В первом исследовании такого рода ученые из Университета штата Огайо обнаружили, что кораллы — крошечные рифообразующие животные, которые живут в симбиозе с водорослями — лучше восстанавливаются после ежегодных приступов теплового стресса, называемого «обесцвечиванием», когда они хранят большие запасы энергии — в основном в виде жира — в своих клетках.«Мы обнаружили, что некоторые кораллы способны адаптироваться к ежегодному обесцвечиванию, в то время как другие со временем становятся более восприимчивыми к нему», — сказала Андреа Гроттоли, профессор Школы наук о Земле в штате Огайо. «Мы пришли к выводу, что ежегодное обесцвечивание кораллов может вызвать сокращение разнообразия кораллов и общее сокращение коралловых рифов во всем мире».Исследование, опубликованное в онлайн-выпуске журнала Global Change Biology от 9 июля, показывает, что некоторые виды кораллов почти наверняка исчезнут с глобальным изменением климата, в то время как другие, которые демонстрируют большие запасы жира и гибкость в отношении типов водорослей, с которыми они сотрудничают, выживут. больше шансов выдержать повторяющиеся периоды стресса по мере того, как океаны становятся более горячими.
Это также предполагает, что наиболее адаптируемые виды станут хорошими целями для усилий по сохранению, потому что они, скорее всего, выживут.«Если мы сохраним рифы, которые содержат виды кораллов с такими характеристиками выживания, то мы хеджируем наши ставки на то, что мы сможем сохранить эти рифы еще на десять или два десятка лет, давая им достаточно времени, чтобы адаптироваться к изменению климата», — сказал Гроттоли. .Кораллы практически бесцветны; яркие коричневые, желтые и зеленые цвета, которые мы ассоциируем с ними, на самом деле являются цветами водорослей, обитающих в клетках животных кораллов.
Вот почему, когда стрессовые кораллы сбрасывают большую часть водорослей из своих клеток, их тела кажутся бледными или «обесцвеченными».Обесцвеченные кораллы могут восстановиться за счет выращивания большего количества водорослей или приобретения новых водорослей, как только температура воды вернется к норме.
Это исследование показывает, что способность кораллов переключать тип водорослей, которые они выращивают внутри, имеет большое влияние на их восстановление.Но если кораллы не восстановятся и рифы погибнут, тысячи видов рыб и других морских обитателей потеряют свою среду обитания.Обычно отбеливание — редкое явление.
Но к 2025 году вода в Карибском бассейне, как ожидается, станет настолько горячей, что кораллы, живущие там, будут подвергаться стрессу до точки обесцвечивания один раз в год. Ожидается, что к 2050 году в остальных тропиках будет происходить ежегодное обесцвечивание.Предыдущие исследования наблюдали за кораллами только в одном событии обесцвечивания или в двух событиях с разницей в несколько лет.
Итак, Гроттоли и ее команда проверили, что произойдет, если они два года подряд подвергают обесцвечиванию некоторые обычные карибские кораллы.Кораллы могут дополнять свой рацион, поедая планктон, но большую часть своей энергии они получают благодаря симбиотическим отношениям с водорослями.
Водоросли получают питательные вещества от кораллов, а кораллы перекачивают сахар, который они производят в процессе фотосинтеза. Как и люди, кораллы могут накапливать лишнюю энергию в виде жира.
В этом исследовании были выявлены две ключевые стратегии выживания: наиболее устойчивые кораллы накапливали запасы жира в периоды изобилия и были готовы переключиться на новый доминирующий тип водорослей, чтобы собирать пищу во время стресса. Кораллы, которые не накапливали жир или застряли со своим водорослевым партнером, тоже не выживали.
И виды, которые пришли в норму после одного раунда отбеливания, не обязательно пришли в норму во второй раз.«Мы обнаружили, что исследование отдельных явлений обесцвечивания вводит в заблуждение», — сказал Гроттоли. «Виды, которые, по нашему мнению, устойчивы к температурному стрессу, на самом деле восприимчивы, и наоборот, когда они подвергаются стрессу ежегодно».Гроттоли и ее коллеги протестировали три коралла из национального парка Риф Пуэрто-Морелос у побережья Мексики.
Два года подряд они собирали со дна океана образцы Porites divaricata, Porites astreoides и Orbicella faveolata, более известные как пальчиковые кораллы, горчичные кораллы и валунные кораллы, и помещали их в резервуары с теплой водой. лаборатория под открытым небом, пока кораллы не обесцветились. Оба раза исследователи возвращали кораллы в океан, чтобы дать им возможность восстановиться. Они измерили несколько показателей того, насколько хорошо восстановились различные виды, включая количество и тип водорослей, присутствующих в клетках кораллов, и оставшийся запас энергии.
Коралл горчичного холма сохранял более низкие запасы жира и сотрудничал только с одним видом водорослей. Он восстановился после первого раунда отбеливания, но не после второго. Валунный коралл сохранял умеренные запасы жира, но вступал в партнерство с шестью разными водорослями и менял доминирующие типы водорослей после каждого обесцвечивания. Он восстановился после обоих циклов отбеливания, хотя его рост замедлился.
Настоящим победителем стал пальчиковый коралл, который полностью переключился с одного типа водорослей на другой в ходе исследования и имел самые большие запасы жира — на 47 процентов больше, чем коралл-валун или коралл горчичного холма. Пальцевый коралл почти не пострадал даже от второго обесцвечивания и сохранил нормальную скорость роста.Итог: поскольку одни виды приспосабливаются к изменению климата, а другие — нет, разнообразие рифов будет меньше, поскольку кораллы разных размеров и форм обеспечивают специализированные среды обитания для рыб и других существ. По словам Гроттоли, взаимодействие между хозяевами, симбионтами, хищниками и добычей изменится в результате эффекта домино.
Рифы будут более уязвимы для штормов и болезней в целом.Это звучит мрачно.«На самом деле мы немного оптимистичны, потому что показали, что акклиматизация наступит в течение года, что это возможно», — сказала она. «У двух из наших трех видов кораллов выздоровление наступает за шесть недель.
Их пути к выздоровлению различаются, но они оба достигли цели».