По прогнозам генетиков, коралловые полипы Acropora millepora, часто встречающиеся в Большом Барьерном рифе, смогут приспособиться к постепенному повышению температуры воды. Как пишут исследователи в PLoS Genetics, кораллы, вероятно, проживут еще как минимум 20-50 поколений (примерно 100-250 лет).
Дальнейшая адаптация тоже возможна, но она будет определяться неизвестными на сегодня генетическими характеристиками, от которых будет зависеть толерантность полипов к теплой воде и к скорости ее потепления. Однако авторы замечают, что не исследовали кораллы, уцелевшие после крупнейшего обесцвечивания 2016 года.
Одной из основных проблем коралловых рифов является обесцвечивание, в ходе которого коралловые полипы выбрасывают из себя внутриклеточных симбионтов — одноклеточных водорослей зооксантелл. В обычном состоянии способные к фотосинтезу зооксантеллы обеспечивают полипов кислородом и питательными веществами и придают им окраску. Взамен они получают защиту и необходимые неорганические вещества. Кораллы избавляются от водорослей в ответ на стрессовые условия — изменение температуры или солености воды, действие химических загрязнителей или инфекций. Обесцвеченные организмы некоторое время сохраняют жизнеспособность, но теряют окраску и резко замедляют рост. Если в это время они опять захватывают водоросли, рост начинается заново, если нет — полип погибает.
За последние десятилетия обесцвечивание кораллов стало происходить гораздо чаще и в бо́льших масштабах, чем раньше. По подсчетам исследователей, в период между 1980 и 2016 годами интервалы между подобными событиями глобального масштаба сократились вдвое и теперь составляют шесть лет. Те же авторы в только что опубликованной статье в Nature подсчитали, что в 2016 году погибло около 30 процентов кораллов в Большом Барьерном рифе. Причем если раньше они умирали не сразу после обесцвечивания, а сначала долгое время голодали, то во время последнего события все происходило очень быстро — от начала обесцвечивания до гибели полипов проходило 2-3 недели, они буквально «сваривались» до смерти.
Американские и австралийские генетики под руководством Михаила Маца (Mikhail Matz) из Техасского университета в Остине задались вопросом, выживут ли кораллы в таких условиях до конца текущего столетия. Чтобы на него ответить, ученые в 2002-2009 годах собрали образцы Acropora millepora — обычного вида в Большом Барьерном рифе — из пяти популяций в разных частях рифа. Там, где они собирали образцы, средняя температура воды в течение самого жаркого летнего месяца менялась на три градуса Цельсия. Затем авторы статьи исследовали структуру популяций кораллов, скорость миграции полипов и распределение их личинок. Также ученые проанализировали геном полипов из разных популяций с тем, чтобы определить их способность адаптироваться к повышению температуры воды.
В результате исследователи пришли к выводу, что A. millepora сможет приспособиться к быстро меняющимся условиям и прожить еще 20-50 поколений (100-250 лет), хотя популяции, уже сумевшие приспособиться к повышению температуры воды, быстро исчезнут. Довольно активные миграции полипов (до одного процента в каждом поколении) в некоторых популяциях адаптации не помешают. Приспособиться к дальнейшему потеплению воды кораллы тоже, возможно, смогут, но способность к адаптации будет определяться неизвестными пока мутациями, от которых будет зависеть толерантность полипов к повышению температуры воды и к скорости изменения этого показателя.
Следует отметить, что в модели, которую использовали авторы статьи, повышение температуры поверхностного слоя воды составляло 0,05 градуса Цельсия за поколение (пять лет), соответственно за десятилетие она будет повышаться на 0,1 градус. Также они учитывали неожиданные резкие колебания температуры, подобные Эль Ниньо, и выяснили, что кораллы будут очень чувствительны к таким скачкам (что и случилось в 2016 году). Но как полипы будут адаптироваться к более быстрому повышению температуры, непонятно.
Также, как указывают сами исследователи, их могут упрекнуть в том, что они использовали «устаревшие» данные и не учитывали последствий массового обесцвечивания кораллов, которое произошло в 2016 году. Однако авторы замечают, что невозможно оценить значимость совсем недавних генетических изменений, которые произошли за последние 2-3 поколения, если только не исследовать практически все уцелевшие кораллы.
Недавно морским биологам впервые удалось снять процесс обесцвечивания на видео. Для этого они повысили температуру воды в аквариуме с кораллами на шесть градусов Цельсия. Обесцвечивание началось через два часа после повышения; кораллы «выплевывали» водоросли через ротовое отверстие и в период от двух до восьми дней они все погибли.
https://nplus1.ru/news/2018/04/23/Great-Barrier-Reef-live |
