Кораллы мира живут на краю. Им нужна теплая вода и много солнечного света, чтобы кормить симбиотических водорослей, которые живут с ними. Но если становится слишком жарко, эти водоросли начинают вырабатывать токсины, и кораллы выбрасывают их, убивая себя и вызывая так называемое «обесцвечивание кораллов». И когда климатические изменения нагревают океаны, избыток углекислого газа впитывается в воду, превращая ее в воду. ученые опасаются, что кораллы могут длиться недолго.
Связанный контент
- Кораллы показывают, как тихоокеанские пассаты влияют на глобальные температуры
- Жир кораллов лучше, чем климатические изменения
- Как согревает планета, что происходит с северным оленем?
- Коралловые рифы борются с глобальным потеплением
- Большинство коралловых рифов будут повреждены к 2030 году из-за растущих парниковых газов
Но новое исследование в области науки дает небольшой луч надежды: один вид столовых кораллов ( Acropora hyacinthus ) из Тихого океана продемонстрировал заметную способность адаптироваться к более теплым водам.
У организмов есть несколько способов справиться с такими изменениями окружающей среды, как изменение климата. Они могут перемещаться в районы с условиями, более похожими на те, к которым они привыкли. Или они могут приспособиться к новым условиям дома или генетически адаптироваться к ним. Если вид не может использовать один или комбинацию этих вариантов, они могут исчезнуть. Но изменение климата происходит так быстро, что ученые опасаются, что организмы, такие как кораллы, не смогут реагировать достаточно быстро, чтобы не отставать.
Новое исследование показывает, что по крайней мере один вид кораллов может справиться с высокой температурой. «По мере того, как окружающая среда нагревается, [кораллы] будут приспосабливаться и развиваться в соответствии с ней», - говорит ведущий автор исследования, морской эколог Стэнфордского университета Стивен Палумби. Но способность кораллов акклиматизироваться и адаптироваться к более теплым и теплым водам может в какой-то момент прекратиться, предупреждает он. «Чего мы не знаем, так это того, как далеко может продвинуться этот процесс и где он будет максимальным».
Паламби и его коллеги изучали кораллы A. hyacinthus, которые живут у острова Офу в Национальном парке Американского Самоа. Этот вид является одним из основных строителей рифов острова Офу, и он особенно чувствителен к стрессу окружающей среды, например, к высокой температуре. Но некоторым из этих кораллов удается процветать в тех местах, где водные качели находятся в диапазоне температур от 29 ° C до 95 ° F, последние, когда прилив низкий и солнце высоко. Кораллам не нужно долго выживать в такой сильной жаре - всего несколько часов до того, как прилив поднимется - но эти условия должны быть за пределами нормальной переносимости организма. Исследователи хотели выяснить, как этим кораллам удается выжить.
Они начали с того, что брали кораллы из районов, где температура сильно колебалась, и пересаживали их в воды, где температура редко превышала 90 ° F (32 ° C). Они также пересаживали кораллы в другом направлении, отбирая их из менее изменчивого бассейна и позволяя им расти в водах, которые становились действительно горячими каждый день. Через двадцать семь месяцев после пересадки исследователи проверили способность кораллов переносить жару.
Кораллы из вод, которые оставались ниже 90 ° F, несколько приспособились к более высоким, более изменчивым условиям жары, хотя они никогда не были настолько устойчивы к теплу, как кораллы, обитающие в колеблющихся водах. Затем команда Паламби изучила генетику кораллов - какие гены они несут и в какой степени клетки использовали эти гены (экспрессия генов).
Исследователи обнаружили, что при пересадке кораллов произошли некоторые изменения в уровне их экспрессии генов. Это потому, что кораллы активировали гены, которые у них были, но до этого они не были нужны.
Но «мы также находим некоторые гены, которые отличаются между кораллами двух разных сред обитания», - говорит Палумби. «Это не имеет ничего общего с тем, где живут кораллы. Это связано только с тем, откуда родом кораллы ». Эти различия, вероятно, являются результатом генетической адаптации, которая произошла давным-давно, говорит он.
Паламби описал эти процессы в своей недавней книге «Чрезвычайная жизнь моря», написанной вместе с его сыном Энтони:
Три дня нагревания активируют батарею из 250 различных генов стресса в типичном коралле. В лагуне Офу кораллы содержат около 60 из этих «тепловых генов», постоянно работающих с высокой мощностью. Некоторые из этих кораллов, кажется, рождаются с включенными генами-хранителями, но другие включают их только тогда, когда ученые перемещают их в самый жаркий регион рифа. Некоторые никогда не активируют важные гены; эти колонии просто умирают. Совокупный результат - небольшая группа выживших, процветающая в небольшой лагуне с обратным течением на четверть мили в поперечнике, растущая под интенсивным солнцем и жарой.
По словам Палумби, способность справляться с более теплой водой является сочетанием акклиматизации и генетической адаптации. И возможно, что другие виды кораллов за пределами Самоа и, возможно, по всему миру смогут использовать сочетание этих подходов, чтобы выжить, когда температура поднимется, а океаны станут более кислыми.
Но такая адаптация и акклиматизация «не решат всей проблемы», говорит Палумби. В какой-то момент вода станет горячей или слишком кислой, чтобы выжить даже самым выносливым кораллам. Кораллы «все еще будут серьезно затронуты изменением климата в будущем». Но их способность выдерживать жару «вероятно, даст им больше времени», говорит он.
И люди могут использовать это время для внесения изменений, которые ограничат наихудшее из потенциальных последствий изменения климата, говорит он. «Сейчас мы находимся в положении, когда кораллы борются за кислотность и температуру, потому что [эти условия] уже изменились. Но они не настолько ужасны, что [кораллы] не могут выжить », - отмечает он. «Способность кораллов противостоять некоторым степеням потепления дает нам время, необходимое для решения проблемы» и ограничивает потенциальный ущерб от закачивания парниковых газов в атмосферу.
