W miarę jak oceany stają się cieplejsze i bardziej kwaśne, naukowcy opracowują nowe strategie ratowania „morskich lasów deszczowych”.
Rafy koralowe należą do najpiękniejszych ekosystemów na Ziemi – „wysadzany klejnotami pas wokół środka planety” – jak twierdzi oceanograf Sylvia Earle. Są także niezwykle cenne. Rafy zajmują mniej niż jedną dziesiątą 1 procent dna oceanu, ale żyją tam ponad 800 gatunków koralowców i 4,000 gatunków ryb. Są tarliskami, przybrzeżnymi buforami przed sztormami i lukratywnymi atrakcjami turystycznymi. Według niektóre szacunkiświadczone przez nie usługi są warte aż 30 miliardów dolarów rocznie.
Jednakże ze szkodą dla tych korzyści od lat 1970. XX wieku stan raf koralowych ulega degradacji pod wpływem kaskady wpływów człowieka. Przełowienie niszczy ich złożone społeczności składające się z dużych drapieżników, mniejszych gatunków ofiar i „pasących się”, takich jak papugoryby i jeżowce, które oczyszczają duże glony z koralowców. Pogłębianie na rzecz rozwoju wybrzeża powoduje zamglenie wody osadami, blokując światło słoneczne i wyczerpując tlen. Masywne zakwity glonów, żywionych substancjami odżywczymi zawartymi w ściekach z gospodarstw rolnych i ściekach, duszą koralowce. Patogeny, prawdopodobnie przenoszone przez żeglugę światową, zabijają koralowce i jeżowce.
Obecnie rosnące stężenie dwutlenku węgla w atmosferze powoduje ocieplenie wód oceanicznych i czyni je bardziej kwaśnymi. Ciepła woda powoduje epizody blaknięcia, podczas których polipy koralowców wydalają mikroskopijne algi żyjące w ich tkankach i odżywiają je. Glony nadają kolor koralowcom, dzięki czemu rafy stają się białe. Koralowce mogą się zregenerować, ale proces ten jest stresujący i może je zabić. Zakwaszenie, które występuje, gdy woda morska pochłania CO2 z atmosfery, zmniejsza ilość węglanów dostępnych dla koralowców do budowy szkieletów, przez co rafy rosną wolniej i stają się słabsze.
„Próbujemy przeciwstawić się przekazowi, że wszystkie koralowce są skazane na zagładę”. — Ruth Gates
Ale specjaliści od raf nie poddają się. Niektórzy identyfikują cechy, które pomagają niektórym koralowcom tolerować ocieplenie i zakwaszenie. Inne warunkują rozwój koralowców w zmienionych oceanach, podobnie jak sportowcy trenują do rywalizacji na dużych wysokościach lub w trudnych warunkach pogodowych.
„Próbujemy przeciwstawić się przekazowi, że wszystkie koralowce są skazane na zagładę” – mówi Ruth Gates, profesor naukowy w Instytucie Biologii Morza Uniwersytetu Hawajskiego. „Koralowce ewoluują na Ziemi od milionów lat i przetrwały nie bez powodu”.
Zwiększanie odporności
Niektórzy eksperci twierdzą, że ociepleniu i zakwaszeniu poświęca się zbyt wiele uwagi, a lokalne stresy są pilniejsze.
„Zmiany klimatu to tylko połowa historii” – mówi Jeremy Jackson, były dyrektor Centrum Różnorodności Biologicznej i Ochrony Morza w Kalifornijskim Instytucie Oceanografii Scripps. Jackson był głównym redaktorem raportu opublikowane w lipcu przez Globalną Sieć Monitorowania Raf Koralowych które wykazały duże różnice w tempie zanikania raf na Karaibach od lat 1970. XX wieku.
Chociaż od 50 r. liczba koralowców w całym regionie spadła o ponad 1970 procent, kraje, które ograniczyły rybołówstwo, rozwój wybrzeża i turystykę, takie jak Bermudy, poniosły znacznie mniejsze straty w porównaniu z tymi, które nie wprowadziły podobnych kontroli, jak na przykład Jamajka. Zdrowe rafy łatwiej znoszą huragany i blaknięcie niż te, które uległy już degradacji w wyniku przełowienia i zanieczyszczenia wody.
„Jak na ironię Stany Zjednoczone wydają mnóstwo pieniędzy na monitorowanie raf koralowych, ale niewiele robią, aby je chronić” – mówi Jackson. „Wygląda na to, że nasza strategia polega na obserwowaniu ich aż do śmierci”.
Pod koniec sierpnia amerykańska Narodowa Administracja Oceanograficzna i Atmosferyczna zrobiła pierwszy krok w kierunku zmiany tego stanu rzeczy: listę 20 gatunków koralowców jako zagrożonych na mocy ustawy o gatunkach zagrożonych. Umieszczenie na liście oznacza, że inne agencje federalne będą musiały skonsultować się z NOAA przed finansowaniem lub zezwoleniem na działania, które miałyby wpływ na te koralowce, takie jak projekty energetyczne, pozwolenia na odprowadzanie zanieczyszczeń, pogłębianie, ruch łodzi lub działania wojskowe. NOAA będzie współpracować ze stanami i społecznościami, aby chronić koralowce poprzez strategie takie jak zmniejszanie zanieczyszczeń na lądzie i przesadzanie koralowców hodowanych w laboratoriach w celu ponownego zasiedlenia zdegradowanych raf.
Faworyzowanie ocalałych
Aby przeciwdziałać ociepleniu i zakwaszeniu, naukowcy pracują nad zrozumieniem, dlaczego niektóre korale łatwiej niż inne regenerują się po stresach. Odpowiedź leży w pewnej kombinacji genetyki koralowców i ich związku z mikroalgami, które żyją w ich tkankach i dostarczają im pożywienia.
W studium opublikowane w Global Change Biology w lipcu badacze pod kierownictwem biogeochemika z Ohio State University, Andréi Grottoli, poddali zdrowe koralowce z dziewięciu meksykańskich raf dwóm epizodom blaknięcia w odstępie roku. W procesie tym symulowano warunki, które według aktualnych prognoz mogą wystąpić na Karaibach już w 2030 r.
Niektóre z ich ustaleń były zaskakujące. Poryty astreoides, wznoszący się żółty koralowiec, którego liczebność rośnie w niektórych częściach Karaibów, został umiarkowanie dotknięty pierwszym bieleniem, ale nie powrócił w pełni do zdrowia po drugim. Inne typy wykazywały większą zdolność do regeneracji po wielokrotnym wybielaniu.
„Chciałbym ponownie przemyśleć sposób, w jaki definiujemy rafy, które warto chronić”. — Andréa Grottoli „Liczyła się wielkość rezerw energetycznych koralowców, zwłaszcza zmagazynowanych lipidów” – wyjaśnia Grottoli. „Kiedy głodujemy, nasze ciała metabolizują tłuszcz, a inne żywe istoty robią to samo”. Wysokie rezerwy tłuszczu pomogły koralowcom przetrwać do czasu, aż mogły pozyskać nowe symbiotyczne glony. Badanie wykazało również, że koralowce zdolne do współpracy z wieloma gatunkami glonów szybciej się regenerowały.
Grottoli twierdzi, że takie odkrycia można wykorzystać do określenia morskich obszarów chronionych w strefach, w których warunki sprzyjają odpornym gatunkom koralowców. „Chciałabym ponownie przemyśleć sposób, w jaki definiujemy rafy warte ochrony” – mówi. „Musisz wiedzieć, jak zachowują się gatunki koralowców i jak reagują na stres, aby przewidzieć, czy przetrwają”.
Superkorale
Na Uniwersytecie Hawajskim Gates pracuje również nad identyfikacją koralowców, które są w stanie wytrzymać stres klimatyczny. W październiku 2013 roku ona i Madeleine van Oppen, starszy pracownik naukowy w Australijskim Instytucie Nauk o Morzu, wygrał konkurs sponsorowany przez Fundację Rodziny Paula G. Allena w ramach którego szukano strategii rozwiązania problemu zakwaszenia oceanów. Gates i van Oppen planują wyhodować koralowce wysoce odporne na stres klimatyczny i wykorzystać je do ponownej kolonizacji kilku miejsc, w tym martwej rafy na Hawajach i betonowej sztucznej rafy.
Aby opracować te superkoralowce, używają trzech narzędzi. Pierwszą z nich jest epigenetyka — zmiany w funkcji genów, które zachodzą, gdy pewne części kodu genetycznego organizmu są włączane lub wyłączane w odpowiedzi na sygnały środowiskowe. „Wprowadzamy do laboratorium koralowce, o których już wiemy, że są wytrzymałe i poddajemy je warunkom, które mogą napotkać w zmienionych oceanach: zwiększamy temperaturę wody lub obniżamy jej pH, a następnie przywracamy ją do punktu początkowego, czasami w połączenie” – mówi Gates. „Ćwiczenia mogą uruchomić szybko adaptacyjne ścieżki epigenetyczne, które zachęcają najlepszych zawodników do osiągania najlepszych wyników”.
Po drugie, badacze modyfikują symbiotyczne pary koralowców z mikroalgami. „Niektóre symbionty są zawsze kojarzone z bardzo wytrzymałymi koralowcami, więc sprawdzamy, czy uda nam się wprowadzić je do koralowców, których symbionty są podobne. Symbionty są źródłem pożywienia dla koralowców, a te wytrzymałe są wyjątkowo dobrymi fabrykami żywności” – mówi Gates. Trzecie narzędzie polega na selektywnej hodowli odpornych koralowców i zamrażaniu ich plemników, co pozwoli na uzyskanie biobankowania odporności.
Niektóre relacje mówią, że Gates i van Oppen tworzą „rafy designerskie”, ale Gates się z tym nie zgadza.
„Rafy koralowe zmieniają się szybciej, niż koralowce są w stanie odnaleźć się nawzajem i przystosować się w sposób naturalny. To problem czasu. W ten sposób zwiększamy zdolność jednostek do spotykania się i rozmnażania” – mówi. „Prawdopodobnie zdarzyłoby się to naturalnie w łagodnych warunkach, ale w miarę wymierania koralowców połączenia ulegają zerwaniu, a plemniki i komórki jajowe nie spotykają się tak łatwo. Możemy obserwować, jak problem się pogłębia, lub zaproponować coś, co będzie miało znaczenie”.
Pomysł jest w pewnym sensie analogiczny do wspomagana migracja zwierząt i roślin na lądzie. W obu przypadkach zmiana klimatu zmienia ekosystemy szybciej, niż organizmy mogą ewoluować. Ostatecznym rozwiązaniem jest ograniczenie emisji gazów cieplarnianych, ale na krótką metę pomoc gatunkom w adaptacji może złagodzić szkody.
Artykuł pierwotnie pojawił się na Ensia
O autorze
Jennifer Weeks jest niezależną dziennikarką z Massachusetts, która pisze o środowisku, nauce i zdrowiu. Jej opowiadania ukazały się m.in Discover, Slate, The Boston Globe Magazine, The Daily Climate i wiele innych publikacji. Wcześniej pracowała jako pracownik Kongresu, lobbysta i analityk polityki publicznej.
Zalecana książka:
Świat jest niebieski: jak nasz los i ocean są jednym
autor: Sylvia Earle.
Książka ta wpisuje się w ambitną inicjatywę Ocean Geographic, organizowaną przez National Geographic na 5, a która koncentruje się na przełowieniu, została napisana w dostępnym, ale twardym głosie National Geographic Explorer-in-Residence Sylvia Earle. Poprzez fascynujące osobiste historie stawia obecne i przyszłe niebezpieczeństwo oceanu oraz życie, które popiera w perspektywie dla szerokiej publiczności.
Kliknij tutaj, aby uzyskać więcej informacji i / lub zamówić tę książkę na Amazon.
