Nowe badania odległej rafy Scott, położonej pomiędzy północno-zachodnią Australią a Indonezją, ujawniły rodzaj koralowców posiadających wrodzoną zdolność do regeneracji po powtarzających się cyklach zapadania się.

Haczyk? Potrzebują wystarczająco dużo czasu, aby przejść pomiędzy zakłóceniami, aby się zregenerować.

W badaniu prowadzonym przez Australijski Instytut Nauk o Morzu (AIMS) przeanalizowano dane zebrane w latach 1994–2021, w tym lata, w których zakłócenia, takie jak cyklony tropikalne i masowe blaknięcie, zmniejszyły pokrywę koralowców.

„Byliśmy naprawdę zaskoczeni, gdy spojrzeliśmy na dane genetyczne na przestrzeni czasu i faktycznie nie znaleźliśmy żadnych zmian od początku XXI wieku do chwili obecnej” – dr Luke Thomas, naukowiec zajmujący się koralowcami w AIMS i główny autor artykułu w Biologia komunikacjipowiedział Kosmos.

„Pomimo wielu poważnych zakłóceń dane genetyczne wykazały, że populacja nadal utrzymuje wysoki poziom różnorodności genetycznej. Te poziomy różnorodności genetycznej były podobne do bardziej dziewiczych raf, które nie uległy blaknięciu i śmiertelności.

Zakłócenia, takie jak masowe blaknięcie, mogą powodować śmiertelność koralowców, co może drastycznie zmniejszyć liczbę koralowców na rafie. Zespół badawczy był zainteresowany zbadaniem, w jaki sposób powtarzające się zakłócenia wpływają na regenerację koralowców.

W szczególności szukali oznak wąskich gardeł populacyjnych – sytuacji, w których wielkość populacji ulega drastycznemu zmniejszeniu, zmniejszając jej pulę genową i powodując bardzo niski poziom różnorodności genetycznej w pozostałej populacji.

„Różnorodność genetyczna jest paliwem do adaptacji. Więc, [the] większa zmienność genetyczna, [the] więcej możliwych kombinacji, które generują fenotyp odpowiedni dla środowiska” – mówi Thomas.

„W miarę postępu zmian klimatycznych utrzymanie zmienności genetycznej populacji ma kluczowe znaczenie, aby w pewnym sensie zabezpieczyć ich ewolucję.

„Nie ma obecnie żadnych innych badań, które tak naprawdę zbadałyby tę koncepcję u koralowców”.

Podobnie jak większość raf Indo-Pacyfiku i Oceanu Indyjskiego, głównym rodzajem raf budujących rafę Scott Reef jest Akropora. Ten rodzaj koralowców kamiennych ma tendencję do napędzania procesu regeneracji rafy, a także jest wrażliwy na ciepło, co czyni go idealnym kandydatem do badań.

„Piękno Scott Reef polega na tym, że jest odległa i odizolowana, dlatego nazywamy ją systemem zamkniętym – zależnym od lokalnych źródeł larw. Przypomina to więc mały eksperyment, naturalne laboratorium, w którym badamy skutki tych zakłóceń” – mówi Thomas.

AIMS od trzydziestu lat wysyła statki badawcze w celu pomiaru pokrywy i różnorodności koralowców w miejscach długoterminowego monitorowania na rafie Scott. Od 2004 roku nurkowie pobierają również próbki tkanek interesujących gatunków koralowców, m.in. Acropora tenuisdo analizy genetycznej.

„Kiedy wrócimy na powierzchnię, zakonserwujemy próbki tkanek w etanolu lub błyskawicznie zamrozimy je w ciekłym azocie” – mówi Thomas.

„A potem zabieramy je z powrotem do naszego laboratorium w Perth i wtedy przeprowadzamy ich analizę. W rzeczywistości mamy duże pomieszczenie pełne próbek zakonserwowanych etanolem z całego miejsca”.

Według Thomasa jest to wyjątkowe zjawisko w świecie badań nad koralowcami, ponieważ zwykle badania genetyczne koralowców przeprowadza się na podstawie próbek pobranych w jednym punkcie czasowym.

„Trudno zrozumieć, jak wszystko się zmieniło, jeśli nie ma się porównania z danymi historycznymi. Nie powinniśmy patrzeć na naturalne populacje tylko w jednym punkcie czasowym, musimy je badać przez dziesięciolecia i liczne zakłócenia, aby naprawdę zrozumieć, jak zmienia się genetyka”.

Nieoczekiwanie odkryli, że genetyka zmieniła się bardzo niewiele. Pomimo poważnego spadku pokrywy koralowców dane sugerują, że z biegiem czasu pozostało przy życiu wystarczająco dużo osobników, aby ułatwić powrót do zdrowia i utrzymanie umiarkowanego poziomu różnorodności genetycznej w populacji.

„Korale… [are] naprawdę duże populacje z ogromną różnorodnością genetyczną… Kiedy widzimy te masowe zaburzenia, nadal jest wystarczająca liczba ocalałych, a ci, którzy przeżyli, są na tyle zróżnicowani, że gdy ożywienie następuje w przypadku zaledwie kilku populacji, które przeżyły, nie widzimy spadków” – wyjaśnia Thomas.

Naukowcy uważają, że te odkrycia można zastosować do Akropora gatunków na całym świecie.

„Powodem, dla którego byli w stanie utrzymać zmienność genetyczną, jest to, że rodzaj koralowców ma naprawdę dużą zdolność rozprzestrzeniania się, więc ich larwy mogą przetrwać w słupie wody nawet przez tydzień i mogą dość łatwo rozproszyć się po rafie – mówi Tomasz.

„Mogą istnieć pewne miejsca, które zostały mniej dotknięte i ze względu na wysoką przewodność te mniej dotknięte miejsca mogą ułatwić odzyskiwanie w odległych lokalizacjach, które był wpływ.

„Są rzeczy, które są wyjątkowe dla rafy Scott… jej izolacja, jakość wody, oddzielenie jej od innych czynników stresogennych, które na przykład nękają Wielką Rafę Koralową, takich jak zła jakość wody i przełowienie. Uważamy jednak, że procesy te są w pewnym sensie spójne na wszystkich rafach.

To bardzo potrzebna dobra wiadomość z frontu koralowców po potwierdzeniu masowego blaknięcia, które miało miejsce w marcu na Wielkiej Rafie Koralowej – piątego takiego zdarzenia od 2016 roku.

Dyrektor programu badawczego AIMS, dr David Wachenfeld, powiedział, że „masowe blaknięcie koralowców na Wielkiej Rafie Koralowej jest częścią globalnego wzorca ekstremalnych temperatur spowodowanych zmianami klimatycznymi”.

„Zmiany klimatyczne pozostają największym zagrożeniem dla raf koralowych na całym świecie. Powoduje częstsze i dotkliwsze morskie fale upałów, co prowadzi do skrócenia okresu regeneracji koralowców po blaknięciu i innych zaburzeniach”.

Ale klucz do Zespół Acropory zdolność do odzyskania swojej różnorodności genetycznej polega na tym, że historycznie rzecz biorąc, pomiędzy powtarzającymi się zakłóceniami upłynął wystarczający czas, aby na to pozwolić.

„W pewnym sensie wyniki są obiecujące, ponieważ wiemy, że nie jest za późno na działanie. Ta różnorodność genetyczna jest utrzymywana w populacji. Jeszcze nic z tego nie straciliśmy” – mówi Thomas.

Ale to nie znaczy, że możemy siedzieć na ogonie i wyłącznie na tym polegać Zespół Acropory naturalna odporność. Thomas ostrzega, że ​​według przewidywań w ciągu najbliższych kilku dekad zjawiska blaknięcia będą zdarzać się co roku.

„Jeśli takie zjawiska blaknięcia będą zdarzać się co roku, osłabi to naturalną odporność tych systemów i [there will be] po prostu nie ma wystarczająco dużo czasu, aby się zregenerowali. Jest to więc zdecydowanie historia nadziei, ale także przestrogi.”