Долговременное исследование видов гавайских кораллов дает удивительно оптимистичный взгляд на то, как они могут выжить в более теплых и более кислых океанах в результате изменения климата.
Исследователи обнаружили, что три исследованных вида кораллов действительно испытали значительную гибель в условиях, смоделированных для приблизительной температуры океана и ожидаемой кислотности в будущем - примерно половина некоторых видов погибла.
Но тот факт, что ни один из них полностью не вымер, а некоторые действительно процветали к концу исследования, дает надежду на будущее кораллов, сказал Роуэн Маклахлан, который руководил исследованием в качестве докторанта на Земле. наук в Университете штата Огайо.
«Мы обнаружили удивительно положительные результаты в нашем исследовании. Мы не получаем многого в области исследования кораллов, когда речь идет о последствиях потепления океанов», - сказал Маклахлан, который сейчас является научным сотрудником с докторской степенью. Университет штата Орегон.
Хотя результаты оптимистичны, они также более реалистичны, чем предыдущие исследования, говорит старший автор исследования Андреа Гроттоли, выдающийся профессор наук о Земле в штате Огайо.
Исследование длилось 22 месяца, что намного дольше, чем большинство аналогичных исследований, которые часто охватывают от нескольких дней до пяти месяцев, сказал Гроттоли.
«Есть аспекты биологии кораллов, которые требуют много времени для адаптации. Когда они сталкиваются со стрессорами, может произойти спад, но по прошествии достаточного времени кораллы могут перекалиброваться и вернуться в нормальное состояние», - сказал Гроттоли.
"Исследование, которое длится пять месяцев, показывает только часть ответной дуги."
Исследование было опубликовано сегодня (10 марта 2022 г.) в журнале Scientific Reports.
Повышение уровня углекислого газа в атмосфере привело к потеплению океанов, и около четверти углекислого газа в воздухе растворяется в океане, делая его более кислым. По словам Гроттоли, и растущая кислотность, и температура угрожают кораллам.
В этом исследовании исследователи собрали образцы трех наиболее распространенных видов кораллов на Гавайях: Montipora capitata, Porites Compressa и Porites lobata.
Образцы были помещены в резервуары с четырьмя различными условиями: контрольный резервуар с текущими условиями океана; состояние закисления океана (-0,2 единицы рН); условие потепления океана (+2 градуса по Цельсию); и состояние, сочетающее потепление и закисление.
Результаты показали, что потепление океанов повредит видам кораллов: 61% кораллов, подвергшихся воздействию потепления, выжили, по сравнению с 92%, подвергшимися воздействию текущих температур океана.
Два вида Porites оказались более устойчивыми, чем M. capitata, в комбинированных условиях потепления и подкисления. В ходе исследования показатели выживаемости составили 71 % для P. Compressa, 56 % для P. lobata и 46 % для M. capitata.
«Кораллы, которые выжили, особенно виды Porites, хорошо справлялись и даже процветали», - сказал Маклахлан. «Они смогли адаптироваться к температуре и кислотности выше среднего». Например, выжившие пориты смогли сохранить нормальный рост и обмен веществ.
Гроттоли сказал, что M. capitata может жить лучше в реальном мире, чем в этом исследовании. Этот вид в значительной степени полагается на зоопланктон как на источник пищи, когда находится в состоянии стресса, и, возможно, в условиях исследования у него было не так много пищи, как в океане..
«Возможно, в этом исследовании мы недооценили их способность к устойчивости. Она может быть выше на рифах», - сказал Гроттоли.
Однако в большинстве случаев это исследование показало лучшие результаты, чем большинство других, в создании условий реальной жизни, говорят исследователи.
Кораллы были помещены во внешние резервуары, имитирующие океанские рифы, включая песок, камни, морские звезды, ежей, крабов и рыб. Эти резервуары также допускали естественную изменчивость температуры и уровня pH в течение дня и в зависимости от времени года, как кораллы в океане.
«Когда вы пытаетесь предсказать долгосрочные последствия изменения климата, важно имитировать реальные условия, и наше исследование делает это», - сказал Гроттоли.
"Мы уверены, что это делает наши выводы очень надежными."
Выводы, касающиеся двух видов Porites, могут дать особую надежду кораллам по всему миру. Пориты являются частью рода кораллов, который распространен во всем мире и играет ключевую роль в строительстве рифов, поэтому их устойчивость в этом исследовании является хорошим знаком, сказал Гроттоли.
Хотя это исследование дает основания для оптимизма, это не означает, что кораллам не угрожает изменение климата.
«Мы не знаем, как поведут себя кораллы, если изменения температуры и кислотности будут более резкими, чем мы использовали в этом исследовании», - сказал Маклахлан. «Наши результаты вселяют некоторую надежду, но 50-процентная смертность, которую мы наблюдали у некоторых видов в этом исследовании, - это немало».
В исследовании также не учитывались местные факторы стресса, такие как загрязнение и чрезмерный вылов рыбы, которые могут оказать дополнительное негативное воздействие на кораллы в некоторых районах, по словам Гроттоли.
Другими соавторами были Джеймс Прайс, Агусти Муньос?Гарсия и Ной Вайследер из штата Огайо; Стивен Левас из Университета Висконсин-Уитуотер; и Кристофер Джури и Роберт Тунен из Гавайского университета в Миноа.
Около 30 студентов бакалавриата штата Огайо также работали над исследованием, некоторые из них участвовали в программе второго года обучения в штате Огайо.
Финансирование исследования было предоставлено Гроттоли из Национального научного фонда и Фонда Г. В. Гувера, а Юрию и Тунену - из Национального научного фонда.