Учёные стали свидетелями успешного нереста редкого коралла на рифах Флориды

от

Под покровом темноты, освещаемые только светящимися палочками и фонариками с красным фильтром, исследователи ждали под водой у Ки-Ларго в надежде стать свидетелями одного из редчайших явлений в морской жизни — нереста кораллов.

Это деликатное зрелище, называемое нерестом кораллов, — явление, происходящее раз в год, когда рифостроящие колонии кораллов во Флориде одновременно выпускают крошечные сгустки яиц и спермы. Они всплывают на поверхность, создавая картину, напоминающую встряхнутый снежный шар.

Нерест, который обычно длится несколько дней и занимает менее 20 минут, запускается тонкими сигналами окружающей среды — фазой Луны, приливами и температурой воды, — на которые здоровые рифы когда-то реагировали в согласованной синхронизации. Но в последние годы изменение климата нарушило репродуктивный ритм.

Массовое обесцвечивание кораллов в 2023 году, вызванное рекордной температурой прибрежных вод, нанесло огромный ущерб рифам Флориды. Это привело к тому, что учёные Coral Restoration Foundation называют «асинхронным стрессовым нерестом», когда кораллы выпустили недоразвитые яйца и сперму слишком рано — как будто в последней попытке размножиться перед смертью. Но это произошло так рано, что размножение в значительной степени не удалось.

Поэтому этот нерест был абсолютно важен для будущего коралловых рифов Флориды и для исследователей, работающих над их восстановлением. Смесь надежды и неопределённости вызвала эмоции у Роксаны Бунстра, координатора по образованию в Coral Restoration Foundation, которая прослезилась, прежде чем прыгнуть в воду на этой неделе.

«Обесцвечивание было тяжёлым для кораллов, как будто у них была лихорадка, — сказала она. — Степень потепления была ненормальной, и то, что они смогли вернуться и нереститься, было бы потрясающе».

К их облегчению, кораллы справились. Это был первый успешный нерест для акроповых кораллов, выращиваемых в питомнике Coral Restoration Foundation после массового обесцвечивания в 2023 году.

Размножение кораллов — это важный показатель здоровья любой колонии кораллов, но особенно для питомников. Фонд и другие программы восстановления считаются ключевыми для восстановления более устойчивых рифов, — сказал Алекс Нойфельд, менеджер научной программы в Coral Restoration Foundation.

«Кораллы, как и любые другие виды животных, не будут вкладывать энергию и ресурсы в размножение, если они не здоровы, — сказал Нойфельд. — Если мы видим жизнеспособные яйца, это означает, что все основные жизненные потребности кораллов удовлетворяются. Это значит, что наши колонии здоровы, и мы делаем что-то правильно».

Тем не менее есть признаки того, что Карибское море может снова нагреться в этом году до окончания лета, если штормы, подобные тропическому шторму Эрин, не помогут охладить его.

Размножение кораллов — это непростая задача. В дикой природе яйца и сперма кораллов выпускаются в воду и оставляются на произвол судьбы в дрейфе течения. Но из-за высокого риска того, что яйца и сперма разнесутся течением или будут съедены, а также из-за потепления океана и загрязнения, выживают очень немногие, превращаясь в личинок, а ещё меньшее количество оседает на дне океана и вырастает в кораллы.

«Они просто во власти волн в воде», — сказал Нойфельд.

И поскольку обесцвечивание и другие проблемы уничтожили многие рифы, соседние кораллы находятся дальше друг от друга, что затрудняет их встречу на поверхности, — сказал Нойфельд. Представьте себе это как свайпы в приложениях для знакомств, где все слишком далеко, чтобы стоило ехать на встречу.

Поэтому учёные надеются вмешаться и помочь, тщательно контролируя процесс нереста, чтобы повысить шансы на успех.

В сумерках, за несколько часов до ожидаемого нереста кораллов, команда спустилась в питомник, который они называют «аллеей нереста». Питомник состоит из фрагментов кораллов, свисающих со структур, которые Coral Restoration Foundation разместила на глубине 30 футов под поверхностью.

Второй спуск был после 22:00. Ночью всё выглядит по-другому под водой. Кровососки мелькают перед фонариками, и при движении в полной темноте появляется зелёная биолюминесценция.

Исследователи внимательно изучают кораллы на предмет «настройки», которая является признаком того, что нерест вот-вот начнётся. Неопытному глазу это трудно увидеть. Учёные описывают это как прыщик, который выглядит готовым лопнуть.

Как только яйцеклетки и сперматозоиды — известные как гаметы — будут выпущены, у исследователей есть всего 35–45 минут, чтобы извлечь крошечные сгустки в пробирку, прежде чем они начнут распадаться на сперму и яйцеклетку. Важно доставить гаметы в лабораторию до того, как они начнут отделяться, чтобы оплодотворить их самостоятельно, сказала Бунстра, чтобы исследователи могли скрестить генетические варианты — процесс, призванный повысить устойчивость к повышению температуры морской воды.

Гаметы размером примерно с Dippin’ Dots собираются в пробирки и доставляются на судно, которым управляет Чикагский аквариум Shedd.

На судне учёные Shedd готовят «коктейль из кораллов», смешивая равные количества различных генетических вариаций кораллов в одном резервуаре. Его аккуратно перемешивают и разделяют по разным контейнерам.

«Мы должны делать это очень аккуратно, чтобы дать всем шанс. Мы просто пытаемся увеличить наши шансы на появление поселенцев, которые смогут внести свой вклад в это новое генетическое разнообразие, которое повысит устойчивость», — сказала Шэйл Матсуда, эколог на судне Shedd.

Дайверы собирали гаметы каждую ночь на этой неделе. В понедельник было небольшое количество нереста, а во вторник, когда Herald присоединился к наблюдениям, его стало немного больше. В среду вечером произошло гораздо более масштабное событие, и было собрано тысячи гамет, сказал Матсуда. Они ожидают, что в четверг вечером будет ещё лучше.

«Они выглядят хорошо», — сказал Матсуда.

Учёные также проводят различные эксперименты на судне, используя этих личинок, чтобы попытаться повысить устойчивость к жаре.

Некоторые из гамет были переданы в SEZARC, группу зоопарков, аквариумов и центров по сохранению, занимающихся решением репродуктивных проблем, для заморозки, чтобы использовать их позже, а другие были подвергнуты тестам на тепловой стресс.

Кевин Вонг, помощник учёного в лаборатории иммунитета книдарий в Университете Майами, использует стволовые клетки из теплоустойчивых кораллов, которые они идентифицируют, чтобы попытаться внедрить во взрослые кораллы более термостойкую ДНК.

«Это похоже на концепцию трансплантации стволовых клеток, как те трансплантации костного мозга для людей между людьми, чтобы помочь вылечить рак», — сказал Вонг.

Но в отличие от людей, кораллы не переносят инъекций. Вместо этого, по словам Вонга, они создали небольшие камеры, где фрагменты кораллов пропитываются новыми клетками в течение примерно восьми часов — достаточно долго, чтобы впитать лечение, но не настолько долго, чтобы умереть от ограниченного потока воды.

Нойфельд сказал, что у Coral Restoration Foundation была «очень успешная ночь». Исследователи смогли собрать гаметы от 14 из 29 генотипов акроповых кораллов из Coral Restoration Foundation. Они также собрали образцы на большей части рифового тракта от залива Бискейн на юг до Драй-Тортугас.

Не только питомник Coral Restoration Foundation добился успеха. Примерно в 200 ярдах к северу Reef Renewal U.S., другая некоммерческая организация по сохранению кораллов, также провела крупный нерест в Ки-Ларго, в том числе от другого редкого вида, называемого коралловыми деревьями. Акропоры и коралловые деревья важны, потому что это быстрорастущие кораллы, которые производят большие ветви, и когда-то они доминировали на рифах у Южной Флориды, — сказал Кен Недимайер, технический директор Reef Renewal.

«Каждый из наших объектов и генотипов нерестился прошлой ночью, — сказал Кен Недимайер. — Можем ли мы сделать это в масштабе? И можем ли мы привить достаточно термостойкости, чтобы она сохранялась в течение столетия? Я не знаю, но вы не узнаете, пока не попробуете».

То, что исследователи не могут контролировать, — это глобальные климатические изменения. Хотя нерест был многообещающим, на этой неделе температура воды на многих из этих рифов поднялась до опасного уровня. Настолько опасного, что федеральные наблюдатели за коралловыми рифами дали официальный приказ «отбой» группам по пересадке кораллов ранее на этой неделе.

Национальное управление океанических и атмосферных исследований предупредило группы питомников кораллов, что температура воды поднялась до 30,5 градусов Цельсия, порога обесцвечивания кораллов. В понедельник рифам был присвоен уровень оповещения 1 по обесцвечиванию — второй по величине уровень на предупреждающей диаграмме. При такой температуре детёныши кораллов в дикой природе могут не выжить.

Единственной группе, которой было разрешено продолжить пересадку, была команда исследователей, размещающих новые фрагменты, специально разработанные для того, чтобы выдерживать экстремальную морскую жару.

Но некоторое облегчение может появиться на горизонте. Ожидается, что тропический шторм Эрин пройдёт к северу от Карибского моря в выходные в виде крупного мощного урагана. Внешние волны и ветра шторма, вероятно, охладят перегретые рифы, дав кораллам небольшую передышку, прежде чем температура снова повысится.

Матсуда, учёный из Shedd, сказал, что эксперименты, подобные этим, дают надежду на решение, которое не только повышает устойчивость рифов, но и создаёт масштабируемое решение. Требуется много времени и ресурсов, чтобы применять лечение к отдельным взрослым особям, сказал он, но при размножении они работают с сотнями тысяч личинок одновременно.

«Если мы сможем найти что-то, что поможет этим личинкам выжить, это может оказать гораздо большее влияние в будущем», — сказал Матсуда.

2025 Miami Herald. Distributed by Tribune Content Agency, LLC.

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте