Що ви завжди хотіли знати про відновлення коралових рифів

January 11, 2017 З коралами справи виглядають не дуже добре. Оскільки залишилося лише кілька справді здорових коралових рифів, а прогнози не покращуються, багатьом рифам може бути дуже важко дожити до наступного століття. Заклик до дії, можливо, вже пронизливий, тож що ми можемо зробити, щоб протидіяти занепаду коралових рифів? Багато хто з нас бачив коралові рифи в незадовільному стані: спустошені, вибілені, забруднені, пошкоджені якорями, відсутні їхні облігатні популяції риб або зарослі водоростями. Ми знаємо, що зміна клімату, особливо підвищення температури морської води (IPCC: вплив на коралові рифи), а також стресори, спричинені людиною, як-от нестійке рибальство та забруднення< /a>, завдають коралам важкий час. 3 третя глобальна подія знебарвлення знищила корали в тривожних масштабах. Наприклад, Великий Бар'єрний риф зазнав найбільшої втрати коралів за всю історію. Досі наші зусилля щодо боротьби зі зміною клімату, надмірним виловом риби, забрудненням та іншими загрозами не змогли навіть уповільнити зменшення коралових рифів. В останні роки потенціал використання активного відновлення коралів як додаткового інструменту управління кораловими рифами привертає все більше уваги; серед науковців, керівників MPA та місцевих зацікавлених сторін, а також у ЗМІ. Але чи можемо ми справді «пересадити» пошкоджені рифи коралами — і якщо так, то як це можна зробити і в якому масштабі? Відновлення коралових рифів сьогодні Як і всі тварини, корали потребують росту та розмноження, а пошкоджений риф може відновитися лише в цьому випадку. У коралів є два способи розмноження: безстатевий, коли фрагменти колонії знову ростуть, або статевий шляхом відкладення яєць і сперми або випускання личинок. Деякі коралові рифи більше не здатні відновлюватися самостійно. Відновлення коралового рифу — це процес пересадки коралів для «відновлення лісу» на спустошеному рифі. Це може здатися простим, але це не так. Незважаючи на те, що було накопичено багато знань і практичної практики, справжнє відновлення коралових рифів все ще знаходиться на стадії зародження — з точки зору практики та наукових досліджень. Поширена практика називається нестатевим відновленням коралів, коли використовується здатність коралів до нестатевого розмноження. Ви можете отримати фрагменти колоній-донорів, відламуючи шматки, зазвичай займаючи не більше 20% колонії. Отримані фрагменти є клонами донорської колонії. Іноді ви можете використовувати вже відламані шматки, наприклад, коли розгалужені корали зламані штормом. Потім ви зазвичай кілька місяців зберігаєте свої фрагменти в різних дитячих кімнатах. За цей час уламки заживають і зростаються, за ними добре доглядають. Нарешті, ви пересаджуєте молоді корали на риф або в інше місце, використовуючи підводний клей, кабельні стяжки або цвяхи для початкового прикріплення. У разі успіху трансплантація корала згодом заросте навколишнім субстратом і самоприкріпиться до рифу. «Приємна річ у відновленні коралів за допомогою нестатево розмножених фрагментів полягає в тому, що це можуть робити місцеві громади. Уже є невеликі місцеві громадські групи, які займаються пересадкою коралів у багатьох місцях Тихого та Індійського океанів. Якщо це робити належним чином, це може бути дуже корисним. Проблема полягає в тому, що є дуже мало місць у світі, де можна показати, що ці зусилля мали будь-який довгостроковий екологічний вплив. Позитивним прикладом є нещодавня робота Природа Сейшельських островів на Острів Кузен. Але, якщо ви подивіться на багато таких спроб відновлення коралів, спочатку вони виглядають добре, навіть через один-два роки, але занадто часто в якийсь момент щось йде не так, і відновлення не вдається", - каже професор Аласдер Едвардс з Університету Ньюкасла, який майже 40 років працював на коралових рифах і очолив " Re Посібник з реабілітації ef'– збірка для керівників. Нещодавно він став членом наукової ради SECORE. Чому ці підходи так рідко бувають успішними? Сам метод, здається, не є надто складним у виконанні. «Найбільша небезпека безстатевого відновлення полягає в тому, що люди приймають екологічні рішення та обходять природний відбір. Ви припускаєте, що ця чи інша коралова колонія добре пристосовані до середовища в місці пересадки. Ви вважаєте, що вони повинні бути такими, однак ви не знаєте, Звичайно. Навіть якщо ви використовуєте широкий спектр генетично різних індивідуумів для підтримки генетичного біорізноманіття, ці фрагменти ніколи не проходили через початковий період інтенсивного відбору на цьому місці, як це зробили б будь-які сексуальні рекрути, які оселилися на рифі", - пояснює Аласдер . Тому слід пам’ятати, що маленьким кораловим новобранцям важко жити; у дикій природі лише близько 1% виживає перші кілька місяців свого життя! Є простий приклад з островів Фіджі, який ілюструє важливість місцевої адаптації для відновлення. На островах Мотурікі корали на рифовій площині загинули після відбілювання в 2000 і 2002 роках. Місцева громада була стурбована і хотіла їх пересадити. На жаль, на поверхні рифу не залишилося коралів, які можна було б фрагментувати та використати для реставрації. Тож їм довелося взяти їх з іншого місця; з глибшого місця рифу, тобто з іншого середовища, де корали не пристосовані до життя на поверхні рифу. Спочатку висаджені фрагменти працювали добре, але коли почалася тепла пора року, усі пересаджені корали на рифовій площині побіліли й загинули. Чому важливо підтримувати генетичне різноманіття? Генетичне різноманіття означає наявність різних варіантів комбінацій генів, так званих генотипів, у популяції. Існують важливі причини для збереження генетичного різноманіття: різноманітна популяція з більшою ймовірністю переживе спалахи захворювань або інші стреси, оскільки деякі генотипи можуть бути більш стійкими, ніж інші, і можуть вижити. Кожного разу, коли популяція розмножується статевим шляхом, нова партія генотипів виробляється шляхом рекомбінації — так би мовити, змінюючи генетичний пакет. А генетичне різноманіття є передумовою для того, щоб природний відбір міг виконувати свою роботу. Це не обов’язково означає, що ви не можете підтримувати генетичне різноманіття за допомогою безстатевих підходів до відновлення коралів. Дослідження показують, що якщо ви зіберете фрагменти з 30-35 генетично різних колоній виду коралів на місці рифу, вони представлятимуть понад 90-95% генетичного різноманіття видів на цьому місці. Під час реставраційних робіт ви повинні переконатися, що різноманітний набір генотипів буде представлений у будь-якій спробі трансплантації. Щойно ваші корали почнуть розмножуватися статевим шляхом, ваше нове покоління коралів матиме всю генетичну різноманітність, яку ви бажаєте, але тільки тоді. Екологічна освіта Безстатеве відновлення коралів має великий потенціал, щоб функціонувати як інструмент для підвищення обізнаності; не лише серед місцевих громад та зацікавлених сторін, а й серед відвідувачів підводного плавання та дайверів. Збереження плавучості під час занурення і не залишити слідів ( за винятком ваших слідів на піску) завжди важливо. Але ви також можете дізнатися більше про корали та їх відновлення, відвідавши сайти розплідників і подивившись на щойно висаджені корали — дехто з вас, можливо, бачив такі розплідники коралів самостійно або навіть допомагав у таких зусиллях. Обізнаність туристів і прихильність людей на місці взяти участь у місцевих природоохоронних проектах є важливою вимогою для довготривалості будь-яких заходів щодо захисту навколишнього середовища та відновлення. Наприклад, на Мальдівах багато курортів успішно використовують зусилля з відновлення для навчання туристів. Іншим прикладом є виконана робота< /a> від Expedition Akumal: вони використовують невеликі, уже зламані фрагменти коралів оленячого горна для реставрації, і підвищення обізнаності серед дайверів є частиною їхніх зусиль. Статеве відновлення Альтернативним підходом до виробництва коралів для відновлення є статеве відновлення коралів: вивчено та Далі розроблений SECORE та партнерами протягом останнього десятиліття, він використовує переваги статевого розмноження коралів. Простіше кажучи, ви збираєте гамети коралів—яйцеклітини та сперму—або в полі, або з коралів, які ви принесли у свою лабораторію для цієї мети. Коли у вас є гамети, ви дозволяєте їм запліднюватись і вирощувати личинки коралів, що розвиваються. Коли личинки готові та здатні осісти, ви забезпечуєте їх відповідними субстратами для поселення та чекаєте, поки вони осідуть. В ідеалі ви дозволяєте їм вирости в середньоводному розпліднику на рифі до певного розміру, процес, який може тривати від тижнів до місяців, перш ніж пересаджувати їх на риф. «Природньо осілі корали починають своє життя як крихітні поодинокі поліпи, приблизно один міліметр у поперечнику. До того часу, коли вони досягнуть розміру пересадженого коралового фрагмента, вони вже пройдуть тривалий період відбору, ймовірно, роки, в середовищі рифу», пояснює Аласдер. А для тих, хто помер: принаймні жоден корал не постраждав, щоб отримати їх. Існують дві великі відмінності між використанням сексуальних підходів і безстатевими: кожен із ваших дитинчат коралів генетично унікальний, і ви повинні вирощувати свої корали з самого початку. Асексуальні та сексуальні підходи «Обидві методики мають свої переваги та недоліки», — розмірковує доктор Джеймс Гест. Джеймс — експерт із відтворення та відновлення коралів у Південно-Східній Азії, який особливо зацікавлений у вивченні стійкості коралових рифів. Зараз Джеймс працює в Гавайському інституті морської біології і був членом наукової ради SECORE з 2012 року. «Нестатеве розмноження є менш дорогим у малих масштабах і може бути здійснено з відносно невеликим навчанням. За допомогою статевого розмноження ви отримуєте статеву рекомбінацію та отримуєте багато-багато дітей; з одного нересту ви потенційно можете отримати мільйон коралів— виробництво мільйона фрагментів було б непростим завданням. Ми повинні бути готові прийняти обидва підходи або поєднати обидва. Наприклад, коли коралові колонії знаходяться далеко одна від одної, ви можете використовувати фрагментацію для створення маточного стада. Ви також можете відстежувати, хто їхні батьки мають підтримувати генетичне різноманіття. Коли ваше маткове поголів’я відродиться, ви можете отримати потомство, яке розмножується статевим шляхом. Ви можете отримати деякі швидкі результати, використовуючи нестатеве розмноження, а потім деякі довготривалі результати при статевому розмноженні». Робота рука об руку Хорошим прикладом того, як поєднати обидва методи, є триваючі дослідження та відновлення зникаючих оленьих коралів на Кюрасао: оленьі корали (Acropora cervicornis) мають тенденцію мати досить крихкі гілки та утворювати відносно великі «зарості» шляхом нестатевого розмноження; наприклад, коли бурі розбивають ці корали на частини. Через його дефіцит на сьогоднішній день ділянки розташовані надто далеко одна від одної, щоб зібрати ікру генетично різних батьків, які могли б запліднитися під час одного нересту — корали з однаковим генотипом не запліднюють один одного. Тому досі це було неможливо для SECORE та довгострокового партнера дослідної станції Carmabi для вирощування коралів оленячого горна, що розмножуються статевим шляхом. Потім, у 2015 році, Фонд відновлення коралів Кюрасао ( CRFC) за підтримки Ocean Encounters (місцева школа дайвінгу) розпочала проект безстатевого відновлення. Він включає вирощування та трансплантацію корала оленевого горна, що знаходиться під загрозою зникнення, на Кюрасао. CRFC зібрав уже зламані шматки коралів оленього горна і помістив їх у розплідники, які мають форму дерева, так звані «розплідники коралових дерев». Фрагменти на розплідниках походять з різних місць рифів і, таким чином, швидше за все, представляють різні генотипи. Керуючись ідеєю, що фрагменти коралів у розплідниках дерев можна використовувати як плідник для статевого розмноження, різні групи об’єднали зусилля. І під час нересту коралової маси 2016 року в серпні уламки відродилися! Спільна дайвінг-група зібрала гамети корала оленячого рога, повернула їх до лабораторії та запліднила. Тепер у розпліднику також росте нове покоління коралів оленього горна, що розмножуються статевим шляхом. Де посадити корали Незалежно від використовуваної техніки важливо правильно вибрати місце реставрації. Якщо ви виявите, що риф спустошений, він, очевидно, загинув з певної причини, а точніше з кількох причин. Якщо ви не переконаєтеся, що ці причини були усунені або принаймні під контролем, не варто починати там будь-які зусилля з відновлення: ваші нові корали навряд чи виживуть. Найкращі шанси можна отримати в добре керованих районах, де стресори, як-от надмірний вилов риби та забруднення, є якомога меншим і присутні пасовисько-травоїдні тварини. Масштабування – як стати реальним? До сьогодні будь-які спроби відновлення рифів відбувалися у відносно невеликих масштабах. Враховуючи масштаби, в яких коралові рифи зменшуються, зусиль, здається, зовсім недостатньо. Вам потрібен не тільки правильний метод або їх комбінація, але вам також потрібно подумати про роботу в більшому масштабі. «Для розширення найкращий шанс матиме статевий шлях», — каже Аласдер. «Посадка коралів на якийсь субстрат, субстрат, який можна легко поставити на риф, або такий, який самостійно прикріплюється, або такий, який можна легко прикріпити, залежно від середовища. На даний момент найбільшою проблемою є величезна смертність у перші кілька місяців після поселення; зазвичай понад 95% помирають протягом чотирьох місяців чи близько того». Майте на увазі, що ця смертність є природною, і лише дуже, дуже небагато личинок коралів стануть дорослими коралами в дикій природі. «Ми досить добре справляємось на перших стадіях, зберігаючи гамети та личинки живими в неволі, утримуючи їх у хороших умовах, дозволяючи їм осісти. Ви можете отримати мільйони личинок з одного нересту», — каже Джеймс. «Але в якийсь момент рівень смертності починає зростати. Ви ніколи не зможете зменшити всю смертність, але нам потрібно розробити методи, щоб досягти точки, коли майже на всіх субстратах буде принаймні один уцілілий корал. Насправді ми справляємося добре. добре, ми отримуємо непогані показники виживання після поселення, але якби ми змогли ще трохи покращити це, це дійсно допомогло б у збільшенні масштабів. А по-друге, ми все ще повинні доставити їх на риф». Поки що кожен фрагмент або субстрат із кораловим рекрутом потрібно пересаджувати на риф вручну. Для тих із вас, хто не аквалангіст, дайвінг передбачає певну матеріально-технічну підтримку та обладнання, а будь-яка робота під водою додатково обмежена кількістю повітря у вашому резервуарі. Ось чому висадка коралів є найбільшою витратою та часом у будь-якій реставрації. Щоб подолати це обмеження, SECORE разом із Каліфорнійською академією наук та іншими партнерами зараз тестування нових коралових субстратів, які можуть самостійно прикріплюватися до рифу. Вони можуть не підходити в усіх ситуаціях, але, починаючи реставрацію, зазвичай у вас все ще є рифовий каркас з невеликими щілинами тощо, де ці субстрати можуть зачепитися. SECORE та такі партнери, як Shedd Aquarium, також розробляють нові пристрої для вирощування коралових личинок у більшому масштабі на відкритому повітрі; в ідеалі на захищеному пірсі або подібному. Зараз вони знаходяться на етапі тестування — за кілька місяців ми, сподіваюся, дізнаємося, наскільки вони корисні! Чи є майбутнє у коралових рифів? Найважче питання для дайверів, любителів коралових рифів і екологів. «Деякі корали точно виживуть, — каже Аласдер, — але питання, чи виживуть коралові рифи як продуктивна екосистема в наступному столітті, є спірним. Зрештою, єдиний спосіб забезпечити продуктивні та красиві коралові рифи, які ми знаємо й любимо, — вижити — це зменшити викиди парникових газів і вирішити проблему глобального потепління. Також важливо покращити управління локальними стресорами, такими як надмірний вилов риби та розвиток узбережжя. Якщо ні, то коралові рифи будуть однією з перших великих екосистем, з руйнівними наслідками для сотень мільйонів людей, які залежать від них». Таким чином, може бути дві причини, чому відновлення відіграє важливу роль у допомозі зберегти коралові рифи в майбутньому: допомагаючи зберегти деякі осередки — притулки — здорових коралових рифів і підтримуючи екологічні функції, де це можливо, тим часом. «Будуть місця, де вони виживають набагато краще», — продовжує Аласдер. «Чим довше ви зможете підтримувати здорові коралові спільноти, тим більше шансів, що люди вирішать ключові проблеми. Вам потрібні осередки здорових коралових рифів, інакше нема чого поширюватися. Я думаю, що всі зусилля з відновлення рифів того варті, і це дуже малоймовірно, що все це буде абсолютно марним». Не може бути кращого заключного зауваження: продовжувати наші зусилля та не втрачати надії! Порятунок коралових рифів.