Коралловые рифы — одни из самых частых героев документальных фильмов о природе, и они вызывают особый интерес в мире благодаря своей разнообразной красоте и продуктивности. Их часто изображают как процветающий оазис, окружённый чистым голубым океаном, лишённым питательных веществ и планктона.
Однако новое исследование, опубликованное в журнале Current Biology, разрушает устоявшееся представление о том, что коралловые рифы — это оазисы в морских пустынях. Это представление стало известно как «Парадокс Дарвина».
На самом деле исследование показывает, что, хотя рифы действительно являются одними из самых продуктивных экосистем в мире, их существование в океанах с низким содержанием питательных веществ — скорее исключение, чем правило, и оно не связано с Чарльзом Дарвином.
Парадокс Дарвина: переосмысление
Представление о парадоксе Дарвина эволюционировало за последние несколько десятилетий и стало популярным в основных СМИ и профильных публикациях. Однако старший автор исследования Саймон Брандл, доцент Института морских наук Техасского университета, утверждает, что это представление как с фактической, так и с исторической точки зрения неверно.
Гипотеза «оазисов в пустыне» подразумевает, что рифы — это закрытые системы, которые в значительной степени независимы от условий в окружающих водах. Однако результаты исследования показывают, что большинство мировых коралловых рифов существуют в условиях, когда окружающие воды вполне могут поддерживать большую часть их потрясающей продуктивности.
Это имеет большое значение, поскольку связи между рифами и окружающими океанами могут быть изменены под воздействием различных антропогенных факторов, включая сброс питательных веществ и последствия глобального потепления, которые могут изменить распределение питательных веществ и фитопланктона по всему тропическому региону.
Для лучшего понимания систем коралловых рифов и их глобального распространения авторы проверили обе части предполагаемого парадокса: высокую продуктивность (то есть оазисы) и ограниченность ресурсов, доступных в окружающих водах (то есть пустыни).
Чтобы изучить продуктивность, они проанализировали чистую первичную продукцию коралловых рифов по сравнению с широким спектром других экосистем, продемонстрировав, что продуктивность коралловых рифов может сравниться только с продуктивностью прибрежных водно-болотных угодий, в то время как большинство других местообитаний на Земле, включая леса, реки и озёра, или даже прибрежные зоны апвеллинга, значительно отстают.
Чтобы проверить компонент «пустыни», авторы измерили как прямые источники пищи для организмов коралловых рифов (то есть фитопланктон), так и источники питательных веществ в тропических океанских водах, используя спутниковые данные и эмпирические измерения.
Примечательно, что они обнаружили, что большинство систем коралловых рифов процветают при промежуточных или повышенных концентрациях питательных веществ и в районах, где хлорофилл а — зелёный пигмент, используемый фитопланктоном для поглощения солнечного света, и показатель уровня фотосинтеза фитопланктона — в два раза превышает средний диапазон для тропических океанов и в два раза — для олиготрофных океанов или «пустынь». Фактически 80% коралловых рифов находятся в условиях, которые учёные обычно классифицируют как обогащённые питательными веществами.
Более того, смысл и даже авторство парадокса Дарвина оказались ошибочными. Используя сочетание ручного анализа и интеллектуального анализа текста, авторы показали, что цитируемая работа Дарвина не включает никаких упоминаний о продуктивности коралловых рифов или роли окружающих океанов, и Дарвин не мог бы иметь достаточно глубокого понимания океанских условий, чтобы прийти к предполагаемому выводу.
Авторы исследования — Саймон Брандл, Рено Моррис, Ларисса Патрисия-Валерио из Центрального университета Квинсленда, Паулина Нарваес и Валериано Парравичини из Университета Парижских наук и литературы.
Исследование опубликовано при поддержке Университета Техаса в Остине.