Koralowce twarde: Granice adaptacji

August 9, 2019 Nowe badanie dotyczące wzrostu koralowców w czasach zmian klimatu

Koralowce od milionów lat są mistrzami budowy mórz. Dzięki wapiennym szkieletom tworzą różnorodne struktury rafowe. Powszechnie wiadomo, że zakwaszenie oceanów, które nasila się wraz z postępującymi zmianami klimatu, w coraz większym stopniu wpływa na wzrost koralowców. Na pytanie, czy i w jaki sposób koralowce mogą przystosować się do tych zmian, naukowcy znaleźli już częściowo odpowiedź, uzyskując dalsze ważne informacje na temat procesów regulacji zwapnienia.

Koralowce fascynują: małe polipy, które w trakcie swojego życia pobierają wapno z wody morskiej i budują swoje czasami gigantyczne szkielety. Jednak zmiany klimatyczne, wraz ze wzrostem temperatury wody i zakwaszeniem oceanów, zmieniają życie koralowców w niespotykanym dotąd tempie. To, czy są one w stanie nadążyć za tymi zmianami i dostosować się do nich, pozostaje kwestią otwartą. Teraz naukowcy z GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel i Uniwersytetu Kalifornijskiego dostarczają część odpowiedzi na to pytanie, prowadząc badania nad koralowcami kamiennymi Porites astreoides, które oczywiście żyją przy niskim pH i wysokiej zawartości rozpuszczonego węgla. Wyniki zostały opublikowane w międzynarodowym czasopiśmie Nature Communications.

Koralowce doświadczyły i poradziły sobie ze znacznymi zmianami środowiskowymi na przestrzeni milionów lat. Ich szkielety, podobnie jak słoje drzew, stanowią ekologiczne archiwum, które pozwala badaczom uzyskać wgląd w minione czasy. Na podstawie najmniejszych różnic w składzie chemicznym szkieletów koralowców można wyciągnąć wnioski na temat dawnych warunków środowiskowych. Jednak wiele szczegółów dotyczących procesów kontroli struktury szkieletu koralowców pozostaje nadal otwartych.

Aby dowiedzieć się więcej o tych procesach, naukowcy wykorzystali naturalne laboratorium u wschodniego wybrzeża Meksyku. Z niemal okrągłych otworów w dnie morskim, tzw. Ojos, wydostaje się tam woda gruntowa. Została ona wcześniej rozpuszczona w podpowierzchniowym wapnie półwyspu Jukatan. Jest bardziej kwaśna w stosunku do normalnej wody morskiej, ale zawiera więcej rozpuszczonego węgla, przypominając wodę morską przyszłości.

Mimo tych niesprzyjających warunków zadomowił się tu kamienny koralowiec Porites astreoides. Rośnie on wolniej niż jego krewni poza Ojos. "W przeciwieństwie do koralowców, które w eksperymentach laboratoryjnych są narażone na tak kwaśne środowisko tylko przez kilka tygodni do miesięcy, koralowce, które badamy, żyją w takich warunkach od samego początku" - mówi prof. dr hab. med. Adina Paytan z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Cruz, współautorka badania.

Do badania pobrano próbki koralowców żyjących w różnych odległościach od Ojos. Pozwoliło to naukowcom na zbadanie koralowców tego samego gatunku z różnymi zmianami w składzie wody morskiej.

Z wcześniejszych badań wiadomo, że stosunek izotopów boru i węgla w wapieniu koralowym dostarcza informacji o właściwościach chemicznych cieczy wapiennej w czasie formowania się szkieletu.

Badania wykazały prawie stały skład chemiczny wszystkich próbek. "Z tego możemy wywnioskować, że każdy polip szkieletowy wytwarza ciecz zwapniającą, która jest w dużej mierze niezależna od otaczających warunków wody morskiej", wyjaśnia biolog morski GEOMAR dr inż. Marlene Wall, pierwsza autorka badania, "ale nawet niewielkie zmiany w dwóch badanych parametrach mogą mieć wpływ na zwapnienie". Modelowanie wzrostu koralowców w oparciu o dane chemiczne odzwierciedla spadek wzrostu mierzony w terenie. W środowisku o niższym pH koralowce na Ojos muszą włożyć więcej wysiłku w podniesienie pH do obserwowanego poziomu. Proces ten będzie prawdopodobnie kosztował więcej energii.

.