja alkanut laskeutua korallien päälle alavirtaan. Jones et al. [10] tekivät systemaattisen katsauksen kokeellisista tutkimuksista sedimentin vaikutuksista koralleihin, syntetisoivat 86 artikkelia ja löysivät johdonmukaisia todisteita siitä, että jopa lyhytaikainen (tunteja tai päiviä) altistus uudelleensuspendoidulle hienojakoiselle sedimentille aiheutti vähennyksiä zooxanthelloihin vaikuttavan fotosynteettisesti aktiivisen säteilyn määrässä, lisääntyneitä energiankulutuksia limaan perustuvaan sedimentin poistamiseen ja kohonneita osittaisia kuolleisuusasteita – erityisesti haarautuvissa *Acropora*- ja kuorimaisissa *Porites*-lajeissa. Sedimentin raekoko ja orgaaninen pitoisuus ovat tärkeitä: häiritystä riutan matalasta osasta peräisin olevat hienojakoiset, orgaaniset hiukkaset ovat vahingollisempia kuin karkeampi, vähäorgaanisempi materiaali. Voimakkaasti sukeltajien käyttämillä alueilla satojen sukeltajien päivittäisten räpylänvetojen aiheuttama krooninen, matalan tason uudelleensuspensio luo jatkuvasti samentuneen, pohjan lähellä olevan ympäristön, joka estää korallien fotosynteesiä kroonisella, diffuusilla tavalla, jota on vaikea liittää yksittäiseen sukeltajaan tai sukellukseen – mutta joka on liitettävissä sukeltajapopulaation kokonaisvaikutukseen.
Aurinkosuojatuotteiden kontaminaatio: Matkailusta toksikologiaan
Aurinkosuojatuotteiden ja koralliriuttojen toksikologinen keskustelu saavutti uuden mekaanisen selkeyden tason vuonna 2022, kun Vuckovic et al. [3] julkaisivat *Science*-lehdessä ensimmäisen yksityiskohtaisen kuvauksen oksibentsonin fototoksisesta mekanismista solutasolla. Käyttäen merianemonia (*Exaiptasia diaphana*) korallin välitysmallijärjestelmänä tutkijat osoittivat, että korallisoluissa oksibentsoni – laajalti käytetty orgaaninen UV-suodatin (bentsofenoni-3) – muuntuu entsymaattisesti oksibentsoni-glukosidisiksi konjugaateiksi, jotka kertyvät korallikudokseen. UV-valossa nämä konjugaatit käyvät läpi fotolyysin reaktiivisiin lajeihin, jotka aiheuttavat DNA-vaurioita, mitoosin häiriöitä ja solukuolemaa. Kriittisesti toksisuus oli valoista riippuvainen: oksibentsoni pimeässä oli huomattavasti vähemmän haitallista kuin oksibentsoni auringonvalossa, mikä selittää, miksi aikaisemmat laboratoriovalaistuksessa tehdyt toksikologiset tutkimukset ovat saattaneet aliarvioida sen riutoihin liittyvää toksisuutta.
Orgaanisten UV-suodattimien tilanne
Oksibentsoni ei ole suinkaan ainoa aurinkosuojatuotteiden toksikologiakirjallisuudessa. Fel et al. [4] testasivat useita aurinkosuojatuotteiden ainesosia – mukaan lukien UV-suodattimia, säilöntäaineita ja hajusteita – *Stylophora pistillata* -lajilla käyttäen fotosynteettistä tehokkuutta (Fv/Fm) ja vaalenemisnopeuksia loppupisteinä. He havaitsivat, että useat yhdisteet tiheään asuttujen turismialueiden realistisilla pitoisuuksilla aiheuttivat mitattavaa korallistressiä. Zhang et al. [5] dokumentoivat seitsemän orgaanisen UV-suodattimen – mukaan lukien bentsofenolihomologien, EHMC:n ja 4-MBC:n – esiintymisen ja jakautumisen merivedessä, sedimentissä ja korallikudoksessa Etelä-Kiinan meren alueilla, vahvistaen näiden yhdisteiden biokertymisen elävässä korallikudoksessa. Yhdistetty todistusaineisto puoltaa varovaisuutta ja siirtymistä kohti riutalle turvallisempia mineraalipohjaisia aurinkosuojatuotteita (sinkkioksidi, titaanidioksidi ei-nano-muodossa) merimatkailussa tunnustaen, että nämä yhdisteet eivät ole täysin inerttejä, mutta niillä on huomattavasti alhaisempi akuutti korallitoksisuus.
Oksibentsoni imeytyy korallisoluun ja muuntuu fototoksiseksi yhdisteeksi, jonka aktivoi sama auringonvalo, jota isäntäeläin tarvitsee fotosynteesiin – luoden toksikologisen mekanismin, joka on hienosäädetty maksimiin riuttavaikutukseen.— Vuckovic D et al., Science, 2022 [3]
Moninkertaistuva ongelma: Kontakti, sedimentti ja kemia yhdessä
Todellisessa, vilkkaassa sukelluspaikassa nämä kolme stressitekijää – kontaktivauriot, sedimentin uudelleensuspensio ja kemiallinen kontaminaatio – eivät toimi itsenäisesti. Korallipesäke, joka kärsii räpyläkontaktivaurioita sukelluksen aikana, menettää liman eheyden vaurioituneella alueella; jos uudelleensuspendoitunut sedimentti sitten laskeutuu tähän haavaan, bakteeri-kolonisaation riski kasvaa merkittävästi, koska limakerros on jo heikentynyt. Jos sama pesäke on vedessä, jossa on matkailijoiden uimisesta johtuvia oksibentsonipitoisuuksia, aurinkosuojatuotteiden metaboliittien aiheuttama lisääntynyt oksidatiivinen stressi vähentää kudoksen korjauksen energiakapasiteettia. Hawkins ja Roberts [6] dokumentoivat mitattavia vähennyksiä korallien peittävyydessä ja kalayhteisön koostumuksessa intensiivisesti sukeltajien käyttämillä Karibian alueilla verrattuna vertailukohteisiin – nämä ovat näiden kumuloituvien stressitekijöiden aggregatiivinen signaali vuosien ja vuosikymmenten korkean tiheyden käytöstä. Poliittinen johtopäätös on, että vain yhteen stressitekijään puuttuvilla toimenpiteillä on rajallinen tehokkuus; kattavat sukeltajien ympäristönhallintaohjelmat, jotka puuttuvat kelluvuuteen, aurinkosuojatuotteiden valintaan, räpyläkontrolliin ja ryhmän kokoon samanaikaisesti, ovat välttämättömiä merkityksellisen riuttasuojelun kannalta.
Todisteisiin perustuvat toimenpiteet sukellusoperaattoreille ja sukeltajille
- Vaadi kelluvuustarkastus kaikille muille kuin asiantuntijasukeltajille ennen riuttasukelluksia; suorita tämä hiekka-alueella kaukana korallirakenteista
- Määrää ennen sukellusta ympäristöbriefing, jossa käsitellään kosketuskieltoa, räpylätekniikkaa, sedimenttidia ja aurinkosuojatuotetta – briefatut sukeltajat ovat neljä kertaa harvemmin kontaktissa riuttojen kanssa [1]
- Suosittele tai vaadi mineraalipohjaisia aurinkosuojatuotteita (sinkkioksidi, titaanidioksidi, ei-nano) kaikille vieraille; tarjoa riutalle turvallisia vaihtoehtoja sukelluskeskuksessa
- Rajoita ryhmän koko 4–6 sukeltajaan per opas monimutkaisessa riuttamaastossa; suuremmat ryhmät aiheuttavat eksponentiaalisesti enemmän pohjan häiriötä
- Seuraa korallien terveyttä vilkasliikenteisillä asemilla vuosittain käyttämällä pysyviä valokuvaruutuja ja kouluta henkilökuntaa tunnistamaan kontaktivauriot vs. terminen vaaleneminen
- Dokumentoituina vaalenemistapahtumina ohjaa sukellussuunnitelmat pois eniten kärsineiltä alueilta ja vähennä räpylän aiheuttamaa veden liikettä huolellisella kelluvuusvalmennuksella
Lähteet
- [1] Medio D et al. (1997). Effect of briefings on rates of damage to corals by scuba divers. Biological Conservation. doi:10.1016/s0006-3207(96)00074-2
- [2] Lin B (2021). Close encounters of the worst kind: reforms needed to curb coral reef damage by recreational divers. Coral Reefs. doi:10.1007/s00338-021-02153-3
- [3] Vuckovic D et al. (2022). Conversion of oxybenzone sunscreen to phototoxic glucoside conjugates by sea anemones and corals. Science. doi:10.1126/science.abn2600
- [4] Fel JP et al. (2018). Photochemical response of the scleractinian coral Stylophora pistillata to some sunscreen ingredients. Coral Reefs. doi:10.1007/s00338-018-01759-4
- [5] Zhang Z et al. (2017). Occurrence, Distribution, and Fate of Organic UV Filters in Coral Communities. Environmental Science & Technology. doi:10.1021/acs.est.6b05211
- [6] Hawkins JP and Roberts CM (1999). Effects of Recreational Scuba Diving on Caribbean Coral and Fish Communities. Conservation Biology. doi:10.1046/j.1523-1739.1999.97447.x
- [7] Barker NHL and Roberts CM (2004). Scuba diver behaviour and the management of diving impacts on coral reefs. Biological Conservation.
- [8] Lee Z et al. (2021). Improper Diving Behavior Affects Physiological Responses of Acropora hyacinthus and Porites cylindrica. Frontiers in Marine Science. doi:10.3389/fmars.2021.696298
- [9] Brown BE et al. (2019). Effects of thermal stress on amount, composition, and antibacterial properties of coral mucus. PeerJ. doi:10.7717/peerj.6849
- [10] Jones R et al. (2022). Effects of sediment exposure on corals: a systematic review of experimental studies. Environmental Evidence. doi:10.1186/s13750-022-00256-0