Подводные дроны открывают новые возможности для глобального исследования коралловых рифов

Учёные из Подразделения морской геномики Института науки и технологий Окинавы (OIST) совместно с японской телекоммуникационной компанией NTT Communications впервые идентифицировали роды мезофотических кораллов с помощью eDNA, собранной подводными дронами.

Исследование опубликовано в журнале Royal Society Open Science. Теперь с помощью подводных роботов можно проводить крупномасштабный eDNA-мониторинг кораллов без необходимости прямых наблюдений во время научных погружений.

Мезофотические ("среднесветовые") коралловые экосистемы — это светозависимые тропические или субтропические местообитания на глубинах от 30 до 150 метров. Они уникальны, так как в них обитает больше аборигенных видов по сравнению с мелководными экосистемами. Несмотря на это, они остаются малоизученными.

Более быстрый и простой мониторинг рифов

Мезофотические экосистемы Японии отличаются одним из самых высоких в мире уровней разнообразия каменистых кораллов (Scleractinia), что делает их важными для исследований, но сложными для мониторинга из-за глубины. Традиционные методы накладывают ограничения на проведение тщательных обследований.

В октябре 2022 года профессор Нориюки Сато был привлечён к сотрудничеству компанией NTT Communications, которая предложила использовать свои подводные дроны для сбора образцов с более глубоких рифов для анализа eDNA.

Работу провели в Национальном парке Керама, известном своей прозрачной водой ("Керама блю"). Были собраны образцы морской воды объёмом 0,5 литра с 24 локаций в шести разных районах вокруг острова Дзанами, на глубинах от 20 до 80 метров.

Образцы подвергли метабаркодинговому анализу с использованием специфичных для склерактиний генетических маркеров для идентификации родов кораллов.

Результаты и перспективы

Анализ eDNA позволил успешно идентифицировать кораллы на уровне рода. Состав каменистых кораллов на рифах вокруг островов Керама различался в зависимости от местоположения и глубины.

• Род Acropora показал самые высокие соотношения на 11 участках, что указывает на его распространённость на рифах Дзанами.
• Доля eDNA Acropora была выше на мелководных рифах и верхних склонах, в то время как доля рода Porites увеличивалась на мезофотических участках.
• Acropora легко обнаруживалась на мелководье (≤15 метров), а другие роды чаще встречались на более глубоких рифах (>20 метров).

Исследование показывает, что eDNA, собранная подводными дронами, может позволить эффективно мониторить мезофотические кораллы на уровне рода.

Совместные инновации впереди

NTT Communications разработала новую версию дрона:

• Добавлен второй пробоотборник для сбора двух образцов за одно погружение.
• Длина кабеля увеличена с 150 до 300 метров.
• Аккумулятор стал сменным, что позволяет работать целый день.

Профессор Сатох совместно со специалистами по мезофотическим кораллам из Университета Рюкю тестирует усовершенствованный метод возле острова Сесоко. Его цель — революционизировать подход к обследованию кораллов: от ограниченных точек перейти к масштабным исследованиям от мелководья до глубин 60+ метров.

"Моя идеальная съёмка включала бы весь спектр кораллового рифа, от мелководья до мезофотических зон и даже песчаных глубин. Эти машины предоставляют отличный метод для проведения более широких eDNA-исследований", — сказал профессор Сатох.