Кораллы очаровывают как любителей, так и экспертов: маленькие полипы, которые извлекают карбонат кальция из морской воды и используют его для построения своих сложных скелетов. Но изменение климата с повышением температуры воды и повышением кислотности океана меняет условия жизни кораллов с беспрецедентной скоростью. Смогут ли они идти в ногу с этими изменениями и адаптироваться - вопрос открытый. Теперь исследователи из Центра океанических исследований имени Гельмгольца GEOMAR в Киле и Калифорнийского университета представили новую информацию в исследовании, опубликованном сегодня в международном журнале Nature Communications. Для этого исследования, которое финансировалось совместно Австрийским научным фондом FWF (Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung) и NSF США, ученые исследовали реакцию каменистых кораллов Porites astreoides на низкий уровень pH и высокое содержание растворенного углерода в их естественной среде. среда.
За миллионы лет своей эволюции кораллы испытали и пережили серьезные изменения окружающей среды. Подобно годичным кольцам деревьев, их скелеты представляют собой экологический архив, который позволяет исследователям проникнуть в прошлое. По малейшим различиям в химическом составе скелетов кораллов можно сделать выводы о прежних условиях среды. Однако многие детали контроля и регуляции процессов формирования скелета кораллов до сих пор неизвестны.
Чтобы узнать больше об этих процессах, исследователи использовали природную лабораторию у восточного побережья Мексики. Там грунтовые воды просачиваются из почти круглых отверстий на морском дне, так называемых охос. Вода ранее растворяла карбонат кальция из горных пород полуострова Юкатан, а также большое количество углекислого газа в результате дыхания почвы. Она более кислая, чем обычная морская вода, но содержит больше растворенного углерода и поэтому напоминает морскую воду далекого будущего.
Несмотря на эти неблагоприятные условия, на этих островах поселился твердый коралл Porites astreoides. Однако кораллы там растут медленнее, чем аналогичные виды за пределами охоса. «В отличие от кораллов, которые подвергаются воздействию такой кислой среды в лабораторных экспериментах всего от нескольких недель до месяцев, кораллы, которые мы взяли, живут в таких условиях на протяжении всей своей жизни», - говорит профессор доктор Адина Пейтан из Калифорнийского университета Санта-Клауса. Круз, соавтор исследования.
Для исследования были взяты образцы кораллов, обитающих на разном расстоянии от охос. Таким образом, исследователи смогли изучить кораллы одного и того же вида с разной степенью изменения состава морской воды.
Из более ранних исследований известно, что соотношение изотопов бора и углерода в скелетах кораллов дает информацию о химических свойствах кальцифицирующей жидкости во время формирования скелета. «Киль - одно из немногих мест, где у нас есть необходимая аналитика для одновременного измерения этих параметров с высоким разрешением, - объясняет д-р Ян Фицке, физик GEOMAR и соавтор исследования. - Таким образом, мы можем для измерения двух важных параметров кальцификации кораллов».
Исследования показали практически постоянный химический состав всех образцов. «Из этого мы можем сделать вывод, что каждый полип создает кальцифицирующую жидкость, которая в значительной степени не зависит от окружающих его условий морской воды, - объясняет морской биолог GEOMAR доктор Марлен Уолл, первый автор исследования, - но даже небольшие изменения в этих двух параметрах изученное может оказывать влияние на кальцификацию». Модельные расчеты роста кораллов, основанные на этих химических данных, напоминали снижение роста, измеренное в полевых условиях, что подчеркивает их важность для облегчения роста. В среде с более низким pH кораллы в ojos должны приложить больше усилий, чтобы поднять свой pH до наблюдаемого уровня. Этот процесс, вероятно, будет стоить им больше энергии.
Поскольку кораллы должны распределять свои запасы энергии по многим важным функциям, таким как добыча пищи, пищеварение, размножение или защита от болезней, они растут медленнее. Однако другие факторы, такие как концентрация кальция в кальцифицирующей жидкости или роль коралловых симбионтов, открывают возможности для дальнейших исследований. «Исследование также показало, что нам еще предстоит пройти долгий путь, прежде чем мы поймем все взаимодействия между изменениями в морской воде и ростом кораллов», - резюмирует доктор Уолл.