Удушающие моря: Низкий уровень кислорода становится третьей главной угрозой для тропических коралловых рифов

Исследования коралловых рифов традиционно фокусировались на двух главных угрозах, вызванных рекордными выбросами парниковых газов: потеплении и закислении океана. Однако существует и третье, реже обсуждаемое последствие — деоксигенация (снижение содержания кислорода).

Глобально содержание кислорода в океане падает, так как нагретая вода удерживает его меньше. В теплых прибрежных водах, где растут тропические рифы, краткосрочные события гипоксии (внезапное падение уровня растворенного кислорода), часто вызванные стоком химических загрязнителей (например, удобрений), могут убить целые коралловые сообщества за дни.

Кораллы — животные, они дышат, потребляя кислород из воды для метаболизма. Уровень кислорода на рифах естественно колеблется в суточном цикле, достигая пика около полудня и снижаясь ночью, когда фотосинтез прекращается, а дыхание продолжается. Когда кислород падает ниже естественного диапазона, кораллы испытывают стресс, что может привести к гибели.

Незаметные признаки

В рамках исследовательского проекта под руководством Эндрю Альтьери (Университет Флориды), Мэгги Джонсон и Валери Пол (Смитсоновский институт) было проведено моделирование в 24 климатических резервуарах на Смитсоновской морской станции во Флориде. Уровни деоксигенации варьировались от нормальных до экстремальных, наблюдавшихся у побережья Панамы.

Реакция видов оказалась разной:

• Карибский коралл-олень (Acropora cervicornis) погибал в течение нескольких дней при сильной деоксигенации.
• Важный рифообразующий вид, горный звездчатый коралл (Orbicella faveolata), выживал.

Исследование выживших кораллов показало, что стресс от гипоксии может быть невидим. Даже после двух недель в условиях низкого кислорода у некоторых кораллов не было признаков обесцвечивания. Однако детальные измерения выявили нарушение метаболизма, что потенциально тормозит рост и способность строить риф. Поскольку оценка здоровья кораллов в полевых условиях в основном визуальная, этот стрессовый ответ может оставаться незамеченным.

Уязвимость молодых кораллов

Эксперименты по влиянию деоксигенации на размножение показали:

• Выживаемость личинок и их оседание на субстрат при низком кислороде значимо не страдали.
• Критическая фаза наступала после оседания, на стадии первичного полипа. Эти молодые кораллы еще не имеют симбиотических водорослей для фотосинтеза и полностью зависят от дыхания. Без достаточного кислорода они не могут нормально дышать и начинают гибнуть. Это особенно опасно, так как молодые кораллы часто оседают в расщелинах рифа, где циркуляция воды и уровень кислорода ниже.

Сохранение рифов в условиях нехватки кислорода

Это исследование помогает понять потребности кораллов в кислороде и выделяет ранее упускаемую угрозу. Даже выжившие кораллы демонстрируют ослабленный метаболизм, что затрудняет восстановление рифов.

Следующим шагом станут полевые измерения метаболизма кораллов на барьерном рифе Флориды в периоды прогнозируемого падения уровня кислорода летом.

Данные по растворенному кислороду не всегда собираются при мониторинге рифов, даже во время обесцвечивания. Углубление климатического кризиса делает такой мониторинг в тропических прибрежных водах и дальнейшее изучение видовых реакций на гипоксию императивом для разработки целенаправленных стратегий сохранения.