Если вы хотите узнать о будущем коралловых рифов, которые являются пристанищем для морских обитателей и защищают береговые линии, иногда это означает, что вам нужно отправиться туда и посчитать ракушек.
Два исследователя из Университета Райса захотели и смогли это сделать, и в процессе обнаружили, что глубина имеет большое значение для биологической эрозии, которая может привести к росту или уменьшению рифов.
Морской биолог риса Эдриенн Корреа и ее бывшая студентка бакалавриата, выпускница Ребекка Махер, взялись за проект, чтобы количественно определить, как ракушки заражают каменистые кораллы в различных условиях и уменьшают содержание карбоната кальция на рифах.
Команда Райса вместе с исследователями из Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA) и Университета Виргинских островов опубликовала результаты в журнале открытого доступа PLoS One, в котором были обнаружены Lithotrya dorsalis, вид ракушек, вгрызается в каменистые кораллы для защиты, предпочитает колонии на мелководье, возможно, потому, что там больше пищи.
Некоторые биоразъедающие рыбы-попугаи, губки и морские ежи часто изучаются, потому что они питаются рифовым известняком (карбонатом кальция) и могут разрушить каркас рифа. Это влияет на чистый прирост или потерю карбоната кальция с течением времени и является важным показателем здоровья чувствительных коралловых рифов.
«Если у рифа нет чистого положительного баланса карбонатов, у него могут быть проблемы», - сказал Корреа, доцент кафедры биологических наук в Райсе.«Мы хотим видеть рифы, где кораллы срастаются и образуют известняк быстрее, чем он исчезает. Эти потери могут происходить из-за механических сил, таких как волны, бьющиеся о них, или из-за биоразмыва».
Команда Райса выбрала для изучения ракушек, потому что их относительная роль в разрушении рифового каркаса была неясна в предыдущих исследованиях, особенно на мезофотических глубинах - более 30 метров - где вода более прохладная.
«Эти усоногие копаются в карбонате кальция под живой кожей коралла, а затем встают на голову во взрослом возрасте, при этом их кормящие придатки находятся рядом с отверстием их нор», - сказал Корреа. «Рифовый известняк - отличное место для небольшого беспозвоночного, которое может стать хорошо защищенным укрытием».
Исследователи обнаружили, что плотность ракушек уменьшается как с глубиной, так и с тем, насколько обширно живой коралл - в данном случае Orbicella franksi - покрывает известняковый каркас рифа, который он производит и в котором обитает. Они были удивлены, обнаружив, что плотность ракушек уменьшается с увеличением доступности кораллового покрова, что позволяет предположить, что популяции ракушек предпочитают расселяться. «В больших колониях все еще было много ракушек, но их было не так много, как можно было бы предсказать, исходя из плотности в меньших колониях», - сказал Корреа..
Ближайшая цель для Корреа и Махера, которые закончили Райс в 2016 году и теперь являются докторами наук. студент из Университета штата Орегон, должен был подтвердить извлечение данных о ракушках из фотографий, сделанных за десятилетия в стационарных местах в Национальном морском заповеднике Флауэр-Гарден-Бэнкс у побережья Техаса. Они хотели увидеть, как подсчет нор ракушек, видимых на фотографиях, собранных с 1970-х годов, которые они показывали на гигантской стене визуализации DAVinCI Райс, по сравнению с подсчетами, которые они намеревались собрать, ныряя в те же самые места..
Их вывод заключался в том, что плотность ракушек (и, в конечном счете, потеря карбоната кальция), полученная из двухмерных фотографий, была разумной оценкой фактического количества отверстий ракушек, которые Махер подсчитал на фотографиях кораллов, некоторые из которых были такими же большими. как маленькая машина.
«Я насчитал около 40 000 дырок на фотографиях в лаборатории визуализации Райса за все лето, - вспоминает Махер. «Я не знаю, сколько часов это заняло, но я знаю, что просмотрела много подкастов».
«К счастью, считать по фотографиям гораздо быстрее, чем нырять на рифе», - сказал Корреа, который присоединился к Махеру в шести погружениях к берегу за выходные в 2016 году.
Были сюрпризы, особенно при сравнении колоний O. franksi в Флауэр-Гарден-Бэнкс и на острове Сент-Томас на Виргинских островах США, выбранных потому, что там обитают одни и те же кораллы и биоэродеры, а также потому, что коллеги в Центре морских и Отдел экологических исследований Университета Виргинских островов проводил там аналогичную долгосрочную работу по фотомониторингу. Сотрудничество показало, что на мелководных рифах O. franksi у побережья Техаса обитает примерно в 1000 раз больше ракушек, чем у тех же видов кораллов на Виргинских островах на той же глубине.
"Что невероятно в Банках Флауэр Гарден, так это то, что вид кораллов O. franksi просто пронизан этими ракушками. Это почти определяющая черта", - сказал Корреа.
Она сказала, что лучшее понимание скучных ракушек, а также условий на рифах с течением времени покажет, может ли этот биоэродер служить долгосрочным индикатором таких условий рифа, как температура или динамика питательных веществ.
«В этом исследовании мы не смотрели на температуру, но глубина является своего рода показателем температуры и света, потому что по мере того, как вы спускаетесь глубже, вы обычно имеете более низкие температуры и меньше света», - сказал Корреа. «Но было бы неплохо изучить это вместе с набором других абиотических факторов.
«В настоящее время около 50 процентов рифов в Карибском море находятся в состоянии полного уничтожения, в основном из-за того, что многие кораллы умирают», - сказала она. «В некоторых местах мы также потеряли некоторых биоэродеров, поэтому это предотвратило потерю рифов снежным комом из-за биоэрозии. Мы хотим следить за балансом между этими процессами создания и потери».