Naukowcy odkryli odporne na ciepło koralowce ukryte na widoku

Czy nasze odkrycie może pomóc w ochronie Wielkiej Rafy Koralowej? Zapytajcie MELISSĘ NAUGLE i EMILY HOWELLS z Southern Cross University i LINE K BAY z Australian Institute of Marine Science (AIMS)

Tak jak poszczególni ludzie radzą sobie ze stresem inaczej, tak samo koralowce. Nawet kolonie koralowców tego samego gatunku, rosnące obok siebie, różnią się pod względem tolerancji na naciski, takie jak fale upałów.

Przeczytaj także: Po raz pierwszy w Wielkiej Brytanii wyhodowano różowe fajki morskie

In badania opublikowane 23 września, odkryliśmy zaskakujące nowe dowody na zmienną tolerancję ciepła u koralowców. W miarę ocieplania się oceanów świata te różnice stają się ważne.

Na początku tego roku świat czwarte globalne wydarzenie masowego wybielania została ogłoszona. Wielka Rafa Koralowa (GBR) ucierpiała pięć masowych wybieleń od 2016 roku – ostatnio tego lata. Deklaracje te nastąpiły po światowym najcieplejszy rok w historii.

Aby zachować zdrowie i funkcjonowanie raf koralowych na świecie, należy ograniczyć globalną emisję dwutlenku węgla drastycznie ograniczony aby zmniejszyć tempo ocieplania się oceanów. W miarę jak ludzkość pracuje nad osiągnięciem tego celu, interwencje mogą kupić koralowcom czas na przetrwanie w ich ocieplającym się środowisku.

Co zrobiliśmy

Tolerancję koralowców na ciepło można zmierzyć, analizując ich reakcje na podwyższone temperatury wody. Nasze badania obejmowały pomiar progów bielenia ponad 500 kolonii koralowców płytkowych Acropora hiacynt.

Acropora hiacynt jest pospolitym koralowcem, który tworzy „stoliki” z drobnych gałązek. Gatunek ten jest obie jest to gatunek o dużym znaczeniu ekologicznym i bardzo wrażliwy na fale upałów, co czyni go doskonałym kandydatem do ochrony.

Charakterystyczny kolor korala pochodzi z glonów żyjących w jego tkance. Glony dostarczają również większości składników odżywczych koralowcom. Gdy temperatura wody jest zbyt wysoka przez zbyt długi czas, koral wydala glony, co powoduje jego wybielenie i głód.

Będąc na morzu, odwiedziliśmy 17 raf, aby nurkować i szukać Acropora hiacyntNastępnie zabraliśmy próbki tych koralowców na pokład statku badawczego, aby przeprowadzić eksperymenty.

Nasz specjalnie zaprojektowany przenośny system eksperymentalny zawierał 12 zbiorników ustawionych na cztery różne temperatury. Fragmenty koralowców umieszczono w każdym zbiorniku i poddano krótkotrwałemu stresowi cieplnemu w różnych temperaturach.

Następnie zmierzyliśmy ilość pigmentu pozostałego we fragmentach koralowca, co bezpośrednio pokrywa się z ilością glonów pozostałych w komórkach koralowca.

Następnie określiliśmy progi wybielania każdego koralowca – innymi słowy, temperaturę, w której pigmentacja koralowca spada do 50% jego zdrowego poziomu. Pozwoliło nam to zrozumieć, jak duże są różnice i gdzie żyją kolonie najbardziej odporne na ciepło.

Co więc odkryliśmy? Podczas naszych eksperymentów ilość pigmentu zatrzymanego w wysokich temperaturach wahała się od 3% do 95%. Oznacza to, że w wysokich temperaturach niektóre kolonie koralowców całkowicie wyblakły, podczas gdy inne wydawały się ledwie dotknięte.

Spośród 17 badanych przez nas raf, 12 zawierało kolonie, których progi bielenia mieściły się w górnych 25%. Oznacza to, że na większości raf, które badaliśmy, można było znaleźć koralowce odporne na ciepło.

Natura kontra wychowanie

Korale radzą sobie ze stresem w odmienny sposób z dwóch powodów: natury i wychowania.

Każdy koralowiec ma unikalną „naturę” lub skład genetyczny, który może wpływać na jego tolerancję na ciepło. Nasze wyniki sugerują, że koralowce występujące na całej Wielkiej Rafie Koralowej mogą posiadać unikalne zasoby genetyczne, które są ważne dla regeneracji i adaptacji.

Jednakże aspekty środowiska morskiego mogą wspierać lub utrudniać reakcję koralowca na stres cieplny. Należą do nich temperatura wody, warunki odżywcze i symbiotyczne algi żyjące wewnątrz tkanki koralowca.

Odkryliśmy, że koralowce żyjące w cieplejszych regionach, takich jak północna Wielka Rafa Koralowa, mogą wytrzymać wyższe temperatury wody. Jednak ponieważ woda w tych obszarach jest tak ciepła, koralowce są już blisko swoich limitów temperaturowych.

Korale w południowej Wielkiej Rafie Koralowej nie są w stanie wytrzymać tak wysokich temperatur jak ich północni sąsiedzi. Nasze odkrycia sugerują, że te koralowce mogą tolerować większe ocieplenie niż ich lokalne temperatury niż koralowce na północy.

Te wzorce tolerancji mogą mieć wpływ na to, które koralowce przetrwają morskie fale upałów.

Dajemy naszym rafom przyszłość

Nasze odkrycia mogą mieć istotne implikacje dla zdolności koralowców do przystosowania się do cieplejszych mórz w obliczu zmian klimatycznych.

Wyniki mogą również służyć jako źródło informacji na temat działań w zakresie odnowy i ochrony raf. Na przykład, odporne na ciepło macierzyste koralowce mogą być hodowane selektywnie aby uzyskać potomstwo lepiej przystosowane do cieplejszych wód.

Sukces takich programów zależy od tego, w jakim stopniu struktura genetyczna koralowca kontroluje jego tolerancję na ciepło. Tak więc następnym krokiem w tych badaniach jest zbadanie tych różnic genetycznych.

Próby selektywnej hodowli są już trwa, wykorzystując najbardziej odporne na ciepło koralowce zidentyfikowane w tym badaniu.

Jeśli chodzi o ochronę naszych raf koralowych, redukcja emisji gazów cieplarnianych jest koniecznością. Jednak interwencje, takie jak selektywna hodowla, mogą być przydatnymi suplementami, aby zapewnić rafom koralowym najlepszą możliwą przyszłość.

Również w Divernet: Nasze cyfrowe modele 3D mogą pomóc w ożywieniu ogromnych raf koralowych, Wykrywanie rafy nad głową eliminuje zgadywanie przy odtwarzaniu koralowców, 600-letni koralowiec ukazuje zmiany na Pacyfiku od 1370 roku, Koralowce szczęśliwsze w Prądzie Zatokowym