Кристаллы скелета кораллов фиксируют закисление океана
Закисление океанов записывается в кристаллах коралловых скелетов. Это новый инструмент для изучения прошлых изменений окружающей среды и борьбы с изменением климата. Таков главный вывод исследования под руководством испанского учёного Исмаэля Коронадо Вилы из Института палеобиологии в Варшаве (Польша).
Коралловые скелеты состоят из (микрометрических) кристаллов арагонита — разновидности карбоната кальция. Их функция в скелетах разнообразна: это опора, позволяющая расти, защита от хищников, а иногда и помощь в подъёме со дна океана для доступа к свету, поскольку некоторые кораллы живут с симбиотическими водорослями внутри, которые обеспечивают их питательными веществами.
Исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, впервые показывает взаимосвязь между физиологическими изменениями у кораллов, живущих в закисленном океане, и изменениями в организации их скелета на атомном или кристаллографическом уровне.
«Наше исследование показало, что рифообразующий коралл Stylophora pistillata фиксирует тонкие изменения в своём скелете при разном pH морской воды», — говорит Исмаэль Коронадо Вила, который руководит работой вместе с Ярославом Столярски.
Таким образом, скелеты кораллов, сформированные в условиях закисления океана (низкий pH), претерпевают систематические изменения в расположении скелетных кристаллов и физиологические изменения самого коралла. «Например, в кислых условиях наблюдается большее включение органического матрикса в скелет», — добавляет эксперт.
Для проведения этого исследования учёные инкубировали колонии кораллов в аквариумах в течение 14 месяцев в Межуниверситетском институте морских наук в Эйлате (Израиль), а затем изучали их в испанских лабораториях Мадридского университета Комплутенсе и Высшего совета по научным исследованиям (CSIC), среди прочих.
«Кислотные условия экспериментов моделировали весь спектр — от текущего pH в Красном море, где обитает Stylophora, до наихудших сценариев, прогнозируемых для конца XXI века в наших океанах», — продолжает Коронадо Вила.
Отслеживание истории закисления морей
Накопление кораллов на морском дне формирует рифы. Хотя они занимают всего 0,2% поверхности Земли, рифы являются одной из горячих точек биоразнообразия планеты, как и тропические леса. От них зависят многие другие виды организмов.
Изученный коралл Stylophora pistillata — один из наиболее изученных кораллов в мире, и его родословная насчитывает миллионы лет. «Что делает его хорошим кандидатом для изучения этих процессов в ископаемой летописи, например, начиная с кайнозоя (66 миллионов лет назад)», — утверждает учёный.
Эти результаты нельзя экстраполировать на все кораллы мира, так как известно, что не все они одинаково реагируют на изменение климата. Для исследователя «это первое приближение к пониманию того, как эти процессы влияют на кораллы такого типа: тропические рифообразующие кораллы».
Однако знание о том, где и когда в геологическом прошлом происходили эпизоды закисления океана и как они повлияли на морскую флору и фауну (особенно рифы), а следовательно, и на наземную, поможет предсказать последствия процесса, который переживают наши океаны в ближайшем будущем.
«Глобальное потепление уже влияет на наши рифы и наносит им ущерб, что вредит не только нашей биосфере, но и экономике; 25% морских рыб зависят от них, и происходящие потери могут быть невосполнимыми», — предупреждает Коронадо Вила.