Zdrowa rafa koralowa na wyspie Swains, Samoa Amerykańskie. NOAA / NMFS / PIFSC / CRED, Zespół Oceanografii., CC BY
Rafy koralowe są domem dla tak wielu gatunków, że często nazywa się je „lasami deszczowymi mórz”. Dziś stają w obliczu przerażającego zakresu zagrożeń, w tym ocieplenie i zakwaszenie oceanów, przełowienie i Zanieczyszczenie. Na całym świecie jest ponad jedna trzecia wszystkich gatunków koralowców zagrożone wyginięciem.
Jestem jednym z wielu naukowców studiowanie koralowców znaleźć sposoby, aby pomóc im przetrwać i wyzdrowieć. Jak pokazuje najnowszy raport National Academies of Science, Engineering and Medicine, badacze badają wiele różnych strategii. Niektóre, takie jak hodowla zarządzana w celu zwiększenia tolerancji koralowców na stres, są już opracowywane w małych skalach. Inne, takie jak poruszające się koralowce w celu kolonizacji nowych obszarów, nie zostały jeszcze przetestowane.
Moja własna praca sprawdza, czy większa różnorodność gatunków koralowców na rafach może pomóc koralom przetrwać i rozwijać się. W badaniu opublikowanym na początku tego roku mój kolega Mark Hay i znalazłem dowody na to odpowiedź brzmi tak. Odkrycie to może pomóc w opracowaniu szerszych strategii zwiększania odporności raf koralowych w zmienionych oceanach.
W naturze więcej jest lepsze
Czy ekosystemy są zdrowsze, jeśli zawierają wiele gatunków, niż skrywają tylko kilka? To kluczowe pytanie w ekologii. Ogólnie naukowcy odkryli, że ekosystemy są bardziej zróżnicowane gatunki fundamentalne - te, które definiują system i są z nim nierozłączni, takie jak drzewa w lesie - zwykle są zdrowsze i lepiej funkcjonujące.
Do niedawna nikt nie stosował tego testu do raf koralowych. Ale wiemy, że zdrowe rafy koralowe są różnorodnymi, strukturalnie złożonymi ekosystemami zdominowanymi przez koralowce. Natomiast rafy, które zostały uszkodzone przez naprężenia, takie jak zdarzenia bielenia koralowców zwykle stają się uproszczonymi, mniej różnorodnymi krajobrazami, często zdominowanymi przez wodorosty.
Do naszych badań wybraliśmy obszar rafy na południowo-zachodnim wybrzeżu głównej wyspy Fidżi, Viti Levu, na południowym Pacyfiku. Wiele raf wzdłuż tego wybrzeża zostało poważnie zdegradowanych przez przełowienie i inne działania związane z ludźmi, zmniejszając pokrycie koralowców i umożliwiając dominację wodorostów.
Istnieją setki gatunków koralowców na całym Pacyfiku, ale w mniejszych skalach znaleźliśmy zaledwie pięć gatunków lub mniej podczas wstępnych badań przeprowadzonych na zdegradowanej rafie w naszym miejscu. Ponieważ warunki te odzwierciedlają to, co dzieje się z wieloma rafami na całym świecie, uznaliśmy to za idealne miejsce do sprawdzenia, czy różnorodność koralowców ma znaczenie dla „nowej normalności”, której oczekujemy na rafach przyszłości.
Rafy koralowe zestresowane przełowieniem mogą szybko zostać zdominowane przez wodorosty. Niektóre rodzaje wodorostów wytwarzają substancje chemiczne, które odpychają larwy koralowe i rybne, co może uniemożliwić regenerację zdegradowanych raf.
Podwodne ogrody
Nasz zespół stworzył działki betonowe 48 na dnie morskim zdegradowanej rafy, która posłużyła jako baza dla eksperymentalnych ogrodów koralowych. Stworzyliśmy ogrody jednogatunkowe, z których każdy zawierał jeden z trzech gatunków koralowców - Pocillopora damicornis, powszechnie znany jako koral kalafiorowy; Porites cylindrica, znany również jako koralowiec żółty; i Acropora millepora, jeden z wielu gatunków zwanych koralowcami staghorn. Posadziliśmy także mieszane ogrody zawierające wszystkie trzy gatunki.
Wybraliśmy te koralowce, ponieważ są one wspólne dla raf na całym Pacyfiku i są reprezentatywne dla różnych rodzin koralowców, które wykazały różne reakcje na różne szkodliwe zakłócenia. W sumie każdy ogród zawierał osobniki koralowców 18, co daje w sumie koralowce 864.
A Porites cylindrica koral sadzony w naszych eksperymentalnych ogrodach. Każdy koral został osadzony w odwróconej szyjce butelki z sodą za pomocą żywicy epoksydowej, co pozwoliło nam łatwo przymocować lub usunąć je z działek ogrodowych. Cody Clements, CC BY-ND
Aby ocenić wydajność każdego koralowca w miarę jego wzrostu, musieliśmy okresowo usuwać je z ich powierzchni. Odcięliśmy więc górne części setek butelek po napojach i posadziliśmy pojedynczy koralik w szyjce każdej butelki za pomocą szpachli epoksydowej. Osadziliśmy nakrętki butelek na naszych betonowych płytach, abyśmy mogli łatwo odkręcić każdą szyjkę butelki, aby zbadać trzymany przez nią koral, a następnie przykręcić ją z powrotem do podstawy. W ciągu miesięcy 16 ważyliśmy koralowce i śledziliśmy inne mierniki ich dobrostanu, w tym śmierć tkanek i kolonizację każdego ogrodu przez szkodliwe wodorosty.
Eksperymentalne ogrody koralowe na zdegradowanej rafie na Fidżi. Ogrody z mieszanką gatunków koralowców osiągały lepsze wyniki niż ogrody zawierające tylko jeden gatunek. Cody Clements, CC BY-ND
Konsekwentnie stwierdziliśmy, że koralowce hodowane w ogrodach mieszanych gatunków osiągały lepsze wyniki niż koralowce jednogatunkowe. W ciągu czterech miesięcy wzrost koralowców w ogrodach mieszanych gatunków przekraczał nawet najlepiej działające ogrody jednogatunkowe. Sugeruje to, że różne gatunki mogą czerpać wzajemne korzyści w jeszcze nieznany sposób, przynajmniej na wczesnych etapach rozwoju społeczności koralowców.
Przykłady ogrodów koralowych jedno- i mieszanych gatunków w czasie podczas naszego miesięcznego eksperymentu 16. W ciągu czterech miesięcy ogrody różnych gatunków osiągały lepsze wyniki niż ogrody jednogatunkowe na wiele sposobów - średnio rosły szybciej niż nawet najlepiej działające ogrody jednogatunkowe (Acropora millepora). W miesiącach 16 wzrost był porównywalny między gatunkami mieszanymi i Acropora ogrody, ale łączna wydajność ogrodów z jednym gatunkiem nadal pozostawała w tyle za ich odpowiednikami z różnych gatunków. Clements and Hay, 2019, CC BY-ND
Dlaczego jest lepiej?
Kolejne pytanie dotyczy tego, co wpłynęło na zaobserwowane przez nas efekty. Mamy nadzieję zbadać szereg potencjalnych klientów w przyszłych eksperymentach. Na przykład rolnicy często to obserwują sadzenie różnorodnej mieszanki upraw pomaga ograniczyć rozprzestrzenianie się chorób zakaźnych wśród osób fizycznych. Czy to samo może dotyczyć raf koralowych?
Nasze wstępne odkrycia oferują zarówno troskę, jak i nadzieję na przyszłość raf koralowych. Jeśli różnorodność jest integralną częścią dobrobytu koralowców, to dalsza utrata gatunków może radykalnie zmienić te ekosystemy w sposób, który doprowadzi do dalszego spadku rafy. Ile części można usunąć z „silnika ekosystemu”, zanim się zepsuje?
To powiedziawszy, wiele z strategie w raporcie National Academies obejmują wykorzystanie różnorodności biologicznej - zarówno na poziomie genetycznym, jak i gatunkowym - w celu zwiększenia odporności rafy koralowej. Przykłady obejmują krzyżowanie koralowców między populacjami; zmienianie genów koralowców w celu nadania im nowych funkcji, takich jak wyższa tolerancja na ciepło; i przenoszenie odpornych na stres koralowców lub genów koralowców w nowe miejsca.
Obiecujące postępy technologiczne, takie jak mapowanie raf koralowych z powietrza, może również pomóc badaczom ocenić zdrowie koralowców i ustalić, które gatunki zawierają. Te podstawowe informacje mogą pomóc lepiej poinformować o wysiłkach związanych z zarządzaniem i przywracaniem.
Koralowce mają kłopoty, ale nie są jeszcze liczone. Być może wykorzystanie siły pozostałej różnorodności biologicznej może pomóc im dać szansę walki.
O autorze
Cody Clements, doktor habilitowany, Georgia Institute of Technology
Artykuł został opublikowany ponownie Konwersacje na licencji Creative Commons. Przeczytać oryginalny artykuł.
Powiązane książki
Klimat Adaptacja Finanse i Inwestycje w Kalifornii
Jesse M. Keenan
Ta książka służy jako przewodnik dla lokalnych samorządów i prywatnych przedsiębiorstw, które poruszają się po nieznanych wodach inwestycji w adaptację do zmian klimatu i odporność. Ta książka służy nie tylko jako przewodnik po zasobach do identyfikacji potencjalnych źródeł finansowania, ale także jako mapa drogowa dla procesów zarządzania aktywami i finansów publicznych. Podkreśla praktyczne synergie między mechanizmami finansowania, a także konflikty, które mogą powstać między różnymi interesami i strategiami. Chociaż głównym celem tej pracy jest stan Kalifornia, książka ta oferuje szerszy wgląd w to, w jaki sposób stany, samorządy i prywatne przedsiębiorstwa mogą podjąć te krytyczne pierwsze kroki w inwestowaniu w zbiorową adaptację społeczeństwa do zmian klimatu. Dostępne na Amazon
Naturalne rozwiązania w zakresie adaptacji do zmian klimatu na obszarach miejskich: powiązania między nauką, polityką i praktyką
autorzy: Nadja Kabisch, Horst Korn, Jutta Stadler, Aletta Bonn
Ta otwarta książka łączy wyniki badań i doświadczenia z nauki, polityki i praktyki, aby podkreślić i omówić znaczenie rozwiązań opartych na przyrodzie dla adaptacji do zmian klimatu na obszarach miejskich. Nacisk kładzie się na potencjał podejść opartych na przyrodzie w tworzeniu wielu korzyści dla społeczeństwa.
Eksperci przedstawiają zalecenia dotyczące tworzenia synergii między bieżącymi procesami politycznymi, programami naukowymi i praktycznym wdrażaniem zmian klimatu i środków ochrony przyrody na globalnych obszarach miejskich. Dostępne na Amazon
Krytyczne podejście do adaptacji do zmian klimatu: dyskursy, zasady i praktyki
autor: Silja Klepp, Libertad Chavez-Rodriguez
Ten zredagowany tom łączy krytyczne badania nad dyskursami, politykami i praktykami dotyczącymi adaptacji do zmian klimatu z perspektywy multidyscyplinarnej. Opierając się na przykładach z krajów takich jak Kolumbia, Meksyk, Kanada, Niemcy, Rosja, Tanzania, Indonezja i Wyspy Pacyfiku, rozdziały opisują, w jaki sposób środki dostosowawcze są interpretowane, przekształcane i wdrażane na poziomie lokalnym oraz w jaki sposób środki te zmieniają się lub zakłócają relacje władzy, pluralizm prawny i wiedza lokalna (ekologiczna). Książka jako całość rzuca wyzwanie ustalonym perspektywom adaptacji do zmian klimatu, biorąc pod uwagę kwestie różnorodności kulturowej, uzasadnienia środowiskowego i praw człowieka, a także podejścia feministyczne lub międzysektorowe. To innowacyjne podejście pozwala na analizę nowych konfiguracji wiedzy i mocy, które ewoluują w imię adaptacji do zmian klimatu. Dostępne na Amazon
Od wydawcy:
Zakupy na Amazon iść na pokrycie kosztów przynoszą InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, i ClimateImpactNews.com bez kosztów i bez reklamodawców śledzących twoje nawyki przeglądania. Nawet jeśli klikniesz link, ale nie kupisz tych wybranych produktów, wszystko, co kupisz podczas tej samej wizyty w Amazon, płaci nam niewielką prowizję. Nie ponosisz żadnych dodatkowych kosztów, więc proszę przyczynić się do wysiłku. Możesz też skorzystaj z tego linku do korzystania z Amazon w dowolnym momencie, aby pomóc wesprzeć nasze wysiłki.
