Первый шаг к сохранению Большого Барьерного рифа — понять, что там обитает

Два скелета кораллов на фото могут выглядеть как один вид или близкородственные виды, но это обманчиво. Эти два вида разошлись десятки миллионов лет назад, вероятно, раньше, чем человеческая линия отделилась от бабуинов и макак.

Традиционно для идентификации видов и понимания их эволюционной истории учёные использовали морфологию (размер, форму, цвет). Но большинство видов были описаны в XIX веке на основе лишь особенностей скелета, видимых под микроскопом.

Морфология важна для распознавания видов, но мы не знаем, отражает ли конкретная морфологическая черта общее происхождение видов или развилась независимо.

Новое исследование проверило традиционные представления о видах кораллов и их эволюционных связях с помощью «филогеномики» — сравнения тысяч последовательностей ДНК у разных видов кораллов.

Результаты показали, что разнообразие и распространение кораллов сильно отличаются от прежних представлений. Мы до сих пор не знаем многих фундаментальных аспектов о кораллах Большого Барьерного рифа.

После трёх случаев массового обесцвечивания за пять лет, отсутствие понимания основ может привести к неожиданным последствиям наших попыток помочь кораллам пережить изменение климата.

Как мы определяем виды?

Несмотря на статус одной из самых изученных морских экосистем, о Большом Барьерном рифе остаются фундаментальные пробелы в знаниях:

• Сколько видов кораллов там обитает?
• Как их идентифицировать?
• Где они встречаются на всей огромной территории рифа?

Поиск ответов начинается с точной таксономии — науки о наименовании и классификации живых существ.

Идентификация видов по внешнему сходству кажется простой. Как сказал Дарвин, близкородственные виды часто имеют общие морфологические черты, унаследованные от общего предка.

Однако это может вводить в заблуждение, если два неродственных вида независимо приобретают схожие черты. Этот процесс, называемый конвергентной эволюцией, часто происходит, когда разные виды сталкиваются со схожими экологическими проблемами (например, дельфины и ихтиозавры).

С другой стороны, морфология может сильно варьироваться внутри одного вида (например, чихуахуа и ирландский волкодав).

Перевод таксономии кораллов в XXI век

Мы использовали молекулярную филогенетику — область, которая использует вариации в последовательностях ДНК для восстановления родословных. Этот подход революционизировал наше понимание происхождения и эволюции жизни на Земле.

Молекулярные методы изменили понимание разнообразия и эволюции кораллов, но в пределах гиперразнообразных, экологически важных групп, таких как оленьи рога (Acropora), мы всё ещё в неведении.

Наш новый метод решает это, сравнивая тысячи ключевых участков в геномах кораллов, чтобы впервые помочь идентифицировать виды в этой важной группе. Этот метод также позволит определить морфологические черты, которые действительно отражают общее происхождение, и поможет распознавать виды при погружении на рифе.

Около четверти всех видов кораллов на Большом Барьерном рифе — это оленьи рога. Они создают трёхмерную структуру, необходимую рыбам и другим обитателям рифа, подобно деревьям в лесу.

К сожалению, эти кораллы также highly susceptible к таким угрозам, как тепловое обесцвечивание и хищничество терновых венцов. Будущее рифов во многом зависит от судьбы оленьих рогов.

Риск «тихих вымираний»

Хотя мы ещё не знаем точное количество видов кораллов на рифе и их распространение, многие виды, как выясняется, имеют гораздо меньшие ареалы, чем считалось ранее.

Например, некоторые кораллы у острова Лорд-Хау являются эндемиками всего нескольких рифов в субтропической восточной Австралии и больше нигде не встречаются, даже на Большом Барьерном рифе. Они эволюционировали в изоляции и обесцвечиваются при гораздо более низких температурах, чем тропические кораллы.

Это означает, что кораллы Лорд-Хау требуют гораздо большего внимания для сохранения, чем сейчас признаётся, поскольку одно серьёзное обесцвечивание может привести к вымиранию этих видов.

Риск «тихих вымираний», когда виды исчезают незамеченными, — одна из причин создания Австралийской академией наук Десятилетнего плана по таксономии, который ставит амбициозную цель — описать все австралийские виды в ближайшие 25 лет.

Вмешательство сейчас может иметь неожиданные последствия

В апреле исследование Программы восстановления и адаптации рифа выявило 160 возможных мер для спасения Большого Барьерного рифа. Предлагаемые меры включают:

• Перемещение кораллов из тёплых вод в более прохладные.
• Внедрение генетически модифицированных термоустойчивых кораллов в дикие популяции.
• Сбор и выпуск личинок кораллов.

Что может пойти не так? Благонамеренные вмешательства могут непреднамеренно угрожать коралловым сообществам, например, через перенос болезней в пределах рифа. Классический пример непредвиденных последствий — тростниковые жабы, завезённые в 1930-х для борьбы с вредителем и теперь наносящие ущерб экосистемам Австралии.

Любое вмешательство в экологию такой сложной системы, как Большой Барьерный риф, требует предосторожного подхода, чтобы минимизировать риск непредвиденных и потенциально негативных последствий.

Сейчас необходимы гораздо большие инвестиции в фундаментальные исследования биоразнообразия. Без этой информации мы не в состоянии судить, будут ли конкретные действия угрожать устойчивости рифа или укреплять её.