Усилия по восстановлению кораллов могут значительно улучшиться благодаря технологиям, поддерживающим выживание и рост молодых кораллов, говорится в новом исследовании.
Результаты показали, что два новых устройства — Underwater Zooplankton Enhancement Light Array (UZELA) и напечатанные на 3D-принтере искусственные модули для расселения, — вместе могут увеличить популяцию одного из видов кораллов, обитающих на Гавайях.
В предыдущем исследовании, проведённом под руководством учёных из Университета штата Огайо, было обнаружено, что UZELA успешно привлекает зоопланктон — микроскопические организмы, которыми питаются кораллы. Это исследование показало, что свет значительно увеличивает плотность местного зоопланктона и повышает скорость питания взрослых кораллов. В данном же исследовании было обнаружено, что сочетание света с модулями для расселения, напечатанными на 3D-принтере, может удвоить выживаемость и в четыре раза ускорить рост молодых кораллов, известных как рекруты.
Коралловые рифы являются жизненно важными элементами морской экосистемы. Однако рост глобальных температур и подкисление океанов угрожают их источникам пищи, что приводит к резкому сокращению популяции многих коралловых рифов. Обычно эти потери медленно восстанавливаются посредством процесса, называемого набором кораллов, когда взрослые колонии кораллов размножаются, выпуская мелких личинок для повторного заселения рифа.
Но молодые кораллы часто умирают, прежде чем смогут стать более крупными колониями, создавая узкое место в популяции, которое природа не всегда может преодолеть самостоятельно, — говорит Шеннон Диксон, ведущий автор исследования и аспирант в области наук о Земле в Университете штата Огайо.
«Набор кораллов имеет огромное значение для сохранения рифов с течением времени, — сказала она. — Подобно тому, как деревья роняют семена для создания новых деревьев, жизненный цикл кораллов очень похож».
Хотя этот процесс также помогает кораллам справляться с такими стрессовыми факторами окружающей среды, как тепловой стресс или циклоны, некоторые рифы, например, Флорида-Кис, практически не испытывают набора кораллов. Поэтому для обеспечения процветания рифа необходимо вмешательство человека, — говорит Диксон.
Теперь, впервые продемонстрировав комбинированный технологический метод восстановления кораллов, исследователи в этом исследовании показывают, что наличие UZELA и сложных модулей для расселения может сократить время, необходимое кораллам для завершения этой уязвимой «детской» фазы их жизни, одновременно ускоряя сроки создания генетически разнообразных популяций кораллов.
«Создание условий, более пригодных для жизни молодых кораллов, чрезвычайно важно, — сказала Диксон. — Если мы сможем создать идеальные условия жизни для испытывающих трудности коралловых рифов, мы увидим более высокую выживаемость, биоразнообразие и большее количество рифов в географических точках, чем без этих инструментов».
Исследование было недавно опубликовано в журнале Environmental Science & Technology.
Учёные использовали UZELA в сочетании с тремя типами искусственных керамических модулей для расселения. Из 30 модулей, использованных в этом эксперименте, 10 имели плоские поверхности, 10 — гладкие купола, и 10 — спиральные купола. Половина модулей каждого типа была соединена с UZELA для концентрации зоопланктона, а другая половина не имела UZELA в качестве контроля.
Исследователи предположили, что некоторые купола будут лучше способствовать выживанию и росту кораллов из-за их сложности, что оказалось правдой.
После шести месяцев на рифе ни один из кораллов на плоской поверхности не выжил, но некоторые выжили на гладких и спиральных куполах. Однако те, что росли с UZELA на модулях для расселения со гладкими и спиральными куполами, выживали в два раза чаще, чем те, у которых не было UZELA.
«Неудивительно, что эти результаты согласуются с идеей о том, что личинки кораллов склонны избегать горизонтальных поверхностей, предпочитая селиться в мельчайших расщелинах конструкции», — сказала Диксон.
В конце эксперимента все выжившие молодые кораллы выглядели здоровыми, что говорит о том, что инструменты, используемые этой командой, чрезвычайно эффективны для улучшения питания кораллов. Это отличный результат в то время, когда глобальная смертность кораллов достигает рекордно высокого уровня, — говорит Андреа Гроттоли, старший соавтор исследования и профессор наук о Земле в Университете штата Огайо.
«Этот результат напрямую применим к тому, как может выглядеть выживаемость и рост на других рифах при использовании этих технологий, — сказала она. — Это просто показывает, как далеко можно зайти, если дать кораллам немного больше пищи».
UZELA в настоящее время находится на стадии патентной заявки в трёх странах, включая Соединённые Штаты. Эта работа показывает, насколько эффективно проект может быть масштабирован для использования в активных программах восстановления кораллов, что потенциально может ускорить и сделать более эффективными как местные, так и мировые усилия по сохранению.
«Технологические вмешательства, подобные UZELA и модулям для расселения, помогут некоторым кораллам выжить в некоторых местах, иногда, — говорит Гроттоли. — Но со всеми технологиями связаны реальные затраты и реальные усилия».
Одним из наиболее важных ключей к преодолению нынешнего разрыва в выживаемости кораллов может быть определение воздействия устройств, используемых в этом исследовании, на выживаемость, созревание и размножение кораллов-рекрутов в течение нескольких лет, что команда планирует изучить.
«Этот проект подчёркивает, как чудесно можно сочетать технологические вмешательства, которые вы не обязательно видели подходящими друг другу, но раздвинуть границы, чтобы решить проблемы новыми междисциплинарными способами, — сказала Диксон. — Такие исследования позволяют нам принять коллаборативный характер науки, чтобы улучшить окружающую среду для кораллов».
Соавторы включают Энн Мари Халвер и Джейкоба Велтера из Университета штата Огайо, Хендрикье Йорриссен, Роберта Дж. Туна и Джошуа С. Мэдина из Гавайского университета и консорциума R3D.
Предоставлено Университетом штата Огайо.
Другие новости по теме
- Новая технология искусственного интеллекта создаёт синтетические изображения для отслеживания дорогостоящих инвазивных растений
- Автономные косилки демонстрируют улучшенную производительность.
- Эксперты утверждают, что низкие оценки состояния здоровья рек Англии скрывают улучшение биоразнообразия
- Вода, запертая в мантии Земли: удивительное открытие, которое может изменить будущее нашей планеты
- Математика, стоящая за пчёлами, цветами и повышением урожайности
- Новое исследование JWST раскрывает тайны углекислого газа на ледяных спутниках Сатурна
- Здоровье экосистемы озера ухудшается из-за воздействия подводных шумов от катеров
- Осы могут хранить секрет замедления процесса старения.
- Глобальные базы данных показывают, как климат влияет на характеристики почвенных грибов
- Цветение водорослей ведёт химическую войну в наших океанах
Другие новости на сайте
- Новое исследование описывает структуру шума масс-спектрометров Orbitrap
- Подтверждено: выход ограниченной серии BMW 8 Series на дебют в Pebble Beach
- «Вечные химикаты» обнаружены в многоразовом менструальном белье
- Новая технология искусственного интеллекта создаёт синтетические изображения для отслеживания дорогостоящих инвазивных растений
- Новые модели предсказывают эволюцию «планет-лавовых миров» и их изменения с течением времени
- Новое исследование подчёркивает, как право на использование имени и образа меняет идентичность спортсменов в колледжах
- Учёные используют космическую пыль для восстановления истории атмосферы Земли.
- Пользователи Cash App теперь могут объединять деньги для групповых платежей — даже с теми, у кого нет аккаунта.
- Международное сообщество должно принять меры для снижения уровня загрязнения пластиком
- Автономные косилки демонстрируют улучшенную производительность.