Знебарвлення коралових рифів: Симбіоз під термічним впливом

Партнерство, без якого корали не можуть жити

Ріфообразуючі коралі є твариною, але більшу частину своєї енергії вони отримують від одноклітинних водоростей, що називаються щупальцями, які живуть у їхніх тканинах у взаємовигідній симбіотичній співпраці. Водорості проводять фотосинтез за допомогою сонячного світла та безпосередньо передають кораловому гостю велику частку цукрів, що вони виробляють, а кораловий гост в свою чергу забезпечує водорості захищеним, багатим поживними речовинами домом і вуглекислим газом. Пігменти водоростей також надають здоровим коралам більшість їх кольору – власне тканина коралів у великій мірі прозора.

Що таке вицвітання (блючінґ)

Вицвітання коралів – це процес, коли корали виганяють свої зооксантелли (або руйнується пігмент фотосинтезу цих водоростей), у відповідь на стрес – найчастіше тривалі підвищення температури води приблизно на 1-2°C вище місцевого літнього максимуму протягом кількох тижнів. Підвищена температура пошкоджує механізми фотосинтезу водоростей, змушуючи їх виробляти надмірну кількість реактивних кисневих видів, які стають токсичними як для самих водоростей, так і для коралового госта. Корали реагують на це, виганяючи пошкоджені водорості. Без них прозорі тканини корала розкривають білий карбонатний скелет під ними – саме тому й названо «вицвітанням», хоча корали не вмирають на цьому етапі, а лише позбавлені свого основного джерела енергії та кольору.

Гонка між тривалістю напруження та відновленням

Вибілені корали не обречені автоматично. Якщо температура води повернеться до норми відносно швидко, більшість коралів може знову здобути зооксантелли, як із водоростей, що вижили в інших частинах їхньої тканини, так і шляхом поглинання нових водоростей з навколишнього води, та відновити повну колір та функцію протягом тижнів чи місяців. Однак кораль, який втратив колір, втратив більшу частину свого джерела енергії, тому чим довше триває напруження, тим більше він повинен покладатися на запаси енергії та відновлення популяції водоростей; тривала або повторна блідість до того, як ці запаси та популяція водоростей відновиться, призводить до голодування, збільшення вразливості до хвороб і зрештою – до смерті корала.

mild/short heat stress   → bleaching, algae recolonise, coral recovers
moderate/repeated stress → recovery incomplete between events, growth stalls
severe/prolonged stress  → energy reserves exhausted, coral starves and dies

Критичний момент: фазова зміна, а не просто втрата коралів

Здоровий риф – це гонка між кальцифікацією — швидкістю, з якою корали відкладають нову карбонатну кристалічну структуру та ростуть структуру рифу — і сукупною швидкістю фізичного ерозії, розчинення та біологічної ерозії (травлення, руйнівні організми), які зношують структуру. Масове відмирання коралів через повторне серйозне вибілювання видаляє організми, що виконують кальцифікацію, а ерозія продовжується незалежно, і чистота росту рифу може перетворитися з позитивної на негативну. Мертві коралові скелети також створюють відкриту підлогу, яку швидко зростаючі макроаліги легко колонізують, і після того, як алігахи домінують, вони можуть фізично запобігти прикріпленню коралових личинок та відновленню рифу, замикаючи риф у стані, домінуванні аліг навіть якщо температура води пізніше покращиться.

Чому деякі рифи відновлюються, а інші – ні

Здатність до відновлення залежить від того, скільки часу проходить між серйозними подібками та скільки часу потрібно для повного відновлення – зазвичай це десятиліття або більше для сильно пошкоджених рифів – а також від місцевої якості води, оскільки надлишок поживних речовин і осадових відкладень з прибережних потоків сприяють розвитку водоростей замість коралових рекрутів і сповільнюють колонізацію. Рифові ділянки з природно більш термостійкими видами коралів або симбіонтів водоростей, або з прохолодними місцевими течіями, схильні менше піддаватися подібкам під час однакових регіональних теплових подій, що є однією з причин значної варіативності інтенсивності подібків навіть серед рифів, які переживають подібні середні температури моря.

Frequently asked questions

Спробуйте наживо

Усе, що вище, працює прямо у вашому браузері — відкрийте Coral Reef і змінюйте параметри під час роботи. Нічого не встановлюється, нічого не завантажується на сервер, уся модель живе в одній вкладці.