Погрузитесь в мелководье у Флорида-Кис, на Гавайях или у Большого Барьерного рифа в Австралии, и вы, скорее всего, увидите поразительное зрелище. Там, где когда-то были акры ослепительных кораллов — подводный мир ярких зелёных, золотисто-жёлтых и тёмно-синих оттенков, — теперь призрачный пейзаж, где многие рифы кажутся лишёнными пигмента.
Это явление вызвано стрессовыми условиями, такими как повышение температуры океана. Обесцвечивание кораллов — серьёзная угроза для некоторых из наиболее разнообразных и важных экосистем нашей планеты.
Команда исследователей обнаружила, что некоторые кораллы выживают при повышении температуры океана, передавая потомству способность сопротивляться жаре. Результаты исследования, опубликованные в журнале Nature Communications, являются результатом сотрудничества между Университетом штата Мичиган, Университетом Дьюка и Гавайским институтом морской биологии (HIMB) при Университете Гавайев в Маноа. Эта работа имеет решающее значение в борьбе за сохранение и восстановление находящихся под угрозой рифов по всему миру.
Коралловые рифы — это среда обитания почти четверти всех морских организмов, они защищают береговые линии от штормов и эрозии, а также поддерживают средства к существованию миллионов людей по всему миру. Обесцвеченные кораллы, хотя и остаются живыми, подвергаются гораздо более высокому риску заболеваний, голода и, в конечном итоге, гибели.
В последнем исследовании команда изучила, как устойчивость к тепловому стрессу передаётся от родителей к потомству у важного рифообразующего вида, известного как рисовой коралл. Эти результаты помогают исследователям выводить более сильные и жаростойкие поколения, чтобы лучше противостоять стрессу окружающей среды.
«Лаборатория устойчивости кораллов на Гавайях разработала удивительные методы разведения и выращивания кораллов во время естественного летнего нереста», — сказал биохимик из Спарты и соавтор исследования Роб Куинн, чья лаборатория берёт образцы этих кораллов и создаёт массивные массивы данных об их биохимии с помощью приборов в MSU.
«Это настоящее научное сотрудничество, которое может поддержать разведение кораллов и их воспроизводство для выращивания более устойчивых кораллов в условиях потепления океанов в будущем».
Калейдоскоп оттенков, который мы ассоциируем со здоровыми кораллами, является результатом бурного обмена ресурсами между животным-кораллом и его партнёрами-водорослями. Когда всё хорошо, вы можете представить себе эти отношения как отношения арендаторов, живущих в доме и платящих небольшую арендную плату. В обмен на уютные, защищённые пространства, найденные в тканях кораллов, а также питательные вещества, водоросли используют фотосинтез для производства сахаров. Эти сахара могут обеспечить до 95% энергии, необходимой кораллам для роста и формирования тех самых потрясающих рифов, которые мы знаем.
В тропических водах, где часто не хватает питательных веществ, нарушения этого обмена — например, те, что происходят во время обесцвечивания, — могут иметь катастрофические последствия.
Когда вы смотрите на образец коралла, который подвергся обесцвечиванию, вы видите коралл, «выгнавший» свои водоросли, оставив после себя бледный скелет.
«Кораллы подобны деревьям в старовозрастном лесу; они строят экосистемы, которые мы знаем как рифы, на энергетической основе между животным и водорослями», — пояснил Кроуфорд Друри, помощник исследователя в Лаборатории устойчивости кораллов в HIMB и соавтор исследования.
В водах залива Канеохе Лаборатория устойчивости кораллов возглавляет исследования, чтобы лучше понять эту экологию коралловых рифов и молекулярные механизмы, управляющие тепловым стрессом. Лаборатория также является пионером в разведении термостойких кораллов для экспериментов и восстановления рифов — специализированного процесса, который могут осуществить немногие лаборатории в мире.
Таким образом, в то время как обычно вам было бы трудно найти свежий коралл для изучения в Ист-Лансинге, партнёрство MSU с Лабораторией устойчивости кораллов привело к глобальному сотрудничеству, которое сокращает разрыв между полем и лабораторией.
«HIMB и MSU разработали поистине удивительное партнёрство. Я просто счастлив, что они позволили мне стать его частью. Я не могу дождаться, чтобы увидеть, что из этого выйдет дальше», — сказал Тай Роуч, приглашённый преподаватель в Университете Дьюка и ведущий автор нового исследования.