Коралловые рифы являются одной из самых разнообразных и продуктивных экосистем на нашей планете. Но из-за изменения климата и других факторов человеческого стресса рифообразующие кораллы, которые размножаются путем распространения нереста - одновременного выпуска яиц и сперматозоидов в открытую воду - теперь могут оказаться под угрозой исчезновения.
Новое исследование Тель-Авивского университета показало, что высоко синхронизированные, знаковые события нереста некоторых рифообразующих кораллов в Эйлатском заливе/Акабе, Красное море, со временем полностью изменились и утратили свою жизненно важную синхронность, резко сократив шансы на успешное оплодотворение.
Согласно исследованию, проведенному под руководством профессора Йосси Лойи и кандидата наук Тома Шлезингера из Школы зоологии ТАУ и опубликованном в журнале Science 6 сентября, нарушение синхронности нереста кораллов привело к нехватке новобранцев и стагнации стареющее население, создавая условия для вымирания.
«Нерест кораллов, который часто называют «величайшей оргией в мире», является одним из величайших примеров синхронизированных явлений в природе», - объясняет профессор Лойя. «Раз в год тысячи кораллов вдоль сотен километров кораллового рифа одновременно выпускают свои яйца и сперму в открытую воду, где позже происходит оплодотворение. Поскольку и яйца, и сперма кораллов могут сохраняться только несколько часов в вода, время этого события имеет решающее значение."
Успешное оплодотворение, которое может произойти только в пределах этого узкого временного окна, привело к развитию точной синхронности нереста. Такая синхронность зависит от сигналов окружающей среды: температуры моря, солнечной радиации, ветра, фазы луны и времени заката.
В 2015 году исследователи начали долгосрочный мониторинг нереста кораллов в Эйлатском заливе/Акабе. За четыре года они провели 225 ночных полевых исследований продолжительностью от трех до шести часов каждое в течение ежегодного сезона размножения кораллов с июня по сентябрь и зафиксировали количество нерестящихся особей каждого вида кораллов.
«Мы обнаружили, что у некоторых из наиболее распространенных видов кораллов синхронность нереста стала неустойчивой, что контрастирует как с широко принятой парадигмой высокосинхронного нереста кораллов, так и с исследованиями, проведенными на одних и тех же рифах несколько десятилетий назад», - говорит Шлезингер.
Затем исследователи исследовали, приводит ли это нарушение синхронности нереста к репродуктивной неудаче. Они нанесли на карту тысячи кораллов на постоянных участках рифа, а затем каждый год повторно посещали эти участки, чтобы исследовать и отслеживать изменения в коралловом сообществе - то есть, сколько кораллов данного вида погибло по сравнению с новой молодью, завербованной на рифе.
Хотя оказалось, что общее состояние коралловых рифов в Эйлате было довольно хорошим, и каждый год мы обнаруживали много новых кораллов, рекрутирующихся на рифах, для тех видов, которые страдают от нарушения синхронности нереста, явное отсутствие пополнения новых ювенильных поколений, а это означает, что некоторые виды, которые в настоящее время кажутся многочисленными, на самом деле могут оказаться на грани исчезновения из-за репродуктивной недостаточности», - говорит Шлезингер..
«Нарушение синхронности нереста, которое мы обнаружили, может быть вызвано несколькими возможными механизмами», - заключает профессор Лойя. «Например, температура оказывает сильное влияние на репродуктивные циклы кораллов. В нашем регионе температура повышается быстро, со скоростью 0,31 градуса Цельсия за десятилетие, и мы предполагаем, что нарушение синхронности нереста, описанное здесь, может отражать потенциальную сублетальную опасность. эффект потепления океана Другой вероятный механизм может быть связан с эндокринными (гормональными) разрушающими загрязняющими веществами, которые накапливаются в морской среде в результате продолжающейся деятельности человека, связанной с загрязнением."
«Независимо от точной причины, ведущей к такому снижению синхронности нереста, наши результаты служат своевременным тревожным сигналом, чтобы начать рассматривать эти более тонкие проблемы выживания кораллов, которые, весьма вероятно, также влияют на другие виды в других регионах. ", - говорит Шлезингер. «С положительной стороны, выявление признаков раннего предупреждения о таких репродуктивных несоответствиях будет способствовать направлению наших будущих исследований и усилий по сохранению именно тех видов, которые находятся под потенциальным риском исчезновения, задолго до того, как они проявят какие-либо видимые признаки стресса или смертности."