Прочность скелета кораллов — ключ к восстановлению рифов

Исследователи из Университета Центральной Флориды (UCF) изучили механическую прочность скелета коралла-оленя (Acropora cervicornis), чтобы понять факторы, ограничивающие выживание коралловых рифов. Исследование, опубликованное в журнале Coral Reefs, показало, как скелет противостоит природным и антропогенным воздействиям.

Уникальная защита пористой структуры

Инженеры UCF подвергли образцы скелета нагрузкам, превышающим воздействие океанских волн. Они обнаружили, что пористая структура скелета предотвращает мгновенное разрушение при ударе. Под нагрузкой поры поглощают механическую энергию ("pop-in" эффект), временно останавливая рост трещин. Хотя эта способность известна у других видов кораллов, для коралла-оленя она продемонстрирована впервые.

"Впервые мы использовали инструменты машиностроения для детального изучения скелетов находящегося под критической угрозой исчезновения коралла, выращенного в питомнике", — говорит Джон Фаут, соавтор исследования.

Значение для восстановления рифов

Коралл-олень, названный так из-за ветвистой, похожей на оленьи рога структуры, с 1980-х годов сократил свою популяцию более чем на 97%. Результаты исследования дают базовые значения прочности, которые помогут оценить, готовы ли выращенные в питомниках кораллы к жизни в дикой природе, и подобрать для них участки с подходящими условиями.

Широкий потенциал применения

Исследование важно не только для экологии. Понимание структуры кораллового скелета может помочь в разработке заменителей костной ткани для человека.

"Наши выводы имеют большое значение для создания новых биоструктур, которые можно использовать в качестве заменителей костных трансплантатов", — отмечает Нина Орловская, соавтор работы.

Методы исследования

Помимо механических испытаний на сжатие, учёные провели:

• Спектральный анализ с помощью Рамановской микроскопии для картирования эффектов сжатия на микроуровне.
• Анализ гидродинамического поведения, который показал, что вихри вокруг колонии помогают ей захватывать пищу и осуществлять газообмен.

Экономический контекст: Коралловые рифы Флориды оказывают влияние на экономику штата более чем в $4 млрд ежегодно, создают более 70 000 рабочих мест и защищают береговую линию.

Образцы для исследования были предоставлены коралловым питомником Университета Нова Юго-Восточного.