Кораллы создают зелья, которые борются с атакующими бактериями, но потепление, по-видимому, склоняет чашу весов против зелий, поскольку они борются с бактериями, распространенными при обесцвечивании кораллов, согласно новому исследованию. Сохранение рифов может дать надежду: особое зелье, собранное с рифов, защищенных от разрастания морских водорослей, оказалось более надежным.
Охраняемые тихоокеанские рифы были населены разнообразными кораллами и мерцали разноцветными рыбками, говорят исследователи, которые занимались сноркелингом у берегов Фиджи, чтобы собрать образцы для исследования. Экологи-океанологи из Технологического института Джорджии сравнили коралловые зелья с этих рифов, где рыбная ловля была запрещена, с зельями с рифов, где активно ловили рыбу, где морские водоросли затопили кораллы, потому что осталось мало рыб, которые могли бы их съесть.
Лекарственные растворы или зелья могут содержать множество химических веществ, и исследователи не анализировали их состав. Это возможный следующий шаг, но здесь исследователи просто хотели установить, обеспечивают ли зелья реальную защиту от патогенов и как потепление и чрезмерный вылов рыбы могут ослабить ее..
Сохранение имеет значение
«Я думала, что, вероятно, не увижу антибиотического эффекта от этих промываний. Я была удивлена, увидев такие сильные эффекты, и я была удивлена, увидев, что защита рифов имеет значение», - сказала первый автор исследования, Дина. Битти.
«Сейчас идет много споров о том, может ли местное управление помочь перед лицом глобальных стрессов - имеет ли значение то, что делает фиджийская деревня, когда люди в Лондоне и Лос-Анджелесе сжигают ископаемое топливо, чтобы ездить на работу», - сказал он. Марк Хэй, главный исследователь исследования, профессор Риджентс и председатель Гарри и Линды Тизли в Школе биологических наук Технологического института Джорджии.
"Наша работа показывает, что местное руководство обеспечивает определенную степень страховки от глобальных стрессов, но, вероятно, более высокие температуры делают страховку неэффективной."
Добавление тепла
Исследователи собрали три вида кораллов вместе с морской водой, окружающей каждый вид, на охраняемых рифах и на рифах с чрезмерным выловом рыбы. В своей лаборатории Технологического института Джорджии они протестировали свои решения против патогенного микроорганизма Vibrio coralliilyticus при 24 градусах Цельсия (75,2 по Фаренгейту), обычной температуре воды на Фиджи, и при 28 градусах (82,4 по Фаренгейту), что является обычным явлением во время нагревания океана..
«Мы выбрали Vibrio, потому что он обычно поражает кораллы, и он связан с обесцвечиванием кораллов в периоды потепления. Он связан с другими патогенами, вызывающими обесцвечивание, и может служить моделью для них», - сказал Хэй.
"Мы выбрали 24 C и 28 C, потому что они представляют те вариации, которые вы видите на рифах Фиджи в наши дни. Это температуры, при которых бактерии более безвредны или более вирулентны", - сказал Битти.
Данные показали, что потепление ухудшило все зелья против вибриона, а консервация помогла зелью из ключевых видов кораллов. Команда, в которую входил соавтор Ким Ричи из Университета Южной Каролины Бофорт, опубликовала свое исследование в журнале Science Advances 2 октября. Исследование финансировалось Международным центром Фогарти Национального института здравоохранения, Национальным научным фондом и Фонд Саймонса.
Глубокое погружение в эксперимент
Жижи из морских водорослей
Обветшалый внешний вид незащищенных рифов предвещал их воздействие на одно зелье, связанное с ключевыми видами кораллов.
Когда вы выплываете из непромысловой зоны в зону перелова, вы натыкаетесь на живую изгородь из морских водорослей. У вас там от 4 до 16% кораллов и от 50 до 90% водорослей. На защищенном рифе у вас менее 3% водорослей и около 60% кораллов», - сказал Хэй.
Хей занимается исследованием морской экологии более четырех десятилетий и уже видел это раньше, когда коралловые рифы отмирали ближе к дому.
«Тридцать лет назад, когда карибские рифы исчезали, я видел, что чрезмерный вылов рыбы там был большой проблемой, когда водоросли взяли верх», - сказал он, добавив, что глобальное потепление стало решающим фактором. «В Тихом океане многие рифы, которые не подвергались чрезмерному вылову рыбы, были уничтожены во время потепления. Просто слишком долго становилось слишком жарко».
Дистилляционное зелье
Зелья - это продукт деятельности кораллов и связанных с ними микробов, которые составляют биологическую команду, называемую холобионтом.
Чтобы получить зелья, ориентированные на химические эффекты, исследователи взбалтывали коралловые холобионты и океанскую воду, затем лиофилизировали и облучали полученную жидкость, чтобы уничтожить остатки жизни, которые могли усилить химическое действие. Некоторые вирусы, возможно, выдержали стерилизацию, но это ослабило бы любой их эффект, если бы он был.
Затем исследователи протестировали зелья на Vibrio.
«Защита всех растворов была скомпрометирована в той или иной степени при повышенных температурах, когда мы видим, как кораллы заболевают в океане», - сказал Хэй.
Но зелье, полученное из вида Acropora millepora, помогло защите рифов.
«Полезный эффект раствора, испытанного в лаборатории, был лучше, когда Acropora поступала из охраняемых территорий, и эта разница становилась более заметной при 28 градусах Цельсия», - сказала Битти, защитившая докторскую диссертацию. с Хэем, а сейчас работает докторантом в Калифорнийском университете в Дэвисе.
Акропора архитектура
Из трех протестированных видов зелий Acropora millepora может быть особенным.
Это часть рода - более крупной таксономической категории - включающей около 150 из примерно 600 видов рифов Тихого океана, и Acropora являются основными строителями рифовых структур. Они растут выше по мере подъема уровня моря, помогая поддерживать здоровое положение целых рифов.
"Acropora большие и ветвящиеся, образующие множество расщелин в местах обитания рыб. Эволюция многих рифовых рыб, в частности, параллельна эволюции Acropora", - сказал Хэй.
Если рыбы смогут продержаться, они могут выиграть время для Acropora, а возможно, и для коралловых рифов.
Эти исследователи были соавторами исследования: Дина Битти, Джину Валаил, Коди Клементс и Фрэнк Стюарт из Технологического института Джорджии. Исследование финансировалось Национальным институтом здравоохранения (грант 2 U19 TW007401-10), Национальным научным фондом (грант OCE 717 0929119), Фондом Саймонса (грант 346253) и Фондом Тизли.