Несмотря на то, что у меня были офисы напротив Национального Молла друг от друга, именно в крошечном городке Бокас-дель-Торо, Панама, я встретил Laetitia Plaisance. Это был сентябрь 2009 года, и я был на полевой станции Смитсоновского института тропических исследований в Бокасе вместе с биологом кораллового рифа Нэнси Ноултон, когда она изучала событие массового нереста кораллового рифа. Плезанс, морской эколог в Национальном музее естественной истории, был в команде дайвинга Ноултона.
Во время своего пребывания в STRI Плэйсанс также использовала устройства, называемые автономными структурами мониторинга рифов, или ARMS, у побережья, для целей своего собственного исследования. В последние несколько лет она собирала ракообразных - размером от пяти миллиметров до пяти сантиметров - от мертвых коралловых голов или ARM на глубинах от 26 до 39 футов в специально отведенных местах в Индийском, Тихом и Карибском океанах. Недавно, используя ДНК-штрихкодирование, она определила, что гораздо большее количество ракообразных - до 525 различных видов - намного выше, чем ожидалось, обитало в 20, 6 квадратных футах естественных и искусственных структур. Результаты ее исследования, посвященного изучению мира, исследования под названием «Разнообразие коралловых рифов: что нам не хватает?» Теперь доступны в журнале PLoS ONE. Я встретился с ней на днях, чтобы обсудить исследование.
Какие сайты вы включили, и как эти сайты были выбраны?
Мы выбрали участки, чтобы охватить диапазон разнообразия, которое мы находим на рифе. Как правило, на севере (остров Ящерица, Австралия) больше видов, чем на юге (остров Херон, Австралия) и на западе (участки Большого Барьерного рифа), чем на востоке (отмели Французского фрегата, Гавайи - острова Лайн - Муреа, Французская Полинезия) в Тихом океане. Мы также добавили два других океанических бассейна - Восточный Индийский океан (риф Нингалу, Австралия) и Карибский бассейн (Бокас-дель-Торо, Панама), которые имеют очень разные эволюционные истории и биогеографию. Карибские рифы очень сильно деградировали, и было интересно посмотреть, как они соотносятся с местами Индо-Тихоокеанского региона.
Можете ли вы объяснить, что такое АРМС?
ARMS были разработаны NOAA на Гавайях. По сути, это маленький дом для поселения всех различных видов. Это около 20 сантиметров со слоями, полностью открытыми или закрытыми, для видов, которые предпочитают открытые слои с большим количеством течений, или видов, которые любят маленькие пещеры. У вас есть все эти различные места обитания в нем. Это отличное устройство для отбора проб, которое должно примерно имитировать сложность мертвого коралла. Мы можем использовать их на песке, в лугах, в самых разных местах обитания. Мы можем обработать их очень легко, и мы можем сравнить результаты с сайта на сайт.
Как часто вы посещали сайты? И как ты собирался собирать каждый?
Я посещал сайты один или два раза в зависимости от того, как и когда были организованы экскурсии. Обычно мы ныряли утром. Мы пытались найти живые коралловые головы. Иногда мы были успешными, а иногда нет. Затем мы отведем их обратно в лабораторию. Я работал в основном один, но иногда мне помогали волонтеры. Я начинал в лаборатории, открывая коралловые головы, ломая их. Потребовалось около дня, чтобы осмотреть всю коралловую голову, потому что в ней было так много всего живого. Я только что схватил всех ракообразных и увидел их под соленой водой. Я брал ракообразных, фотографировал, записывал данные, а затем брал немного ткани для молекулярных исследований и позже сохранял остальную часть тела для морфологических исследований. Я не проводил никаких морфологических исследований, но у нас есть сотрудничество с людьми, которые делают, поэтому я бы оставил для них остальных ракообразных. Затем я вернул бы в Вашингтон только ткани для работы по секвенированию ДНК.
Почему вы решили сосредоточиться на ракообразных?
Они, вероятно, самая многочисленная группа, живущая в коралловых головах. Это около половины ракообразных, а остальное будет моллюск и другие вещи. Ракообразные были действительно разнообразны и многочисленны. Но также они очень легко упорядочить. Моллюски являются проблемой для последовательности. Чтобы избежать этих технических проблем, мы выбрали ракообразных.
Как вы использовали штрих-кодирование ДНК?
Люди используют штрих-кодирование ДНК уже около 10 лет. Это фрагмент короткой последовательности, и мы упорядочиваем один и тот же фрагмент для всего. У нас есть универсальные грунтовки. Это не так просто, конечно. У тебя всегда есть проблемы. Но сейчас это проще, чем все другие молекулярные методы. Я секвенировал этот короткий фрагмент в каждом ракообразном, а затем сравнил все эти фрагменты для всех разных видов. В принципе, если это пять процентов, это два разных вида. Если он отличается менее чем на пять процентов, это один и тот же вид. Так что было действительно легко определить, сколько видов у нас было.
В общей сложности вы нашли 525 разных видов. Сколько вы ожидали найти?
Да. Мы действительно не ожидали так много. По сравнению с оценками разнообразия коралловых рифов мы нашли много. На Большом Барьерном рифе у нас было около 200 декаподов, а у Большого Барьерного рифа их должно быть 900 - и мы секвенировали только два квадратных метра. Так что это намного больше по сравнению с опубликованными оценками.
После того, как я упорядочил все, я сравнил свои последовательности с последовательностями, которые были опубликованы и доступны. Только несколько ракообразных были секвенированы ранее, и многие из них, вероятно, еще не описаны.
Что дальше для вас?
Изюминкой этого исследования была возможность погрузиться на риф и увидеть его красоту. Но шокирующей частью было посмотреть, как все можно так быстро уничтожить. Когда мы вернулись в Панаму в 2010 году, риф полностью обесцвечивался. Температура была действительно высокой. Там, где мы фактически развернули АРМС, год спустя была мертвая зона. Там не было ничего, чтобы жить больше.
Я думаю, что коралловые рифы гораздо важнее, чем широкая публика знает, а правительство знает. У них так много угроз прямо сейчас, локально и глобально. Невыносимо видеть разрушение. Вот почему сейчас я фактически перехожу к консервации.
Я заинтересован в устойчивости рифов. Рифы могут подвергнуться фазовому сдвигу. По сути, у вас много здоровых кораллов, а через несколько недель у вас просто есть водоросли, которые заросли рифом. Я пытаюсь найти решения, чтобы обратить вспять эти фазовые сдвиги.
