Коралловые рифы могут быть более взаимосвязаны и более устойчивы, чем считалось

Фото из открытых источников

Новое исследование выявило нечто, что звучит почти слишком хорошо, чтобы быть правдой, учитывая все остальное, что нам известно об их неустойчивом состоянии. Когда обычный ветвистый коралл размножается, его потомство не оседает поблизости. Оно дрейфует по океанским течениям, преодолевая в среднем 100 километров, прежде чем найти место, которое можно назвать домом.

Таким образом, они незаметно соединяют рифовые системы, разделённые тысячами километров, создавая сеть генетического разнообразия, которая может оказаться одной из лучших защит рифов от потепления океана.

Исследование проводилось под руководством Университета Саутерн Кросс и Французского национального центра научных исследований. Результаты были опубликованы в журнале Current Biology.

Это первое исследование, в котором нанесена на карту генетические связи между популяциями кораллов на Большом Барьерном рифе, атоллах Кораллового моря и в Новой Каледонии.

Исследователи обнаружили не три отдельные рифовые системы, а одну обширную, взаимосвязанную популяцию, размножающуюся в данной местности.

Исследовательская группа отобрала образцы более чем 1000 отдельных кораллов на 29 рифовых участках, сосредоточив внимание на ветвистом виде под названием Acropora spathulata. Это распространенный рифообразующий организм, личинки которого, как оказалось, являются необычайными путешественниками.

Когда кораллы этого вида откладывают икру и сперму, они высвобождаются в толщу воды, где встречаются, оплодотворяются и производят личинки, которые уносятся течением.  Исследователи обнаружили, что эти личинки оседают в среднем примерно в 100 километрах от мест обитания своих родителей. Это одно из самых больших расстояний расселения, когда-либо задокументированных для кораллов.

«Такое широкое расселение может помочь популяциям восстановиться после таких нарушений, как морские волны тепла, вспышки численности морских звезд-тернистых венцов или циклоны», — сказал ведущий автор исследования Хьюго Денис из Университета Саузерн Кросс и Сорбоннского университета.

Коралловые рифы подвергаются ударам со всех сторон одновременно. Морские тепловые волны обесцвечивают и уничтожают кораллы с такой скоростью, что у многих рифов практически нет времени на восстановление между такими событиями.

Вспышки численности морских звезд-тернистых венцов оголяют рифы. Циклоны вызывают физические разрушения.

После любого из этих событий скорость восстановления рифа частично зависит от того, какие личинки доступны для его повторного заселения, и, что особенно важно, откуда эти личинки берутся.

Риф, который может использовать только местных личинок, работает с ограниченным генетическим набором. Риф, получающий личинки из отдаленных популяций, имеет доступ к гораздо более широкому спектру адаптивных вариаций.

Некоторые из этих отдаленных генетических вариантов могут обеспечивать устойчивость к жаре. Другие могут способствовать более быстрому росту или большей устойчивости к болезням.

«Генетическое разнообразие — это топливо для адаптации; подобно общему набору инструментов в сообществе: чем больше разнообразие инструментов, тем лучше можно создавать новые вещи, решать проблемы и реагировать на меняющиеся условия», — сказал Денис.

Исследование выявляет особенно поразительную связь между рифами Австралии и Новой Каледонии. Эти системы расположены на расстоянии тысяч километров друг от друга, разделенные открытым океаном. И тем не менее генетический анализ показывает, что они иногда обмениваются личинками. 

«Это также позволяет популяциям из Австралии и Новой Каледонии, разделённым тысячами километров, время от времени обмениваться гаметами и генетическими вариантами — уникальными «инструментами», сформировавшимися за тысячи лет, которые могут помочь другим популяциям адаптироваться к меняющимся условиям окружающей среды», — пояснил Денис.

Кораллы — это не просто животные. В каждом коралле обитают сообщества фотосинтезирующих водорослей, живущих внутри его тканей. Эти симбионты придают кораллам их цвет и обеспечивают большую часть энергии. Когда вода становится слишком теплой, это партнерство распадается, водоросли исчезают, и кораллы обесцвечиваются.

Исследование показало, что Acropora spathulata является домом не для одного, а для пяти различных типов водорослевых симбионтов, причем разные типы появляются в разных условиях окружающей среды.

Эта биологическая гибкость добавляет еще одно адаптивное измерение к картине: различные водорослевые партнеры потенциально приспособлены к различным температурным режимам, что дает кораллам больше вариантов по мере повышения температуры океана.

«Эта работа также расширяет наше понимание того, как микроводорослевые симбионты распределяются по коралловым колониям на рифе», — сказала ведущий автор исследования Синтия Ригинос из Австралийского института морских наук и Университета Квинсленда. «Речь в гораздо большей степени идет об условиях окружающей среды, в которых оказываются симбионты, чем о самих видах кораллов-хозяев».

Прослеживание генетических связей между отдаленными популяциями рифовых организмов звучит просто в теории, но на практике это гораздо сложнее.

Исследователям приходится фактически отправляться к этим отдаленным рифам и собирать образцы коралловых популяций, распространенных на обширных участках океана.

Большинство исследований по изучению взаимосвязи коралловых рифов проводятся в пределах одной рифовой системы или относительно небольшой территории.

Одновременные поездки к местам отбора проб на Большом Барьерном рифе, в Коралловом море и Новой Каледонии — дорогостоящий и сложный с логистической точки зрения процесс.

«Именно это делает исследование Уго необычным и важным. Проведение выборочных исследований на такой географической территории — редкое явление», — сказала Ригинос.

Если популяции кораллов на территории разных стран генетически связаны, то управлять ими так, как если бы они были отдельными, не имеет особого смысла.

Стратегия сохранения, которая защищает коралловые рифы одной страны, оставляя при этом прилегающие международные воды на произвол судьбы, может защищать нечто менее устойчивое, чем кажется на первый взгляд.

«Поскольку морские волны тепла становятся все более частыми, коралловые рифы смогут выжить только в том случае, если популяции кораллов смогут адаптироваться к более теплой воде и восстановиться после гибели отдельных участков рифа», — сказал Денис.

Коралловые рифы не знают, где заканчиваются национальные воды. Вероятно, необходимо начать учитывать это при разработке мер по их защите.