Бразильские «рифы из перекатывающихся камней» изобилуют скрытым биоразнообразием

Фото из открытых источников

По всему морскому дну разбросаны твердые розоватые конкреции, некоторые размером с футбольный мяч, которые веками формировались крошечными известковыми водорослями. Известные как родолиты или «катающиеся каменные рифы», эти каменистые пространства не выглядят такими пышными, как другие морские местообитания, например, коралловые рифы. 

Но, согласно новому исследованию, в котором использовались методы анализа ДНК окружающей среды (eDNA) для обнаружения более 1000 видов, некоторые из которых, вероятно, являются новыми для науки, в родолитовых скоплениях у берегов Бразилии — крупнейших в мире.

«Эти участки, безусловно, обладают гораздо большим биоразнообразием, чем считается на данный момент», — говорит автор исследования Гильерме Перейра-Фильо из Федерального университета Сан-Паулу (UNIFESP). «Во всем мире биоразнообразие родолитов может соперничать или даже превосходить биоразнообразие коралловых рифов». И, как и кораллы, они находятся под угрозой из-за изменения климата, рыболовства, а также добычи полезных ископаемых и нефти.

Родолиты считаются «инженерами среды обитания», поскольку, подобно кораллам, они образуют рифоподобные структуры, служащие домом для других водорослей, мелких беспозвоночных и рыб. Хотя эти заросли занимают около 4 миллионов квадратных километров по всему миру — площадь, превышающая суммарную площадь тропических коралловых рифов, зарослей ламинарии и лугов морской травы, — лишь немногие исследования охватили весь спектр их видов, отмечает морской биолог Фернандо Мораис, эксперт по родолитам из Национального музея Бразилии, который не принимал участия в новом исследовании. «Изучение этой фауны очень важно, потому что многие из этих организмов служат пищей для нескольких видов рыб», некоторые из которых имеют экономическое значение, говорит он.

В Бразилии подобные исследования приобрели новую актуальность после того, как правительство Бразилии объявило о планах начать разведку нефти вблизи устья реки Амазонки, в районе, где недавно было обнаружено месторождение родолитов площадью 9500 квадратных километров. Ученые и экологи утверждают, что если бурение и разливы повредят эти месторождения, на их восстановление могут потребоваться десятилетия или даже больше, поскольку известковые конкреции растут очень медленно — часто менее 1 миллиметра в год.

«Мы глубоко обеспокоены», — говорит морской биолог Пауло Орта из Федерального университета Санта-Катарины. Бразильские месторождения уже подвергаются дноуглубительным работам для добычи карбоната кальция, используемого в качестве удобрения для сельскохозяйственных культур. Траление и закисление океана, которые препятствуют процессу кальцификации, также наносят ущерб. «Разведка нефти в новых районах только усугубит эти проблемы», — говорит Орта.

Нефтяная компания Petrobras, получившая лицензию на проведение разведочных работ вблизи устья Амазонки, заявила, что обладает техническими возможностями для предотвращения негативного воздействия на окружающую среду. Однако опасения скептиков усилились в январе после разлива бурового раствора, временно приостановившего разведку.

Новое исследование, опубликованное в журнале Biological Conservation, было посвящено родолитовым месторождениям в двух местах: вокруг островов Кеймада-Гранде, у побережья Сан-Паулу, и на архипелаге Аброльюс, где находится крупнейшее в мире родолитовое месторождение, занимающее площадь более 20 000 квадратных километров. Исследовательская группа не проводила отбор проб в районе, предназначенном для бурения. Однако они утверждают, что их выводы, вероятно, применимы к родолитовым месторождениям по всей стране.

В каждом месте водолазы собирали родолиты с глубины от 10 до 60 метров и поднимали их на поверхность для анализа. Команда осматривала узелки и регистрировала физические характеристики водорослей и мелких беспозвоночных, обитающих на них и внутри них. Они также измельчали родолиты в лаборатории и искали генетические следы организмов с помощью метабаркодинга, который позволяет идентифицировать несколько видов в одном смешанном образце путем секвенирования коротких, специфических маркеров эДНК.

В результате анализа были обнаружены варианты последовательности ДНК, представляющие 1800 видов. Объединив информацию о ДНК с морфологическими наблюдениями, команда смогла подтвердить названия по меньшей мере 450 видов, включая 21 вид, ранее не зарегистрированный в юго-западной части Атлантического океана, например, розовопятнистую морскую анемону Aiptasiogeton eruptaurantia , ранее встречавшуюся только в водах США и Карибском море, и морскую губку Hooperia anfractuosa , никогда ранее не наблюдавшуюся во всей Атлантике.

Многие последовательности не удалось связать с известными видами в международных геномных базах данных, а некоторые могли представлять организмы, новые для науки. Среди них — водоросль из рода Dissimularia, ранее наблюдавшаяся только в Тихом океане. Данные ДНК показали наличие этого рода, но последовательность не соответствовала ни одному из четырех ныне признанных видов.

Перейра-Фильо, изучающий родолиты более десяти лет, говорит, что команда смогла бы обнаружить больше таксонов, если бы виды из стран Глобального Юга были лучше представлены в геномных базах данных. Например, хотя в Бразилии известно о наличии более 16 000 морских видов, такие базы данных содержат последовательности ДНК только 3700 из них.

Авторы исследования подсчитали, что всего два бразильских месторождения родолитов могут содержать до 1% всех известных в настоящее время морских видов в мире, что позволяет предположить, что родолиты могут быть одними из самых биоразнообразных экосистем на планете. «Мы ожидали высокого биоразнообразия, но полученное нами число значительно превысило ожидания», — говорит ведущий автор исследования Педро Лонго, морской биолог и аспирант UNIFESP.

Метод анализа эДНК также выявил некоторые неожиданные особенности известных видов, такие как присутствие медузы Alatina alata , вероятно, на микроскопической ювенильной стадии. Хотя этот вид был зарегистрирован в форме медузы в глубоких водах, стадия полипа, которая, как считается, обитает на мелководье, никогда не наблюдалась непосредственно в природе.

«Неподготовленному глазу родолиты могут показаться скорее маленькими розовыми камешками, чем живыми водорослями, образующими важную среду обитания», — говорит морской биолог Надин Шуберт из Университета Алгарве, чьи исследования показали, что родолиты также могут быть важными поглотителями углерода, улавливая атмосферный углекислый газ в отложениях карбоната кальция. «Но они выполняют очень важные функции и должны быть дополнительно изучены и защищены».