Спасти рядового коралла

Когда ученые начали изучать рифы, в 1980-х годах, их общая площадь была примерно 600 тыс. км². С конца 90-х она начала существенно сокращаться и сейчас составляет около 250 тыс. км². Это тревожный звоночек, поскольку от кораллов напрямую зависит экосистема Мирового океана.

На этих красивых, ярких полипах живут мириады организмов: рыбы, морские птицы, черепахи и змеи, губки, черви, раки, моллюски, иглокожие и многие-многие другие. 

Рифовые ряды защищают берега от штормов и ураганов, создавая своеобразный подводный барьер для мощных течений, и предотвращают эрозию почвы. 

Биологические соединения, добываемые благодаря кораллам, применяют в лекарствах – например, из вещества, защищающего полипы от солнца, изготавливают препарат для лечения рака кожи. Ежегодная глобальная экономическая ценность коралловых рифов оценивается в сумму до $375 млрд.

Планктон. Длина тела – 20 мм. Фото: Ryo Minemizu. zagge.ru

Слизь от кораллов позволяет развиваться бактериальному планктону, который формирует бактериально-органическую взвесь. Она становится пищей для зоопланктона и беспозвоночных, а они, далее по пищевой цепи, – для рыб. Рыбы – для человека.

Кораллы – очень капризные существа и развиваются только в теплой соленой морской воде на глубине, куда попадают солнечные лучи. Любое отклонение от комфортной температуры на 1–2 °C может привести к гибели некоторых видов. Дело в том, что, когда кораллы начинают страдать от перегрева воды, их водоросли-симбионты выделяют ядовитую для коралловых полипов перекись водорода. А те, в попытке защиты, выбрасывают водоросли «за борт». Но именно благодаря водорослям рифы получают 90 % питания – без них им просто не выжить. Такие вот токсичные созависимые отношения.

Эту проблему называют обесцвечиванием кораллов. Будучи цветными, после выброса водорослей рифы становятся белыми и хрупкими. Их покидают все морские существа в поисках нового жилища, ведь коралловые колонии легко разрушаются подводным течением. По оценкам экспертов ООН, через несколько десятков лет коралловые рифы исчезнут полностью – 60 % уже находятся под угрозой.

Течение Эль-Ниньо, изменившее климат. kriptozoo.ru

Эль-Ниньо – природный феномен сильного колебания температуры поверхностного слоя воды. В 2017 году он накрыл воды Индийского океана и вызвал массовое обесцвечивание кораллов Большого Барьерного рифа. Около 1500 км кораллов оказались под угрозой гибели – это две трети всего рифа.

Создать новые, сохранить старые

Самый очевидный способ сохранить кораллы – это точечно оградить их от вредных факторов, поддающихся влиянию, а также вручную разводить их в местах, где они оказались повреждены. Поэтому Большой Барьерный риф стал морским национальным парком, где действует множество ограничений. Попасть сюда можно только в качестве туриста, перед погружением в воду нужно выслушать полную инструкцию, а трогать кораллы строго запрещено. Создание подобных убежищ, где нельзя рыбачить или добывать полезные ископаемые, делает рифы более здоровыми.

Еще ученые выращивают и пересаживают исчезающие виды кораллов. Так, организация Coral Restoring Foundation во Флориде использует метод фрагментации: маленькие, размером с палец, обломки кораллов подвешивают за веревочки на гигантскую конструкцию из ПВХ, которая выглядит как дерево. Процесс очень похож на украшение елки к Новому году, только «игрушки» затем разрастаются и превращаются в колонию. Такие «питомники» уже стали домом для 11 видов кораллов.

Еще способ – коралловый криобанк. Сотрудники лондонской эколаборатории Haereticus собирают и замораживают при температуре –200 °C как можно больше видов кораллов, чтобы сохранить их навсегда. Ученые полагают: если кораллы не могут выжить сами по себе в современном океане, возможно, пройдет какое-то время, прежде чем условия изменятся настолько, чтобы позволить им вновь заселить море. Недавно исследователи из США совершили прорыв в этой области: в 2018 году команда с Гавайев впервые использовала раствор антифриза, смешанный с частицами золота, и «лазеры для быстрого оттаивания», чтобы заморозить и разморозить личинки кораллов. Вскоре после этого другая группа ученых смогла использовать криогенно замороженную сперму кораллов для оплодотворения живых яйцеклеток, которые успешно превратились в личинки. Так ученые сохраняют сами кораллы и их генетическую информацию.

Грызуны – скрытые вредители коралловых рифов

От крыс, живущих на островах рядом с коралловыми рифами, нужно избавиться, заявили австралийские и британские ученые. Они исследовали 12 островов архипелага Чагос недалеко от Мальдив, который эти грызуны населяли с конца XVIII – начала XIX века. Экологи выяснили, что бежавшие с кораблей крысы расселились не везде, а только на шести островах, где активно пожирали яйца, птенцов и даже взрослых птиц. Популяция птиц была в 200 раз меньше, чем на островах без крыс. А ведь морские птицы очень важны для коралловых рифов. Их помет – гуано – очень богат азотом и фосфором, которые, попадая в воду, повышают термоустойчивость кораллов. Исследователи уверены: кораллы, которые живут рядом с островами без крыс, более устойчивы к колебаниям температуры. Поэтому ученые считают, что борьба с грызунами должна стать приоритетной политикой островов. Новая Зеландия, например, уже объявила войну крысам, а еще государственная компания Predator Free 2050 Limited планирует избавиться от опоссумов и горностаев.

freepik.com

Термоустойчивые водоросли

Когда температура воды становится выше той, в которой кораллы чувствуют себя комфортно, водоросли, живущие в них, отделяются от коралла. Ученые из Австралии подумали: как сделать эти водоросли менее требовательными к повышению температуры? И начали эксперименты. Для этого в 2010 году они отобрали образцы Cladocopium goreaui у Большого Барьерного рифа и стали их модифицировать в лаборатории при стартовой температуре 27 °C. Из одной клетки выводили последующие бесполые популяции путем простой репликации. И каждый новый клон водорослей претерпевал медленное повышение температуры – градус за градусом. За четыре года ученые клонировали 120 поколений. И в конце исследований получилась популяция, которая уже спокойно выдерживала 31 °C.

В условиях лаборатории новые штаммы не только стали более устойчивыми к жаре – у них активнее протекал фотосинтез. Ученым осталось лишь подселить новые водоросли к личинкам коралловых полипов и посмотреть, уживутся ли они вместе. И увидели – три из десяти штаммов водорослей защитили коралл от обесцвечивания и не стали его покидать. Вывести эту модифицированную популяцию и зафиксировать результаты получилось только в 2020 году. Эксперименты продолжаются.

Звуки вечеринки

Чтобы восстановить деградировавшие участки коралловых рифов, ученые из Австралии и Великобритании воспроизводили звуки здорового рифа и привлекали рыбу к мертвым кораллам. И это сработало. Старший автор исследования, опубликованного в Nature Communications, профессор Стив Симпсон (Stephen D. Simpson) объяснил: «Здоровые коралловые рифы – это удивительно шумные места: треск щелкающих креветок, крики и рычание рыбы вместе образуют великолепную биологическую звуковую среду. Молодые рыбы прислушиваются к этим звукам, когда ищут место для поселения». Словно стекаются на шум вечеринки, понимая – здесь есть жизнь.

Безжизненные рифы снова становились обитаемыми. Например, одна из рыб, которые влияют на здоровье кораллов, это рыба-попугай. Своими зубами она выдирает молодые водоросли с коралловых рифов и таким образом предотвращает их удушье, запуская процесс биоэрозии – так коралловый риф обновляется, а объеденные остатки становятся песком. Безусловно, когда ученые сгоняли рыбок к мертвым кораллам, они все равно не могли изменить высокую температуру воды, и рифам было непросто. Но исследователи заявили: у поврежденных рифов есть больше шансов на восстановление, если у них живут популяции рыб.