Кредит: CC0 Public Domain
Коралловые рифы будут продолжать испытывать сильный тепловой стресс, поскольку повышение температуры приводит к тому, что океаны становятся невыносимо горячими, но новое исследование показывает, что изменение их привычек питания может позволить местным популяциям избежать полного вымирания.
Исследование двух видов кораллов, произрастающих на Гавайях, показало, что более теплые воды, вызванные изменением климата, играют важную роль в обесцвечивании кораллов — процессе, в результате которого кораллы теряют свой цвет, — что существенно нарушает здоровье и рост кораллов. Также было исследовано влияние закисления океана, процесса, в результате которого морская вода становится более кислой из-за избыточного количества поглощенного ею углекислого газа, на кораллы, подвергающиеся тепловому стрессу.
За последнее десятилетие по всему миру возросло количество и серьезность случаев массового обесцвечивания кораллов, что привело к увеличению смертности этих жизненно важных организмов.
Однако эта работа предполагает, что некоторые кораллы вполне могут быть устойчивы к этим экстремальным изменениям окружающей среды, сказала Керри Добсон, ведущий автор исследования, которая завершила работу, будучи аспирантом по наукам о Земле в Университете штата Огайо.
«Каждый вид кораллов по-разному реагирует на стресс и использует разные методы для восстановления после него», — сказал Добсон, который в настоящее время преподает морскую биологию в Университете Саутгемптона в Великобритании. «Теперь мы знаем, что эти реакции зависят от нескольких факторов».
Согласно исследованию, которое недавно было опубликовано в Communications Earth & Environment, одним из наиболее важных факторов, которые могут определить, сможет ли коралл восстановиться после стрессового события, является его доступ к пище.
Обычно кораллы питаются, получая питание от фотосинтетических симбиотических водорослей, а также ловя и поедая крошечные водные организмы, называемые зоопланктоном. Эти водоросли также придают кораллам яркий цвет, но при тепловом стрессе кораллы теряют свои водоросли, оставляя их обесцвеченными и голодающими.
В этой работе исследователи собрали образцы ветвей из обесцвеченных и не обесцвеченных родительских колоний после одного масштабного события теплового стресса в 2014 году, а также второго, неожиданного события теплового стресса в 2015 году. После переселения в специальные резервуары половина кораллов подвергалась воздействию другого количества пищи и имитировала скорость закисления океана, чтобы увидеть, как эти факторы повлияли на их потенциальное восстановление.
«Насколько нам известно, это одно из первых исследований, в котором удалось зафиксировать влияние естественного термического стресса на кораллы в течение двух лет подряд», — сказал Добсон.
Экспериментальный дизайн. Кредит: Communications Earth & Environment (2024). DOI: 10.1038/s43247-024-01672-5
В результате таких уникальных долгосрочных данных команда обнаружила, что кормление кораллов зоопланктоном после обесцвечивания может повысить их общую устойчивость к потеплению, по сути, минимизируя смертность, способствуя росту и повышая скорость восстановления кораллов.
Закисление океана мало повлияло на замедление восстановления кораллов, что позволяет предположить, что некоторые кораллы могут выживать в более кислых водах. К сожалению, это открытие также ясно показывает, что наиболее актуальной опасностью для коралловых рифов является тепловой стресс, сказал Добсон.
«Тепловой стресс повлиял на здоровье кораллов гораздо сильнее, чем имитированное закисление океана», — сказала она. «Эти события теплового стресса действуют как селекционные силы, оставляя только более термически устойчивые кораллы, которые могут пережить стрессы, которым мы их подвергаем».
Наконец, результаты исследования подчеркивают важность понимания условий и эволюционных стратегий, которые способствуют долгосрочному выживанию кораллов, сказал Добсон. Более того, это исследование предлагает ученым и группам наблюдения путь для лучшей настройки управления и восстановления коралловых рифов на основе их видов и местоположения.
«Эта работа дополняет наши знания об устойчивости кораллов», — сказала Андреа Гроттоли, старший автор исследования и профессор наук о Земле в Университете штата Огайо. «Это дает нам больше рычагов для последующей оценки того, как мы можем защитить кораллы и управлять событиями обесцвечивания, манипулируя средой в их пользу».
Хотя прогнозы о выживаемости кораллов в условиях антропогенного изменения климата вселяют надежду на судьбу кораллов, эти предположения основаны на соблюдении текущих целей по смягчению последствий изменения климата, сказала Гроттоли.
Например, возможно, что кораллы смогут адаптироваться достаточно, чтобы пережить повышение глобальной температуры на 2 градуса по Цельсию. Однако текущее неконтролируемое ускорение потепления Земли до 4 градусов к концу столетия может полностью уничтожить кораллы, сказала она.
Поскольку следующие несколько десятилетий имеют решающее значение для определения реальности этих сценариев, будущая работа Добсона продолжит изучение влияния теплового стресса на экологию коралловых рифов в других регионах.
«Когда вы проводите эксперименты с живыми животными в естественной среде, всегда есть некоторая степень непредсказуемости, как мы видели в случае с неожиданным вторым событием теплового стресса, которое мы изучали», — сказал Гроттоли. «В конечном итоге вам придется смириться с этим, потому что работа важна, и иногда то, что вы не планировали изучать, оказывается наиболее интересными частями».
Дополнительная информация: Керри Л. Добсон и др., Закисление океана не продлевает восстановление коралловых холобионтов от естественного теплового стресса в течение двух последовательных лет, Communications Earth & Environment (2024). DOI: 10.1038/s43247-024-01672-5
Информация о журнале: Nature Communications Earth & Environment , Communications Earth & Environment
Предоставлено Университетом штата Огайо
