В исследовании использовался необычный химический состав морской воды, обнаруженный в естественных условиях на участках вдоль Карибского побережья полуострова Юкатан в Мексике, где вода, выходящая из подводных источников, имеет более низкий pH, чем окружающая морская вода, из-за пониженной доступности ионов карбоната, необходимых кораллам для образования карбоната кальция. скелеты.
В ходе двухлетнего полевого эксперимента международная группа исследователей пересадила генетически идентичные фрагменты трех видов кораллов на участок, пораженный источниками, и на соседний контрольный участок, не подверженный влиянию источников, а затем наблюдала за выживаемостью, скоростью роста и т. Д. и другие физиологические особенности трансплантатов. Они сообщили о своих выводах в статье, опубликованной 26 июня в Proceedings of the Royal Society B.
«Хорошая новость заключается в том, что кораллы могут выжить и откладывать карбонат кальция, но плотность их скелетов уменьшается, а это означает, что каркас рифа будет менее прочным и может быть более восприимчивым к повреждению штормом и биоэрозии», – сказала Адина Пайтан. профессор-исследователь Института морских наук UCSC и автор статьи.
Из трех протестированных видов одним из наиболее эффективных в условиях низкого pH была Siderastrea siderea, широко известная как массивный звездчатый коралл, медленнорастущий вид, который образует большие куполообразные структуры. Другой медленнорастущий куполообразный вид, Porites astreoides (коралл горчичного холма), показал почти такие же результаты, хотя его выживаемость была на 20 процентов ниже. Оба этих вида превосходили быстрорастущие ветвящиеся кораллы Porites porites (пальчиковые кораллы).
Соавтор Дональд Поттс, профессор экологии и эволюционной биологии Калифорнийского университета в Санта-Крус, сказал, что все пересаженные виды широко распространены по всему Карибскому региону. «Медленнорастущие куполообразные кораллы, как правило, более терпимы к экстремальным условиям, и они важны для создания постоянной структуры рифа», – сказал он. «Мы обнаружили, что они могут сохраняться в подкисленных условиях."
Однако кораллам придется справиться не только с закислением океана. Повышение уровня углекислого газа в атмосфере также приводит к изменению климата, что приводит к повышению температуры океана и повышению уровня моря. Необычно высокие температуры могут нарушить симбиоз коралловых полипов и обитающих в них водорослей, что приведет к обесцвечиванию кораллов. А быстро поднимающийся уровень моря может оставить медленнорастущие кораллы на глубинах, где они погибнут от недостатка солнечного света.
Тем не менее, Поттс отметил, что несколько видов карибских кораллов имеют давние записи окаменелостей, свидетельствующие о том, что они сохранились благодаря значительным изменениям в истории Земли. «Это виды с историей выживания и терпимости», – сказал он.
Он добавил, что как S. Siderea и P. astreoides имели более высокие концентрации хлорофилла на участке с низким pH, что указывает на то, что их водорослевые симбионты реагировали положительно и потенциально увеличивали энергетические ресурсы, доступные кораллам для сопротивления стрессу.
По словам Поттса, оба медленнорастущих вида, которые хорошо себя чувствуют в кислых условиях, имеют внутреннее оплодотворение и вынашивают личинок, так что их потомство может сразу же поселиться в одной и той же местности. «Это означает, что существует потенциал для местной генетической адаптации последующих поколений к изменяющимся условиям окружающей среды», – сказал он.
Авторы также отметили, что различия между видами кораллов в выживаемости и кальцификации в кислых условиях могут быть полезной информацией для усилий по восстановлению рифов и, возможно, даже для усилий по генетической модификации кораллов, чтобы придать им большую устойчивость к стрессу.
Пэйтан сказала, что сохраняет «осторожный оптимизм», несмотря на множество угроз, с которыми сталкиваются коралловые рифы во всем мире.
«Эти кораллы более крепкие, чем мы думали», – сказала она. "У них есть потенциал, чтобы противостоять закислению океана, но им требуется энергия, чтобы справиться с этим, поэтому мы должны делать все возможное, чтобы уменьшить другие факторы стресса, такие как загрязнение питательными веществами и осаждение."
Пэйтан и Поттс заявили, что сотрудничество с мексиканскими исследователями имело важное значение для успеха проекта, что позволило проводить частый мониторинг пересаженных кораллов на протяжении двухлетнего эксперимента.