Точно так же, как отдельные люди по-разному переносят стресс, кораллы тоже по-разному переносят его. Даже колонии кораллов одного и того же вида, растущие бок о бок, различаются по своей устойчивости к таким воздействиям, как аномальная жара.
В опубликованном сегодня исследовании мы обнаружили новые удивительные доказательства различной переносимости кораллами высокой температуры. По мере потепления мирового океана эти различия становятся важными.
Ранее в этом году было объявлено о четвертом в мире массовом обесцвечивании. С 2016 года Большой барьерный риф подвергся пяти массовым обесцвечиваниям, последний раз – прошлым летом. Заявления были сделаны после самого теплого за всю историю наблюдений года в мире.
Чтобы сохранить здоровье и функционирование коралловых рифов в мире, необходимо резко сократить глобальные выбросы углекислого газа, чтобы снизить темпы потепления океана. По мере того, как человечество будет стремиться к достижению этой цели, меры могут помочь кораллам выжить в условиях потепления окружающей среды.
Что мы сделали
Теплоустойчивость кораллов можно измерить, проанализировав их реакцию на повышенную температуру воды. Наше исследование включало измерение порогов обесцвечивания более чем 500 колоний табличного коралла Acropora hyacinthus.
Акропора гиацинтовая (Acropora hyacinthus) - это обычный коралл, который образует “столики” из крошечных веточек. Этот вид является одновременно экологически важным и очень уязвимым к аномальной жаре, что делает его главным кандидатом на сохранение.
Характерный цвет кораллам придают водоросли, обитающие в их тканях. Водоросли также обеспечивают кораллы большей частью питательных веществ. Когда температура воды становится слишком высокой в течение длительного времени, коралл вытесняет водоросли, что приводит к обесцвечиванию и истощению.
Находясь в море, мы посетили 17 рифов, чтобы погрузиться с аквалангом и поискать акропору гиацинтовую. Затем мы доставили образцы этих кораллов на борт исследовательского судна для проведения экспериментов.
Наша специально разработанная портативная экспериментальная система содержала 12 резервуаров, настроенных на четыре разные температуры. Фрагменты кораллов были помещены в каждый резервуар и подвергнуты кратковременному тепловому воздействию при различных температурах.
После этого мы измерили количество пигмента, оставшегося во фрагментах коралла, которое напрямую зависит от количества водорослей, оставшихся в клетках коралла.
Затем мы определили пороги обесцвечивания каждого коралла - другими словами, температуру, при которой пигментация коралла снижается до 50% от его здорового уровня. Это позволило нам понять, насколько велики различия и где обитают колонии, наиболее устойчивые к жаре.
Итак, что мы обнаружили? В ходе наших экспериментов количество пигмента, удерживаемого при высоких температурах, варьировалось от 3% до 95%. Это означает, что при высоких температурах некоторые колонии кораллов полностью обесцвечивались, в то время как другие, казалось, почти не подвергались воздействию.
Из 17 изученных нами рифов 12 содержали колонии с порогом обесцвечивания более 25%. Это означает, что на большинстве исследованных нами рифов можно было найти теплоустойчивые кораллы.
Природа против воспитания
Кораллы по-разному переносят стресс по двум причинам: природа и воспитание.
Каждый коралл обладает уникальной “природой” или генетическим составом, который может влиять на его теплоустойчивость. Наши результаты показывают, что кораллы, обитающие на всем Большом Барьерном рифе, могут обладать уникальными генетическими ресурсами, которые важны для восстановления и адаптации.
Однако особенности морской среды могут способствовать или препятствовать реакции кораллов на тепловой стресс. К ним относятся температура воды, условия содержания питательных веществ и симбиотические водоросли, обитающие внутри коралловых тканей.
Мы обнаружили, что кораллы, обитающие в более теплых регионах, таких как северная часть Большого барьерного рифа, могут переносить более высокие температуры воды. Однако, поскольку вода в этих районах очень теплая, температура кораллов уже близка к предельной.
Кораллы, обитающие в южной части Большого Барьерного рифа, не могут переносить такие высокие температуры, как их северные соседи. Наши результаты показывают, что эти кораллы могут переносить более высокие температуры, чем их местные обитатели.
Эти особенности толерантности могут влиять на то, какие кораллы выживают в условиях морской жары.
Дарим нашим рифам будущее
Наши результаты могут иметь важное значение для способности кораллов адаптироваться к более теплым морям в условиях изменения климата.
Результаты также могут послужить основой для усилий по восстановлению и сохранению рифов. Например, родительские кораллы, устойчивые к жаре, можно было бы селекционно разводить для получения потомства, более приспособленного к более теплым водам.
Успех таких программ зависит от того, в какой степени генетическая структура коралла определяет его устойчивость к жаре. Итак, следующим шагом в этом исследовании является изучение этих генетических различий.
Уже проводятся испытания по селекции с использованием наиболее устойчивых к жаре кораллов, выявленных в ходе этого исследования.
Когда речь заходит о защите наших коралловых рифов, сокращение выбросов парниковых газов является обязательным условием. Однако такие мероприятия, как селекция, могут быть полезными дополнениями для обеспечения наилучшего будущего коралловых рифов.
Мелисса Наугл, кандидат наук по экологии кораллов, Университет Южного Креста; Эмили Хауэллс, старший научный сотрудник по морской биологии, Университет Южного Креста, и Лайн Кей Бэй, директор исследовательской программы Австралийского института морских наук
Эта статья перепечатана из The Conversation под лицензией Creative Commons. Прочтите оригинал статьи.
(За исключением заголовка, этот материал не редактировался сотрудниками NDTV и опубликован на синдицированном канале).
