Учёные нашли устойчивые к жаре коралловые рифы, способные противостоять изменению климата

Более половины мировых коралловых рифов могут исчезнуть в ближайшие 50 лет, в основном из-за повышения температуры океана. Однако учёные из Стэнфордского университета обнаружили доказательства того, что некоторые рифы адаптируются и могут пережить глобальное потепление.

«Кораллы, безусловно, находятся под угрозой из-за изменений окружающей среды, но это исследование действительно породило идею, что кораллы могут быть более устойчивыми, чем мы думали», — сказал профессор биологии Стивен Паламби.

Кораллы в опасности

Коралловые рифы образуют основу для процветающих экосистем в тропиках. Они обеспечивают пищу и дом для тысяч видов.

Кораллы существуют в симбиозе с одноклеточными водорослями — зооксантеллами. При повышении температуры водоросли испытывают стресс и перестают производить пищу, кораллы их «выплевывают». Без симбионтов рифы умирают и становятся белыми — это явление называется «обесцвечиванием кораллов».

В 2005 году в Карибском бассейне тепловая волна вызвала обесцвечивание более 50% кораллов, многие из которых до сих пор не восстановились.

Убежища здоровых рифов

Учёные обнаружили, что некоторые кораллы сопротивляются обесцвечиванию, либо изначально содержа термоустойчивые штаммы водорослей, либо заменяют чувствительные к нагреву водоросли на более устойчивые.

В 2006 году исследователи отправились на остров Офу в Американском Самоа. Рифы там оставались здоровыми, несмотря на постепенное потепление воды.

В более прохладных лагунах острова лишь немногие кораллы содержали исключительно термостойкие водоросли. Но в более горячих бассейнах доля термостойких симбионтов увеличивалась, что указывало на их замену. Эти результаты были опубликованы в журнале Marine Ecology Progress Series в марте 2009 года.

Глобальная картина

Исследователи собрали глобальные океанографические данные, включая температуру поверхности моря, и сравнили их с десятками исследований коралловых рифов по всему миру.

Результаты показали: в регионах, где годовые максимальные температуры океана превышали 84–88°F (29–31°C), кораллы избегали обесцвечивания, содержа более высокую долю термостойких симбионтов.

Большинство кораллов обесцвечиваются при повышении температуры на 1.8°F (1°C) выше долгосрочных нормальных максимумов. Но термостойкие симбионты могут позволить рифу выдержать температуру на 2.6°F (1.5°C) выше порога обесцвечивания. Этого может быть достаточно, чтобы помочь им пережить конец века, в зависимости от тяжести глобального потепления.

Согласно отчёту МГЭИК (2007 г.), средняя температура поверхности Земли к 2100 году, вероятно, повысится на 3.6–8.1°F (2–4.5°C). В этом сценарии одной лишь смены симбионта может быть недостаточно для выживания кораллов. Но с помощью других адаптивных механизмов, включая естественный отбор термоустойчивых кораллов, надежда остаётся.

«Эти выводы показывают, что, имея достаточно времени, многие кораллы могут приспособиться к более жаркой среде, принимая термостойких симбионтов. Вопрос в скорости изменения среды по сравнению со скоростью адаптации», — объяснил исследователь Том Оливер.

Термостойкие кораллы также оказались более устойчивыми к повышению кислотности океана — ещё одной угрозе для рифов. Это говорит о том, что кораллы по всему миру адаптируются как к жаре, так и к кислотности.

Будущая защита

Чтобы изучить кораллы и их симбионтов на молекулярном уровне, исследователи сотрудничают с профессором генетики Джоном Принглом. В лабораторных условиях актинии, кораллы и их водоросли подвергаются воздействию различных факторов, включая изменения температуры, кислотности и света.

Конечная цель — найти белковые биомаркеры, указывающие на признаки теплового стресса и потенциальной термостойкости. Тогда управляющие рифами могли бы брать небольшие образцы кораллов и тестировать их на наличие биомаркеров, чтобы оценить устойчивость рифа к более высоким температурам.

«С помощью этого инструмента менеджеры могли бы выявлять популяции, более устойчивые к изменению климата, и, возможно, уделять приоритетное внимание их защите от других угроз, таких как рыболовство и сток [сельскохозяйственных удобрений]», — сказал Оливер.

«Хотя мы делаем с планетой то, чего никогда раньше не делали, трудно представить, что у этих кораллов, существующих четверть миллиарда лет, осталось всего 50 лет. И часть нашей работы может заключаться в том, чтобы выяснить, где живут более устойчивые, и защитить эти места», — сказал Паламби.