Твердые кораллы: пределы адаптации

August 9, 2019 Новое исследование роста кораллов во времена изменения климата

Кораллы были главными строителями морей на протяжении миллионов лет. Своими известняковыми скелетами они создают разнообразные рифовые структуры. Хорошо известно, что закисление океана, которое усиливается по мере прогрессирования изменения климата, все больше влияет на рост кораллов. На вопрос о том, могут ли кораллы адаптироваться к изменениям и каким образом, теперь частично ответили ученые, которые получили важные дополнительные сведения о процессах регуляции кальцификации.

Кораллы очаровывают: маленькие полипы, которые выделяют известь из морской воды в течение своей жизни и строят свои иногда гигантские скелеты. Однако изменение климата, связанное с повышением температуры воды и закислением океана, меняет жизнь кораллов с беспрецедентной скоростью. Смогут ли они идти в ногу с этими изменениями и адаптироваться – вопрос открытый. Теперь исследователи из Центра океанических исследований имени Гельмгольца GEOMAR в Киле и Калифорнийского университета дают часть ответа с помощью исследования каменистых кораллов Porites astreoides, которые, конечно же, живут при низком pH и высоком содержании растворенного углерода. Результаты теперь опубликованы в международном журнале Nature Communications.

Кораллы пережили и справились со значительными изменениями окружающей среды за миллионы лет. Их скелеты, подобно годичным кольцам деревьев, представляют собой экологический архив, позволяющий исследователям проникнуть в прошлое. По малейшим различиям в химическом составе скелетов кораллов можно сделать выводы о преобладавших ранее условиях окружающей среды. Однако многие детали процессов управления скелетной структурой кораллов до сих пор открыты.

Чтобы узнать больше об этих процессах, исследователи использовали естественную лабораторию у восточного побережья Мексики. Из почти круглых отверстий на морском дне, так называемых Охос, туда выходят грунтовые воды. Ранее он растворялся в недрах известняка полуострова Юкатан. Она более кислая по сравнению с обычной морской водой, но содержит больше растворенного углерода, напоминая морскую воду будущего.

Несмотря на эти неблагоприятные условия, здесь поселился каменный коралл Porites astreoides. Он растет медленнее, чем его родственники за пределами Охоса. «В отличие от кораллов, которые в лабораторных экспериментах подвергаются воздействию такой кислой среды лишь в течение нескольких недель или месяцев, кораллы, которые мы изучаем, живут в таких условиях с самого начала», — говорит профессор, доктор медицинских наук. Адина Пэйтан из Калифорнийского университета в Санта-Крус, соавтор исследования.

Для исследования были взяты образцы кораллов, живущих на разном расстоянии от реки Охос. Это позволило исследователям изучать кораллы одного и того же вида с различными изменениями в составе морской воды.

Из предыдущих исследований известно, что соотношение изотопов бора и углерода в коралловом известняке дает информацию о химическом составе свойства кальцифицирующей жидкости во время формирования скелета.

Исследования показали практически постоянный химический состав всех образцов. «Из этого мы можем сделать вывод, что каждый скелетный полип вырабатывает кальцифицирующую жидкость, которая в значительной степени не зависит от условий окружающей морской воды», - объясняет морской биолог GEOMAR, доктор технических наук. Марлен Уолл, первый автор исследования, «однако даже небольшие изменения в двух изучаемых параметрах могут повлиять на кальцификацию». Моделирование роста кораллов на основе химических данных отражает снижение роста, измеренное в полевых условиях. В среде с более низким pH кораллам Охоса приходится прилагать больше усилий, чтобы поднять свой pH до наблюдаемого уровня. Этот процесс, вероятно, будет стоить вам больше энергии.