Czy rafy koralowe przetrwają globalne ocieplenie?

Zmiany klimatu, rosnące temperatury wody morskiej i wzrost poziomu zakwaszenia oceanów doprowadziły w ostatnich latach do masowego wymierania koralowców. Zwłaszcza w Atlantyku liczba kluczowych dla ekosystemu zwierząt gwałtownie spadła. Ich krewniacy w oceanach Indyjskich i Spokojnym mają się jednak lepiej.

Aby zbadać przyczyny tej rozbieżności, badacze z uniwersytetu Penn State przyjrzeli się symbiotycznym algom, które mieszkają w ciałach koralowców i dostarczają im niezbędnych substancji odżywczych. Naukowcy odkryli, że mikroskopijne rośliny z Pacyfiku mogą być o wiele bardziej odporne na wysokie temperatury.

Rafy koralowe to rozległe struktury geologiczne zbudowane z węglanu wapnia wytwarzanego przez koralowce, osiadłe zwierzęta, których kolonie są zamieszkiwane przez populacje fotosyntetycznych alg z rodziny Symbiodiniaceae. Rośliny te są koralowcom niezbędne do życia. Ale gdy temperatura wody gwałtownie rośnie, symbiotyczna relacja między zwierzętami a roślinami się załamuje. Algi znikają z ciał koralowców, prowadząc do “wybielania" raf. Jeśli to zjawisko trwa długo, pozbawione pożywienia koralowce zaczynają umierać.

"Blednięcie koralowców wpływa nie tylko na same koralowce, ale także na całe ekosystemy organizmów - od bezkręgowców, takich jak jeżowce i homary, po kręgowce, takie jak ryby i żółwie morskie" mówi prof. Todd LaJeunesse, biolog z Penn State. "Ważne jest, aby badać biologię koralowców i ich symbiontów, abyśmy mogli przewidzieć, jak zareagują na przyszłe zmiany środowiskowe, zwłaszcza ocieplenie oceanów".

Nie wszystkie koralowce i symbionty zareagują w ten sam sposób. Oceany zawierają tysiące gatunków koralowców, z których każdy ma swoje unikalne cechy. Podobnie zamieszkujące je symbionty. Do niedawna jednak naukowcy nie doceniali różnorodności mikroskopijnych roślin i ich znaczenia dla przetrwania koralowców.

"Wcześniej naukowcy wrzucali wszystkie symbionty do kilku szerokich grup" tłumaczy LaJeunesse. "Praca mojego laboratorium polegała na opisaniu poszczególnych gatunków symbiontów, abyśmy wiedzieli, z czym mamy do czynienia. Bez tych informacji nie można odpowiednio badać ekologii, fizjologii i biogeografii koralowców".

Kiedy LaJeunesse i jego współpracownicy zaczęli opisywać gatunki symbiontów, ustalii, że niektóre są specjalistami - co oznacza, że mogą współżyć tylko z jednym lub kilkoma gatunkami koralowców - podczas gdy inne są generalistami - co oznacza, że mogą kojarzyć się z wieloma gatunkami żywicieli. Ponadto niektóre koralowce, zwłaszcza z Karaibów, polegają na specjalistycznych symbiontach, podczas gdy koralowce z Indo-Pacyfiku łączą się z generalistami. Brak elastyczności wśród koralowców karaibskich może uczynić je bardziej wrażliwymi na zmiany środowiskowe, podczas gdy koralowce Indo-Pacyfiku z bardziej elastycznymi partnerstwami mogą wytrzymać większe zmiany środowiskowe.

"Możliwe, że gatunki te mogą zdominować społeczności koralowców, gdy oceany Ziemi ocieplą się, a bardziej wrażliwe symbionty wymrą" mówi biolog.Jego zespół pobrał próbki koralowców z raf Palau w Tajlandii, Zanzibaru w Tanzanii, Wysp Phoenix, Wielkiej Rafy Koralowej w Australii i Nowej Kaledonii. Następnie wyekstrahowali symbiotyczne algi z próbek i zsekwencjonowali ich DNA. Potem zidentyfikowali i opisali pięć gatunków symbiontów, które są w stanie łączyć się z różnymi gatunkami koralowców-żywicieli.

"Trudno jest mówić o rzeczach, dla których nie mamy nawet nazwy" - mówi Caleb Butler, doktorant biologii z Penn State i współautor artykułu. "Kiedy formalnie opisujemy gatunek, nadajemy tym organizmom nazwę, pomagając w budowaniu tożsamości i pozwalając nam połączyć poprzednie badania z przyszłymi. Opisane przez nas organizmy są szeroko rozpowszechnione, a gdy oceany się ocieplają, termicznie tolerancyjni generaliści prawdopodobnie rozprzestrzenią się na nowe społeczności koralowców".