В статье, опубликованной в публикации Nature Scientific Reports, впервые критически оценивается влияние взаимодействия кораллов и морских водорослей на коралловых рифовых рыб, ключевой компонент устойчивости коралловых рифов.В ходе экспериментов с контролируемыми участками на Фиджи исследование показало, что кормящиеся кораллами и связанные с кораллами рыбы-бабочки в подавляющем большинстве избегали кораллов, контактировавших с водорослями.
Это было правдой независимо от того, присутствовала ли визуальная подсказка самих водорослей, что привело исследователей к выводу, что взаимодействие кораллов и водорослей произвело химические сигналы, которые остались позади даже после того, как водоросли были удалены.«Рыба-бабочка похожа на канарейку в угольной шахте», — сказал Диксон, доцент Школы морских наук и политики при Колледже Земли, океана и окружающей среды.«Когда начинают возникать проблемы, они пострадают первыми из-за их сильной зависимости от кораллов в качестве пищи и убежища, поэтому важно понимать их экологию, прежде чем рифы станут слишком деградированными или просто исчезнут».Соавторами статьи являются научный сотрудник Университета штата Вашингтон Брукер, ведущий автор статьи, и Саймон Брандл из Смитсоновского центра экологических исследований и Университета Джеймса Кука в Австралии.
Коралловые рифы в кризисеС 1980-х годов площадь коралловых рифов уменьшилась на 80-90 процентов в Карибском бассейне и на 50 процентов в тропической части Тихого океана. Резкие изменения являются результатом синергетического воздействия изменения климата, перелова рыбы, эвтрофикации и загрязнения.
Ранее здоровые рифы с многочисленными видами и сложными сообществами, в которых преобладают кораллы, с угрожающей скоростью превращаются в пустыри, в которых преобладают водоросли.Этот сдвиг ставит под угрозу хрупкие экосистемы коралловых рифов, снижает продуктивность и устойчивость рифов, а также местные продовольственные и туристические возможности, а также сокращает среду обитания морских организмов. Тем не менее, мало что известно о том, как этот сдвиг влияет на рыб и организмы коралловых рифов.В то время как микроводоросли имеют симбиотические отношения с кораллами, макроводоросли, такие как водоросли, конкурируют с кораллами за место на рифе.
Морские водоросли растут быстрее, чем кораллы, но питающиеся растениями рыбы, известные как травоядные, обычно контролируют экосистему рифов.
Однако по мере того как все больше рифов деградируют, ученые продолжают пытаться понять, почему.Теории «сверху вниз» предполагают, что чрезмерный вылов хищных рыб оставляет меньше травоядных, чтобы поедать водоросли. Точки зрения снизу вверх утверждают, что повышение температуры и сток удобрений на сушу вызывают чрезмерный рост водорослей, выводя экосистему из строя.
«На самом деле происходит и то, и другое», — сказал Диксон.Она считает, что происходят и другие вещи. Результаты исследования ее исследовательской группы предполагают, что морские водоросли изменяют биохимию кораллов, и что увеличение водорослевого покрова может вызвать дальнейшее сокращение кораллов за счет изменения способов, которыми организмы питаются или взаимодействуют там.
Статья выросла из постдокторской работы Диксона с Марком Хэем, профессором биологии Технологического института Джорджии, изучающим конкуренцию морских водорослей и кораллов.«Из работы Марка мы знаем, что водоросли, помещенные рядом с кораллами, улучшают вкус водорослей, потому что водоросли тратят свою энергию на борьбу с кораллами вместо того, чтобы производить вредные химические вещества для отпугивания травоядных рыб. В моем исследовании была рассмотрена обратная сторона медали — как присутствие водорослей влияет на вкусовые качества кораллов у рыб », — сказал Диксон.
В эксперименте Диксон записал на видео и подсчитал взаимодействия рыб-бабочек с рифами, которые имели химически активные (Galaxaura filamentosa) и химически неактивные (Sargassum polycystum) водоросли, а также контрольные рифы без водорослей. Поскольку рыба-бабочка территориальна, она перенесла эксперимент в несколько мест, чтобы гарантировать, что новые рыбы-бабочки посещают испытательный участок каждый раз.
«Родители всегда пытаются найти способы добавить овощи в рацион своих детей, например, пряча лишнюю морковь в томатном соусе. Но что, если бы ребенок мог чувствовать запах моркови, даже не видя ее?» — сказал Диксон. «Дело не в памяти, с взаимодействием кораллов и морских водорослей происходит что-то, что делает кораллы непривлекательными для рыб-бабочек».Неизвестно, изменяются ли внутренние химические изменения кораллов таким образом, что они становятся менее питательными, или они действительно имеют неприятный вкус из-за энергии, затрачиваемой на защиту от водорослей.
Эффект рябиЗатем возникает волновой эффект — как это негативное взаимодействие кораллов и морских водорослей влияет на другие рифовые организмы и каковы более серьезные последствия для океана, если этот дисбаланс будет продолжать расти?Резкие различия уже можно увидеть в таких местах, как Фиджи, где красивый коралловый риф можно найти прямо рядом с пустошью, заросшей водорослями. Разрастание водорослей является следствием изменений окружающей среды, но это не так просто, поскольку большее количество водорослей вредит кораллам, а меньшее количество кораллов вредит рыбам — это также может быть связано с поведением животных.
"Рыбы-бабочки явно развили способность обнаруживать изменения или различия в коралловых рифах и выбирают среду обитания и пищевые ресурсы на основе этих сигналов. Если эта закономерность присутствует у других рыб, это может иметь разветвления, включая чрезмерное давление на здоровые кораллы из-за их переедания. избегая при этом тех, кто им не нравится ", — сказал Диксон.По словам Диксона, чтобы начать отвечать на эти более важные вопросы, необходимо добавить поведенческие эффекты к тому, как ученые думают о деградации среды обитания.
«Нам нужно начать понимать эти интерактивные эффекты, особенно поведенческий выбор, который может усугубить проблемы, которые мы даже не думаем отдавать рыбе», — сказала она.Итак, что дальше Диксон?Она и Брукер планируют глубже погрузиться в химию взаимодействия кораллов и водорослей, чтобы выяснить, влияют ли водоросли на питание, вкус коралла или что-то еще, что они не рассматривали.
Им также интересно узнать, влияют ли взаимодействия кораллов и водорослей на способность рыб химически маскироваться от хищников.«Мы знаем, что животные охотятся с помощью химии, поэтому имеет смысл, что они тоже прячутся с помощью химии», — сказал Диксон. «Химический камуфляж — это развивающаяся область, которая может помочь нам лучше понять, как взаимодействуют организмы и динамику хищник-жертва.
Я думаю, UD может быть лидером в этой области».