Как губки разрушают коралловые рифы изнутри

Коралловые рифы разрушаются изнутри биоразрушающими губками. Ища укрытие от хищников, эти губки протачивают туннели в карбонатных структурах кораллов, ослабляя рифы. Учёные из Королевского NIOZ Нидерландского института морских исследований выяснили, как губки выедают и захватывают скелеты рифов. Это открытие, опубликованное в Scientific Reports 24 января, помогает объяснить, почему губки разрушают рифы быстрее по мере роста уровня атмосферного CO₂.

Своими трёхмерными структурами коралловые рифы создают строительные блоки экосистемы, являются горячими точками биоразнообразия и обеспечивают естественную защиту побережья от волн. Во всём мире коралловые рифы находятся под давлением последствий изменения климата, таких как закисление океана.

Почему и как губки разрушают рифы?

Поражённый риф может выглядеть целым снаружи, в то время как внутри он напоминает комплекс шахт с галереями и полостями, полностью заполненными тканью губки.

Биоразрушающие губки протачивают коралловые скелеты не для питания карбонатом кальция, а чтобы защитить собственную ткань от хищников, скрываясь в твёрдой структуре. Для создания туннелей они используют комбинацию химических и механических методов:

1. Сначала губка выкачивает подкислённую жидкость на коралл, чтобы растворить и отколоть кусочки карбоната кальция.
2. Затем она удаляет осколки из выемки, сокращая свою ткань, напоминающую гладкую мышечную ткань.

Губки постоянно фильтруют огромные объёмы воды для питания и дыхания. Они всасывают воду, забирают все частицы пищи, а затем выталкивают отфильтрованную воду. Осколки рифа выбрасываются тем же путём через эти фильтрующие каналы и выходят из губки через оскулум.

Как закисление океана помогает губкам?

Из предыдущих исследований было известно, что биоэрозия усиливается при более высоком уровне CO₂, но причина была неясна. Биоразрушающие губки изменяют химический состав воды на границе растворения, перекачивая протоны из окружающей морской воды к этой границе. Это делает поверхность скелета более кислой, что способствует его растворению. Если в морской воде растворено больше CO₂, концентрация протонов повышается, и губке просто придётся тратить меньше энергии на снижение pH на границе раздела губка/коралл.

Граница раздела губка-коралл чрезвычайно трудна для локализации и наблюдения, так как окружена слоями кораллового скелета. Исследователи объединили ряд методов, чтобы открыть границу раздела губка-карбонат. Они выращивали губки на небольших кусочках минералов кальцита и манипулировали ими для прямого наблюдения за границей раздела. Наблюдение проводилось с помощью флуоресцентной микроскопии, визуализируя pH (кислотность) и то, как он контролируется губкой.

Эти губки широко распространены на рифах Карибского бассейна (Кюрасао, банка Саба, Флорида-Кис), а также на Большом Барьерном рифе. С учётом закисления океана открытия о губках позволяют делать более точные прогнозы будущего состояния коралловых рифов.