To, co zawsze chciałeś wiedzieć o odbudowie rafy koralowej

January 11, 2017 Sprawy nie wyglądają dobrze dla koralowców. Przy zaledwie kilku naprawdę zdrowych rafach koralowych, a prognozy nie są coraz lepsze, wiele raf może mieć trudności z dożyciem następnego stulecia. Wezwanie do działania może już być słyszalne, więc co możemy zrobić, aby przeciwdziałać upadkowi raf koralowych? Wielu z nas widziało rafy koralowe w złym stanie: zniszczone, wybielone, zanieczyszczone, uszkodzone przez kotwice, pozbawione populacji ryb lub porośnięte glonami. Wiemy, że zmiany klimatyczne, zwłaszcza wzrost temperatury wody morskiej (IPCC: wpływ na rafy koralowe), a także czynniki stresogenne spowodowane przez człowieka, takie jak niezrównoważone rybołówstwo i zanieczyszczenie, sprawiają, że koralowce przeżywają ciężkie chwile. 3 trzecie globalne bielenie zniszczyło koralowce na alarmującą skalę. Na przykład Wielka Rafa Koralowa cierpi z powodu największej utraty koralowców w historii. Do tej pory nasze wysiłki mające na celu przeciwdziałanie zmianom klimatu, przełowieniu, zanieczyszczeniom i innym zagrożeniom nie zdołały nawet spowolnić upadku raf koralowych. W ostatnich latach potencjał wykorzystania aktywnej odbudowy koralowców jako dodatkowego narzędzia do zarządzania rafami koralowymi zyskał coraz większą uwagę; wśród naukowców, zarządców MPA i lokalnych interesariuszy, a także w mediach. Ale czy naprawdę możemy "przesadzić" uszkodzone rafy koralowcami - a jeśli tak, to w jaki sposób można to osiągnąć i na jaką skalę? Odnowa raf koralowych dzisiaj Podobnie jak wszystkie zwierzęta, koralowce muszą rosnąć i rozmnażać się, a uszkodzona rafa może się odbudować tylko w ten sposób. Koralowce rozmnażają się na dwa sposoby: bezpłciowo, gdy fragmenty kolonii odrastają, lub płciowo poprzez składanie ikry i spermy lub uwalnianie larw. Niektóre rafy koralowe nie są już w stanie same się odbudować. Odbudowa rafy koralowej to proces przesadzania koralowców w celu "ponownego zalesienia" opuszczonej rafy. Może to brzmieć prosto, ale tak nie jest. Chociaż opracowano wiele wiedzy i praktycznych praktyk, faktyczna odbudowa rafy koralowej jest wciąż w powijakach - zarówno pod względem praktyki, jak i badań naukowych. Powszechną praktyką jest bezpłciowe odtwarzanie koralowców, w którym wykorzystuje się ich zdolność do rozmnażania bezpłciowego. Możesz uzyskać fragmenty z kolonii dawców, odłamując kawałki, zwykle nie więcej niż 20% kolonii. Powstałe fragmenty są klonami kolonii dawcy. Czasami możesz użyć już odłamanych fragmentów, na przykład gdy rozgałęziające się koralowce zostały złamane przez burzę. Następnie zwykle trzymasz fragmenty w różnego rodzaju szkółkach przez kilka miesięcy. W tym czasie fragmenty goją się, rosną i są pod dobrą opieką. Na koniec przesadzasz młode koralowce na rafę lub w inne miejsce, używając podwodnego kleju, opasek kablowych lub gwoździ, aby zapewnić początkowe mocowanie. Jeśli się powiedzie, przeszczep koralowca ostatecznie zarośnie otaczające go podłoże i samoczynnie przytwierdzi się do rafy. "Zaletą odnawiania koralowców za pomocą bezpłciowo rozmnażanych fragmentów jest to, że mogą to robić lokalne społeczności. W wielu miejscach na Pacyfiku i Oceanie Indyjskim istnieją już małe grupy lokalnych społeczności zajmujące się przeszczepianiem koralowców. Jeśli jest to robione prawidłowo, może być bardzo przydatne. Problem polega na tym, że istnieje bardzo niewiele miejsc na świecie, w których można wykazać, że wysiłki te miały jakikolwiek długoterminowy wpływ na środowisko. Pozytywnym przykładem jest niedawna praca wykonana przez Nature Seychelles na Cousin Island. Ale jeśli spojrzysz na wiele takich wysiłków na rzecz odbudowy koralowców, początkowo wyglądają one dobrze, nawet po roku lub dwóch latach, ale zbyt często w pewnym momencie coś idzie nie tak i odbudowa kończy się niepowodzeniem", mówi prof. Alasdair Edwards z Newcastle University, który pracował nad rafami koralowymi przez prawie 40 lat i stał na czele projektu " Re ef Rehabilitation Manual" - kompilacji dla menedżerów. Niedawno został członkiem Rady Naukowej SECORE. Dlaczego te metody tak rzadko okazują się skuteczne? Sama metoda nie wydaje się być zbyt trudna do osiągnięcia. "Największym zagrożeniem związanym z bezpłciową odbudową jest to, że ludzie podejmują decyzje ekologiczne i omijają naturalną selekcję. Zakładasz, że ta lub inna kolonia koralowców jest dobrze przystosowana do środowiska miejsca przeszczepu. Uważasz, że tak powinno być, ale nie masz pewności. Nawet jeśli korzystasz z szerokiej gamy genetycznie różnych osobników w celu zachowania bioróżnorodności genetycznej, fragmenty te nigdy nie przeszły przez początkowy okres intensywnej selekcji w tym miejscu, tak jak zrobiliby to rekruci seksualni osiedlający się na rafie", wyjaśnia Alasdair. Należy zatem pamiętać, że życie małych rekrutów koralowców jest trudne; na wolności tylko około 1% z nich przetrwa kilka pierwszych miesięcy życia! Istnieje prosty przykład z wysp Fidżi, który ilustruje znaczenie lokalnej adaptacji dla odbudowy. Na wyspach Moturiki koralowce na płaskiej rafie obumarły po bieleniu w latach 2000 i 2002. Lokalna społeczność była zaniepokojona i chciała je przesadzić. Niestety, na płaskiej rafie nie było koralowców, które można by pofragmentować i wykorzystać do odbudowy. Musieli więc zabrać je z innego miejsca; z głębszego miejsca rafy, a więc z innego środowiska, w którym koralowce nie są przystosowane do życia na płaskiej rafie. Początkowo przesadzone fragmenty radziły sobie dobrze, ale kiedy zaczęły się cieplejsze pory roku, wszystkie przeszczepione koralowce na płaskiej rafie bielały i umierały. Dlaczego ważne jest zachowanie różnorodności genetycznej? Różnorodność genetyczna oznacza posiadanie różnych odmian kombinacji genów, tak zwanych genotypów, w obrębie populacji. Istnieją ważne powody, aby zachować różnorodność genetyczną: zróżnicowana populacja ma większe szanse na przetrwanie epidemii chorób lub innych stresów, ponieważ niektóre genotypy mogą być bardziej odporne niż inne i mogą przetrwać. Za każdym razem, gdy populacja rozmnaża się płciowo, nowa partia genotypów jest wytwarzana przez rekombinację - przetasowanie pakietu genetycznego. Różnorodność genetyczna jest warunkiem wstępnym, aby selekcja naturalna mogła wykonywać swoją pracę. Nie musi to oznaczać, że nie możesz utrzymać różnorodności genetycznej za pomocą bezpłciowych metod odbudowy koralowców. Badania sugerują, że jeśli zbierzesz fragmenty z 30-35 genetycznie różnych kolonii gatunku koralowca w miejscu rafy, będą one stanowić ponad 90-95% różnorodności genetycznej gatunku w tym miejscu. Podczas prac restytucyjnych musisz upewnić się, że zróżnicowany zestaw genotypów będzie reprezentowany podczas każdego przeszczepu. Gdy twoje koralowce zaczną się rozmnażać płciowo, nowe pokolenie koralowców będzie miało całą różnorodność genetyczną, jakiej sobie życzysz - ale tylko wtedy. Edukacja środowiskowa Bezpłciowa odbudowa koralowców ma ogromny potencjał, aby funkcjonować jako narzędzie do podnoszenia świadomości; nie tylko wśród lokalnych społeczności i interesariuszy, ale także wśród odwiedzających snorkelerów i nurków. Zachowanie pływalności podczas nurkowania i nie pozostawianie śladów ( oprócz śladów stóp na piasku) jest zawsze ważne. Możesz jednak dowiedzieć się więcej o koralowcach i ich odbudowie, odwiedzając miejsca szkółek i przyglądając się nowo posadzonym koralowcom - niektórzy z was być może sami widzieli takie szkółki koralowców lub nawet pomagali w takich wysiłkach. Uświadomienie turystów i zaangażowanie ludzi na miejscu w lokalne projekty ochrony przyrody jest kluczowym wymogiem, aby wszelkie wysiłki na rzecz ochrony środowiska i odbudowy były trwałe. Na przykład na Malediwach wiele kurortów z powodzeniem wykorzystuje wysiłki na rzecz odbudowy środowiska do edukowania turystów. Innym przykładem jest praca wykonana przez Expedition Akumal: wykorzystują oni małe, już połamane fragmenty koralowców staghorn do celów odbudowy, a podnoszenie świadomości wśród nurków jest częścią ich wysiłków. Odnowa seksualna Alternatywnym podejściem do produkcji koralowców do odnowy jest seksualna odnowa koralowców: badana i rozwijana przez SECORE i partnerów w ciągu ostatniej dekady, wykorzystuje rozmnażanie płciowe koralowców. Mówiąc prościej, zbierasz gamety koralowców - jaja i plemniki - albo w terenie, albo z koralowców, które przyniosłeś w tym celu do swojego laboratorium. Gdy masz już gamety, pozwalasz im zapłodnić i wyhodować rozwijające się larwy koralowców. Gdy larwy są gotowe i kompetentne do osiedlenia się, zapewniasz im odpowiednie podłoża i czekasz, aż się osiedlą. Idealnie byłoby, gdybyś pozwolił im urosnąć w żłobku śródwodnym na rafie do określonego rozmiaru, co może zająć tygodnie lub miesiące, zanim przesadzisz je na rafę. "Naturalnie osiadłe koralowce zaczynają życie jako maleńkie pojedyncze polipy o średnicy około jednego milimetra. Zanim osiągną rozmiar przeszczepionego fragmentu koralowca, przejdą już długi okres selekcji, prawdopodobnie lata, w środowisku rafy", wyjaśnia Alasdair. A dla tych, którzy zginęli: przynajmniej żaden koralowiec nie ucierpiał, aby je pozyskać. Istnieją dwie duże różnice w stosowaniu metod płciowych w porównaniu do bezpłciowych: każdy z twoich młodych koralowców jest genetycznie unikalny i musisz hodować swoje koralowce od samego początku. Podejście bezpłciowe a seksualne "Obie techniki mają swoje zalety i wady", mówi dr James Guest. James jest ekspertem w dziedzinie rozmnażania i odnowy koralowców w Azji Południowo-Wschodniej, szczególnie zainteresowanym badaniem odporności raf koralowych. James pracuje obecnie w Hawai'i Institute of Marine Biology i jest członkiem Rady Naukowej SECORE od 2012 roku. "Rozmnażanie bezpłciowe jest tańsze na małą skalę i może być wykonywane przy stosunkowo niewielkim przeszkoleniu. W przypadku rozmnażania płciowego dochodzi do rekombinacji płciowej i otrzymujesz mnóstwo dzieci; z jednego tarła możesz potencjalnie uzyskać milion koralowców - wyprodukowanie miliona fragmentów byłoby sporym wyzwaniem. Musimy być przygotowani na przyjęcie obu podejść lub ich kombinacji. Na przykład, gdy kolonie koralowców są daleko od siebie, możesz użyć fragmentacji, aby stworzyć stado lęgowe. Możesz także śledzić, kim są ich rodzice, aby zachować różnorodność genetyczną. Kiedy twój wylęg się rozmnoży, możesz uzyskać potomstwo rozmnażane płciowo. Możesz uzyskać szybkie wyniki dzięki rozmnażaniu bezpłciowemu, a następnie długoterminowe wyniki dzięki rozmnażaniu płciowemu". Praca ramię w ramię Dobrym przykładem połączenia obu technik są trwające badania i wysiłki na rzecz odbudowy zagrożonego koralowca staghorn na Curaçao: Koralowiec rogaty (Acropora cervicornis) ma tendencję do posiadania dość kruchych gałęzi i tworzenia stosunkowo dużych "zarośli" poprzez rozmnażanie bezpłciowe; na przykład, gdy burze rozbijają te koralowce. Ze względu na dzisiejszą rzadkość, płaty są zbyt daleko od siebie, aby zebrać ikrę genetycznie różnych rodziców, którzy byliby w stanie zapłodnić się podczas jednego tarła - koralowce o tym samym genotypie nie zapładniają się nawzajem. Do tej pory nie było zatem możliwe, aby SECORE i długoterminowy partner Carmabi Research Station hodowali rozmnażane płciowo koralowce staghorn. Następnie, w 2015 roku, Coral Restoration Foundation Curaçao ( CRFC) wspierana przez Ocean Encounters (lokalna szkoła nurkowania) rozpoczęła bezpłciowy projekt odbudowy. Obejmuje on wzrost i transplantację zagrożonych koralowców staghorn na Curaçao. CRFC zebrała już połamane kawałki koralowców staghorn i umieściła je w szkółkach, które mają kształt drzewa, tak zwanych "szkółkach drzew koralowych". Fragmenty w szkółkach pochodziły z różnych miejsc rafy, a zatem najprawdopodobniej reprezentowały różne genotypy. Kierując się ideą, że fragmenty koralowców w szkółkach drzewiastych mogą być wykorzystywane jako stado lęgowe do rozmnażania płciowego, różne grupy połączyły siły. I podczas masowego tarła koralowców w 2016 roku w sierpniu, fragmenty te złożyły ikrę! Wspólny zespół nurków zebrał gamety koralowców rogatych, przywiózł je z powrotem do laboratorium i zapłodnił. Teraz nowa generacja rozmnażanych płciowo koralowców rogatych rośnie również w szkółce. Gdzie sadzić swoje koralowce Niezależnie od zastosowanej techniki, ważne jest, aby dobrze wybrać miejsce odbudowy. Jeśli znajdziesz zdewastowaną rafę, najwyraźniej umarła ona z jakiegoś powodu, a raczej z kilku powodów. Jeśli nie upewnisz się, że przyczyny te zostały wyeliminowane lub przynajmniej są pod kontrolą, nie jest dobrym pomysłem rozpoczynanie tam jakichkolwiek wysiłków na rzecz odbudowy: nowe koralowce prawdopodobnie nie przetrwają. Najlepsze szanse możesz mieć w dobrze zarządzanych obszarach, w których czynniki stresogenne, takie jak przełowienie i zanieczyszczenie, są tak niskie, jak to tylko możliwe, a pasożyty - roślinożercy - są obecne. Up-scaling - jak się do tego zabrać? Do dziś wszelkie próby przywrócenia raf koralowych miały miejsce na stosunkowo niewielką skalę. Biorąc pod uwagę skalę, w jakiej rafy koralowe zanikają, wysiłki nie wydają się być wystarczające. Potrzebujesz nie tylko odpowiedniej metody lub ich kombinacji, ale musisz także pomyśleć o pracy na większą skalę. "Jeśli chodzi o skalowanie, najlepszą szansą może być droga płciowa", mówi Alasdair. "Osadzanie koralowców na jakimś podłożu, podłożu, które można łatwo umieścić na rafie, albo samoprzylepnym, albo takim, które można łatwo przymocować, w zależności od środowiska. Obecnie największym wyzwaniem jest ogromna śmiertelność w ciągu pierwszych kilku miesięcy po zasiedleniu; zwykle ponad 95% ginie w ciągu około czterech miesięcy". Należy pamiętać, że ta śmiertelność jest naturalna i tylko bardzo, bardzo niewiele larw koralowców stanie się dorosłymi koralowcami na wolności. "Jesteśmy całkiem dobrzy w pierwszych etapach, utrzymując gamety i larwy przy życiu w niewoli, utrzymując je w dobrych warunkach, pozwalając im się osiedlić. Z jednego tarła możesz uzyskać miliony larw", mówi James. "Ale w pewnym momencie śmiertelność zaczyna rosnąć. Nigdy nie będziesz w stanie zmniejszyć całej śmiertelności, ale musimy opracować metody, aby dotrzeć do punktu, w którym prawie wszystkie podłoża mają co najmniej jednego ocalałego koralowca. W rzeczywistości radzimy sobie całkiem dobrze, uzyskujemy całkiem dobre przeżycie po zasiedleniu, ale gdybyśmy mogli to nieco poprawić, naprawdę pomogłoby to w skalowaniu. Drugą kwestią jest to, że nadal musimy umieścić je na rafie". Jak dotąd każdy fragment lub podłoże, na którym znajduje się rekrut koralowca, musi zostać ręcznie przeszczepiony na rafę. Dla tych z was, którzy nie są płetwonurkami, nurkowanie wymaga sporej logistyki i sprzętu, a każda praca pod wodą jest dodatkowo ograniczona ilością powietrza w zbiorniku. Dlatego też przesadzanie koralowców jest najbardziej kosztowną i czasochłonną częścią każdego wysiłku związanego z odbudową rafy. Aby przezwyciężyć to ograniczenie, SECORE wraz z California Academy of Sciences i innymi partnerami testuje obecnie nowe podłoża do zasiedlania koralowców, które mogą samoczynnie przyczepiać się do rafy. Mogą one nie być odpowiednie we wszystkich warunkach, ale kiedy rozpoczynasz wysiłki na rzecz odbudowy, zwykle nadal masz strukturę rafy z małymi szczelinami i podobnymi miejscami, w których te substraty mogą się zaplątać. SECORE i partnerzy, tacy jak Shedd Aquarium, opracowują również nowe urządzenia do hodowli larw koralowców na większą skalę na zewnątrz; najlepiej na osłoniętym molo lub w podobny sposób. Są one obecnie w fazie testów - miejmy nadzieję, że za kilka miesięcy dowiemy się, jak bardzo są przydatne! Czy rafy koralowe mają przed sobą przyszłość? Najbardziej dręczące pytanie dla nurków, miłośników raf koralowych i ekologów. "Niektóre koralowce z pewnością przetrwają", mówi Alasdair, "ale to, czy rafy koralowe jako produktywny ekosystem przetrwają następne stulecie, jest kwestią sporną. Ostatecznie jedynym sposobem na zapewnienie przetrwania produktywnych i pięknych raf koralowych, które znamy i kochamy, jest ograniczenie emisji gazów cieplarnianych i rozwiązanie problemu globalnego ocieplenia. Niezbędne jest również usprawnienie zarządzania czynnikami stresogennymi na skalę lokalną, takimi jak przełowienie i rozwój obszarów przybrzeżnych. W przeciwnym razie rafy koralowe będą jednymi z pierwszych dużych ekosystemów, które znikną, co będzie miało katastrofalne skutki dla setek milionów ludzi, którzy są od nich zależni". W związku z tym mogą istnieć dwa powody, dla których odbudowa odgrywa ważną rolę w pomaganiu w zachowaniu raf koralowych w przyszłości: pomagając zachować pewne kieszenie - schronienia - zdrowych raf koralowych i utrzymując w międzyczasie funkcje ekologiczne tam, gdzie to możliwe. "Będą miejsca, w których przetrwają znacznie lepiej", kontynuuje Alasdair. "Im dłużej możesz utrzymać zdrowe społeczności koralowe, tym większa szansa, że ludzie rozwiążą kluczowe problemy. Potrzebujesz obszarów zdrowych raf koralowych, w przeciwnym razie nie będzie się z czego rozprzestrzeniać. Myślę, że wszystkie wysiłki na rzecz odbudowy rafy są tego warte i jest bardzo mało prawdopodobne, że wszystko pójdzie na marne". Nie mogło być lepszego podsumowania: kontynuować nasze wysiłki i nie tracić nadziei! Ratowanie raf koralowych.