Что вы всегда хотели знать о восстановлении коралловых рифов

January 11, 2017 С кораллами дела обстоят не очень хорошо. Поскольку осталось всего несколько по-настоящему здоровых коралловых рифов, а прогнозы не улучшаются, многим рифам может быть трудно дожить до следующего столетия. Призыв к действию, возможно, уже пронзителен, так что же мы можем сделать, чтобы противодействовать упадку коралловых рифов? Многие из нас видели коралловые рифы в плохом состоянии: опустошенные, обесцвеченные, загрязненные, поврежденные якорями, лишенные своих облигатных популяций рыб или заросшие водорослями. Мы знаем, что изменение климата, особенно повышение температуры морской воды (IPCC: https://www.ipcc.ch/publications_and_data/ar4/wg2/en/xccsc2.html " target= "_blank">воздействие на коралловые рифы), а также антропогенные стрессоры, такие как http://coralreef.noaa.gov/issues/fishing. html " target="_blank">неустойчивое рыболовство и загрязнение< /a> доставляют кораллам неприятности. http://www.noaa.gov/media-release/el-ni-o-prolongs-longest-global-coral-bleaching-event " target="_blank" >3 http://www.divessi.com/blog/great-barrier-reef-suffers-largest-loss-of-corals-ever -2171.html " target="_blank">третье глобальное обесцвечивание привело к уничтожению кораллов в тревожных масштабах. Например, Большой Барьерный риф терпит самую большую потерю кораллов за всю историю. До сих пор наши усилия по борьбе с изменением климата, чрезмерным выловом рыбы, загрязнением окружающей среды и другими угрозами не смогли даже замедлить сокращение коралловых рифов. В последние годы все большее внимание привлекает возможность использования активного восстановления кораллов в качестве дополнительного инструмента управления коралловыми рифами; среди ученых, менеджеров МОР и местных заинтересованных сторон, а также в средствах массовой информации. Но можем ли мы действительно «засадить» поврежденные рифы кораллами, и если да, то как это можно сделать и в каких масштабах? Восстановление коралловых рифов сегодня Как и всем животным, кораллам необходимо расти и размножаться, и поврежденный риф может только восстановиться. У кораллов есть два способа размножения: бесполый, когда фрагменты колонии снова вырастают, или половой, путем нереста яиц и спермы, или путем выпуска личинок. Некоторые коралловые рифы больше не способны восстанавливаться самостоятельно. Восстановление коралловых рифов — это процесс пересадки кораллов для «восстановления леса» на заброшенном рифе. Это может показаться простым, но это не так. Хотя накоплено много знаний и практической практики, фактическое восстановление коралловых рифов все еще находится в зачаточном состоянии – с точки зрения практики и научных исследований. Распространенная практика называется бесполым восстановлением кораллов, при которой используется способность кораллов к бесполому размножению. Получить фрагменты из донорских колоний можно, отламывая кусочки, обычно занимающие не более 20% колонии. Полученные фрагменты являются клонами донорской колонии. Иногда можно использовать уже отломанные кусочки, например, когда ветвящиеся кораллы ломаются во время шторма. Затем вы обычно храните свои фрагменты в разных питомниках в течение нескольких месяцев. За это время фрагменты заживают, растут и за ними хорошо ухаживают. Наконец, вы пересаживаете молодые кораллы на риф или в другое место, используя подводный клей, кабельные стяжки или гвозди для первоначального крепления. В случае успеха трансплантат коралла в конечном итоге зарастет окружающий субстрат и самостоятельно прикрепится к рифу. «В восстановлении кораллов с использованием фрагментов, размноженных бесполым путем, хорошо то, что местные сообщества могут это сделать. Уже существуют небольшие группы местного сообщества, занимающиеся трансплантацией кораллов во многих местах Тихого и Индийского океанов. Если все сделать правильно, это может быть очень полезно. Проблема в том, что в мире очень мало мест , где можно продемонстрировать, что эти усилия имели какое-либо долгосрочное экологическое воздействие. ://www.gefcoral.org/Portals/53/downloads/Reef%20Rehabilitation%20Manual_web.pdf " target="_blank">Природа Сейшельских островов на https:// www.divessi.com/sc-pb " target="_blank">Остров Кузен. Но если вы посмотрите на множество таких попыток восстановления кораллов, поначалу они выглядят нормально, даже через один или два года, но слишком часто в какой-то момент что-то идет не так, и восстановление терпит неудачу», — говорит профессор Аласдер Эдвардс из Университета Ньюкасла, который работал с коралловыми рифами почти 40 лет и возглавлял программу « http: //www.secore.org/site/our-work/detail/sustainable-under-water.31.html " target="_blank">Re http: //reef4akumal.org/ " target="_blank">ef «Руководство по реабилитации» — сборник для менеджеров. Недавно он стал членом научного совета SECORE. Почему эти подходы так редко бывают успешными? Сам метод не кажется слишком трудным для реализации. «Самая большая опасность бесполого восстановления заключается в том, что люди принимают экологические решения в обход естественного отбора. Вы предполагаете, что та или иная колония кораллов хорошо адаптирована к среде места трансплантации. Вы думаете, что так и должно быть, но вы не знаете, почему Конечно. Даже если вы используете широкий спектр генетически различных особей для поддержания генетического биоразнообразия, эти фрагменты никогда не проходят начальный период интенсивного отбора на этом участке, как это сделали бы любые половые новобранцы, поселившиеся на рифе", - объясняет Аласдер. . При этом следует иметь в виду, что жизнь маленьких коралловых новобранцев трудна; в дикой природе только около 1% выживет в первые несколько месяцев своей жизни! Есть простой пример с островами Фиджи, который иллюстрирует важность местной адаптации для восстановления. На островах Мотурики кораллы на рифовой равнине погибли после обесцвечивания в 2000 и 2002 годах. Местное сообщество было обеспокоено и хотело посадить их заново. К сожалению, на рифовой равнине не осталось кораллов, которые можно было бы фрагментировать и использовать для восстановления. Поэтому им пришлось взять их откуда-то еще; из более глубокого участка рифа, то есть из другой среды, где кораллы не приспособлены к жизни на рифовой равнине. Поначалу высаженные фрагменты чувствовали себя нормально, но с наступлением потепления все пересаженные на рифовую плоскость кораллы обесцвечились и погибли. Почему важно сохранять генетическое разнообразие? Генетическое разнообразие означает наличие в популяции различных разновидностей комбинаций генов, так называемых генотипов. Существуют важные причины для поддержания генетического разнообразия: разнообразная популяция с большей вероятностью переживет вспышки болезней или другие стрессы, поскольку некоторые генотипы могут быть более устойчивыми, чем другие, и могут выжить. Каждый раз, когда популяция размножается половым путем, новая партия генотипов создается путем рекомбинации – так сказать, перетасовки генетического пакета. А генетическое разнообразие является необходимым условием для того, чтобы естественный отбор выполнил свою работу. Это не обязательно означает, что вы не можете сохранить генетическое разнообразие с помощью методов восстановления бесполых кораллов. Исследования показывают, что если собрать фрагменты из 30–35 генетически различных колоний вида кораллов на рифе, они будут представлять более 90–95% генетического разнообразия видов на этом участке. Во время восстановительных работ необходимо убедиться, что при любой трансплантации будет представлен разнообразный набор генотипов. Как только ваши кораллы начнут размножаться половым путем, ваше новое поколение кораллов будет обладать всем желаемым генетическим разнообразием, но только тогда. Экологическое образование Восстановление бесполых кораллов имеет большой потенциал в качестве инструмента повышения осведомленности; не только среди местных сообществ и заинтересованных сторон, но также среди приезжих любителей подводного плавания и дайверов. Сохранение плавучести во время погружения и не оставляя следов ( http://www.divessi.com/blog/join-us-coral-journey-1978.html " target="_blank ">кроме твоих следов на песке) всегда важно. Но вы также можете узнать больше о кораллах и их восстановлении, посетив питомники и посмотрев на недавно посаженные кораллы — некоторые из вас, возможно, видели такие коралловые питомники сами или даже помогали в таких усилиях. Информирование туристов и людей, находящихся на месте, готовых принять участие в местных природоохранных проектах, является важнейшим требованием для того, чтобы любые усилия по защите и восстановлению окружающей среды длились долго. Например, на Мальдивах многие курорты успешно используют восстановительные работы для обучения туристов. Другим примером является проделанная работа< /a> от Expedition Akumal: они используют небольшие, уже сломанные фрагменты оленерогих кораллов в целях восстановления, и повышение осведомленности среди дайверов является частью их усилий. Восстановление сексуальности Альтернативный подход к производству кораллов для восстановления – половое восстановление кораллов: изучено и Разработанный SECORE и партнерами в течение последнего десятилетия, он использует преимущества полового размножения кораллов. Проще говоря, вы собираете коралловые гаметы—яйца и сперму—либо в поле, либо из кораллов, которые вы для этой цели принесли в свою лабораторию. Получив гаметы, вы позволяете им оплодотворять и выращивать развивающиеся личинки кораллов. Когда личинки готовы и способны к расселению, вы предоставляете им подходящий субстрат для расселения и ждете, пока они осядут. В идеале, прежде чем пересадить их на риф, вы позволите им вырасти в питомнике на рифе до определенного размера (процесс, который может занять недели или месяцы). «Естественным образом осевшие кораллы начинают жизнь как крошечные одиночные полипы диаметром около одного миллиметра. К тому времени, когда они достигнут размеров пересаженного фрагмента коралла, они уже подвергнутся длительному периоду отбора, возможно, годам, в среде рифа», объясняет Аласдер. А для тех, кто умер: по крайней мере, ни один коралл не пострадал при их добыче. Есть два больших различия в использовании полового подхода по сравнению с бесполым: каждый из ваших молодых кораллов генетически уникален, и вам придется выращивать кораллы с самого начала. Асексуальный и сексуальный подходы «Оба метода имеют свои преимущества и недостатки», — размышляет доктор Джеймс Гест. Джеймс — эксперт по воспроизводству и восстановлению кораллов в Юго-Восточной Азии, проявляющий особый интерес к изучению устойчивости коралловых рифов. В настоящее время Джеймс работает в Гавайском институте морской биологии и был членом научного совета SECORE. с 2012 года. «Бесполое размножение менее затратно в небольших масштабах и может осуществляться с относительно небольшим обучением. При половом размножении вы получаете половую рекомбинацию и получаете много-много детенышей; за один нерест вы потенциально можете получить миллион кораллов… создание миллиона фрагментов было бы довольно сложной задачей. Мы должны быть готовы принять оба подхода или их комбинацию. Например, когда колонии кораллов находятся далеко друг от друга, вы можете использовать фрагментацию для создания маточного стада. Вы также можете отслеживать, кто их родители должны поддерживать генетическое разнообразие. Когда ваш маточный стад нерестится, вы можете получить потомство, размножаемое половым путем. Вы можете получить быстрые результаты, используя бесполое размножение, а затем и более долгосрочные результаты, используя половое размножение». Работа рука об руку Хорошим примером того, как объединить оба метода, являются продолжающиеся усилия по исследованию и восстановлению находящихся под угрозой исчезновения кораллов-оленей на Кюрасао: Коралл-оленьи рога (Acropora cervicornis), как правило, имеет довольно хрупкие ветви и образует относительно большие «заросли» в результате бесполого размножения; например, когда штормы разбивают эти кораллы на части. Из-за сегодняшней нехватки участки расположены слишком далеко друг от друга, чтобы собрать икру генетически разных родителей, которые могли бы оплодотворяться во время одного нереста — кораллы с одинаковым генотипом не оплодотворяют друг друга. Таким образом, до сих пор это было невозможно для SECORE и ее долгосрочного партнера Исследовательская станция Кармаби выращивать кораллы, размножающиеся половым путем. Затем, в 2015 году, Фонд восстановления кораллов Кюрасао ( CRFC) при поддержке http://www.calacademy.org/ " target="_blank">Ocean Encounters (местная школа дайвинга) начала проект по восстановлению бесполости. Он включает в себя выращивание и трансплантацию находящихся под угрозой исчезновения оленевидных кораллов на Кюрасао. CRFC собрал уже сломанные кусочки кораллов-оленей и поместил их в питомники древовидной формы, так называемые «питомники коралловых деревьев». Фрагменты на питомниках прибыли из разных рифовых участков и, следовательно, скорее всего, представляют разные генотипы. Руководствуясь идеей, что фрагменты кораллов в питомниках деревьев можно использовать в качестве маточного стада для полового размножения, различные группы объединили усилия. А во время нереста коралловой массы в августе 2016 года появились фрагменты! Объединенная команда дайверов собрала гаметы оленерогих кораллов, привезла их обратно в лабораторию и оплодотворила. Теперь в питомнике также растет новое поколение кораллов, размножающихся половым путем. Где посадить кораллы Независимо от используемой техники, важно правильно выбрать место реставрации. Если вы обнаружите риф опустошенным, очевидно, он умер по какой-то причине, а точнее по нескольким причинам. Если вы не убедитесь, что эти причины устранены или, по крайней мере, находятся под контролем, начинать какие-либо усилия по восстановлению там не рекомендуется: ваши новые кораллы вряд ли выживут. Наилучшие шансы могут быть в хорошо управляемых районах, где факторы стресса, такие как чрезмерный вылов рыбы и загрязнение окружающей среды, сведены к минимуму и присутствуют травоядные животные. Масштабирование – как добиться реальности? До сегодняшнего дня любые попытки восстановить рифы предпринимались в относительно небольших масштабах. Учитывая масштабы исчезновения коралловых рифов, усилий кажется совершенно недостаточным. Вам нужен не только правильный метод или их комбинация, но вам также нужно подумать о работе в более широком масштабе. «Для расширения масштабов лучше всего использовать сексуальный путь», — говорит Аласдер. «Размещение кораллов на каком-то субстрате, субстрате, который можно легко разместить на рифе, либо самоприкрепляющемся, либо легко прикрепляющемся, в зависимости от окружающей среды. На данный момент самой большой проблемой является огромная смертность среди кораллов. первые несколько месяцев после поселения; обычно более 95% умирают в течение четырех месяцев или около того». Имея в виду, что эта смертность является естественной, и только очень, очень немногие личинки кораллов станут взрослыми кораллами в дикой природе. «Мы неплохо справляемся на первых стадиях: сохраняем гаметы и личинки живыми в неволе, держим их в хороших условиях, позволяем им осесть. За один нерест можно получить миллионы личинок», — говорит Джеймс. «Но в какой-то момент уровень смертности начинает расти. Вы никогда не сможете снизить всю смертность, но нам нужно разработать методы, чтобы достичь точки, когда почти во всех субстратах будет хотя бы один выживший коралл. ну, мы получаем довольно хорошую выживаемость после урегулирования, но если бы мы могли улучшить это еще немного, это действительно помогло бы в расширении масштабов. И во-вторых, нам все еще нужно доставить их на риф». Пока что каждый фрагмент или субстрат, несущий коралловый рекрут, приходится пересаживать на риф вручную. Для тех из вас, кто не является аквалангистом, дайвинг требует немалой логистики и оборудования, а любая работа под водой дополнительно ограничена количеством воздуха в вашем баллоне. Вот почему высадка кораллов является самой затратной и трудоемкой частью любых усилий по восстановлению. Чтобы преодолеть это ограничение, SECORE совместно с Калифорнийской академией наук и другими партнерами в настоящее время тестирование новых субстратов для коралловых поселений, которые могут самостоятельно прикрепляться к рифу. Возможно, они подходят не для всех условий, но, начиная работу по восстановлению, у вас обычно все еще остается рифовый каркас с небольшими щелями и тому подобным, где эти субстраты могут застрять. SECORE и ее партнеры, такие как Shedd Aquarium, также разрабатывают новые устройства для выращивания личинок кораллов в больших масштабах на открытом воздухе; в идеале – на защищенном пирсе или в другом месте. Сейчас они находятся на стадии тестирования. Надеемся, через несколько месяцев мы узнаем, насколько они полезны! Есть ли будущее у коралловых рифов? Самый волнующий вопрос для дайверов, любителей коралловых рифов и защитников окружающей среды. «Некоторые кораллы определенно выживут, — говорит Аласдер, — но выживут ли коралловые рифы как продуктивная экосистема в следующем столетии — вопрос спорный. В конце концов, единственный способ обеспечить продуктивные и красивые коралловые рифы, которые мы знаем и любим, — это "Выживание - это сокращение выбросов парниковых газов и решение проблемы глобального потепления. Также важно, чтобы мы улучшили управление стрессорами местного масштаба, такими как чрезмерный вылов рыбы и освоение прибрежных зон. Если нет, то коралловые рифы станут одними из первых крупных экосистем, которые исчезнут", с разрушительными последствиями для сотен миллионов людей, которые от них зависят». Таким образом, может быть две причины, по которым восстановление играет важную роль в сохранении коралловых рифов в будущем: помогая сохранить некоторые «убежища» здоровых коралловых рифов и поддерживая при этом экологические функции, где это возможно. «Найдутся места, где они выживут гораздо лучше», — продолжает Аласдер. «Чем дольше вы сможете поддерживать здоровые коралловые сообщества, тем больше шансов, что люди решат ключевые проблемы. Вам нужны очаги здоровых коралловых рифов, иначе не от чего будет распространяться. Я думаю, что все усилия по восстановлению рифов явно того стоят, и это очень маловероятно, что все это будет совершенно напрасно». Лучшего заключительного слова и быть не могло: продолжать наши усилия и не терять надежды! Спасение коралловых рифов.