Подводные зонты: как затенение спасает кораллы Карибского бассейна от обесцвечивания

По мере потепления климата кораллы по всему миру сталкиваются с всё более частыми морскими волнами тепла, которые приводят к широкомасштабному обесцвечиванию кораллов. Учёные спешат защитить мировые рифы с помощью различных вмешательств, таких как дополнение рифов пересаженными кораллами, усиление иммунной системы кораллов полезными микроорганизмами и развёртывание подводных теней для защиты от солнечных лучей.

Новое исследование, опубликованное в Frontiers in Marine Science, добавляет доказательства того, что эта стратегия затенения может предотвращать — а иногда и обращать вспять — обесцвечивание для двух атлантических видов кораллов. Хотя учёные развёртывали similar тени над тихоокеанскими кораллами, исследования затенения были ограничены в Атлантическом океане. Стратегия может помочь усилиям по восстановлению и сохранению кораллов, защищая особенно уязвимые кораллы в Карибском бассейне и за его пределами во время морских волн тепла.

Наука в тени

Кораллы — это животные, которые получают до 90% своих питательных потребностей от так называемых симбионтов: одноклеточных фотосинтетических водорослей, которые живут внутри клеток кораллов. Плотность водорослей и количество хлорофилла, которое они содержат, определяют, насколько светлым или тёмным является коралл. Когда коралл обесцвечен и его симбионты исчезли, «коралл медленно голодает», — сказала Карен Нили, морской биолог из Nova Southeastern University во Флориде и автор нового исследования.

В 2023 году одна из худших морских волн тепла в Карибском бассейне привела к широкомасштабному событию обесцвечивания. Впоследствии Нили и исследовательская команда захотели выяснить, может ли затенение помочь защитить виды кораллов в Атлантике, как это было в других частях мира. Команда собрала 20 теней из труб ПВХ, пены и сельскохозяйственной затеняющей ткани. Они установили тени над сообществами двух атлантических видов мозговых кораллов, Pseudodiploria clivosa и Colpophyllia natans, в Ньюфаунд-Харбор, охраняемом рифе во Флорида-Кис. Тени оставались на месте с августа по ноябрь 2024 года. В течение этого времени исследователи отслеживали цвет кораллов и отбирали образцы сообщества симбионтов.

Исследователи измеряли степень обесцвечивания, сопоставляя цвет коралла с цветами на Coral Health Chart — инструменте, созданном исследовательской некоммерческой организацией в Университете Квинсленда в Австралии. Они сравнили свои findings с измерениями, взятыми с nearby кораллов, которые не были затенены. Во время исследования температура поверхности моря в Ньюфаунд-Харбор превысила порог обесцвечивания Флорида-Кис в 30,5°C (86,9°F) как минимум в течение 61 дня — условия, при которых кораллы начинают испытывать стресс. В 2024 году риф столкнулся со вторым по величине накопленным тепловым стрессом за всю историю наблюдений, согласно NOAA.

Затенённые кораллы показали меньше обесцвечивания в целом, а некоторые даже восстановились от обесцвечивания, которое произошло ранее в сезоне — показывая, что вмешательства всё ещё могут помочь после того, как событие обесцвечивания уже началось. «Мы не смогли выставить тени, пока кораллы уже не начали бледнеть, и поэтому мы не были уверены, не будет ли это слишком поздно, чтобы иметь какой-либо эффект, — сказала Нили. — Но что мы обнаружили, так это то, что как только эти тени были установлены, все эти кораллы восстановились».

Марк Уорнер, морской экологический физиолог из Университета Делавэра, не участвовавший в новом исследовании, сказал, что результаты не были удивительными и что учёные наблюдали, что облачные дни и крупные штормы могут смягчить события обесцвечивания.

Загадка водорослей

Исследовательская команда также ожидала, что видовой состав клеток водорослей внутри коралла изменится в зависимости от того, были ли кораллы затенены или нет. Однако виды симбионтов и скорость, с которой количество симбионтов менялось, были примерно одинаковыми для всех кораллов, затенённых и незатенённых. Нили сказала, что этот результат может быть связан с тем, что все симбионты уже были термостойкими после морской волны тепла 2023 года, которая, возможно, уничтожила виды симбионтов, которые не были таковыми. «Они уже были настолько термостойкими, насколько могли быть», — сказала она.

Тем не менее, тот факт, что как более бледные, незатенённые кораллы, так и более тёмные, затенённые кораллы имели相似 плотность водорослей, может означать, что кораллы не обесцвечивались в традиционном смысле, при котором водоросли покидают своих коралловых хозяев, сказал Уорнер. «Даже их контрольные кораллы, которые побледнели по мере повышения температуры… на самом деле не теряли свои симбиотические водоросли быстрее, чем обработанные кораллы». Возможно, что водоросли внутри незатенённых кораллов акклиматизировались к высоким количествам солнечного света путём уменьшения количества хлорофилла, сказал Уорнер, что изменило бы пигмент коралла, а не количество водорослей. Однако, отметил он, исследовательская команда была ограничена их отбором проб — разрешительные ограничения означали, что команда могла отбирать пробы только сообщества водорослей, присутствующего на краях кораллов, а не на вершинах, которые подвергались бы воздействию Солнца.

Доказательство защиты

Исследователи надеются, что исследование предоставит экологическим менеджерам доказательства того, что затенение может работать для атлантических видов кораллов. Нили надеется, что исследование предоставит экологическим менеджерам доказательства того, что затенение может работать для атлантических видов кораллов. «Что-то, испытываемое в другой части мира, может не сделать менеджеров такими же уверенными, как что-то, что было испытано здесь, на наших собственных рифах и с нашими собственными видами, и показало свою успешность, — сказала она. — Это открывает двери для менеджеров, которые могут захотеть рассмотреть более широкое внедрение».

«Одна вещь, которая нас удивила, — это то, насколько легко [тени] были эффективны», — сказала Нили. Исследовательская команда предполагала, что им нужно будет регулярно чистить тени или что оборудование может быть недостаточно прочным. Но тени оставались относительно чистыми и низкозатратными в обслуживании. Кроме того, стратегия затенения примерно в 10 раз дешевле стоимости замены мёртвого коралла, написали авторы. Нили подчеркнула, что тени — это мелкомасштабное решение, лучше всего подходящее для защиты высокоприоритетных кораллов, таких как особенно крупные, редкие или любимые экземпляры — «кораллы, которые менеджеры решают, что мы просто не можем позволить себе потерять».

Нили сказала, что далее она хотела бы изучить, как затенение влияет на долгосрочное здоровье кораллов. Даже если кораллы не умирают от обесцвечивания, медленное голодание, которое вызывает обесцвечивание, может сделать кораллы более восприимчивыми к болезням и менее способными к размножению. Затенение кораллов может сохранить их силу для устойчивости к болезням и размножения, сказала она.

Затенение кораллов — это не просто временная мера. Это часть более широкой стратегии по сохранению рифов в эпоху климатических изменений. По мере того как морские волны тепла становятся всё более частыми и интенсивными, учёные ищут способы помочь кораллам выжить до тех пор, пока глобальные усилия по сокращению выбросов не стабилизируют климат.

«Мы не можем просто сидеть и смотреть, как рифы умирают, — говорит морской биолог из Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA). — Мы должны действовать сейчас, используя все доступные инструменты. Затенение — один из них. Оно не спасёт все кораллы, но может помочь сохранить ключевые виды до лучших времён».

Для Карибского бассейна, где коралловые рифы уже потеряли более половины своего покрова за последние десятилетия, такие вмешательства могут быть критически важными. Рифы не только поддерживают биоразнообразие, но и защищают побережья от штормовых нагонов, обеспечивают продовольствие и доходы от туризма для миллионов людей.

«Мы говорим о сохранении экосистем, от которых зависят люди, — говорит представитель Карибской инициативы по рифам. — Если мы потеряем рифы, мы потеряем всё — рыбу, туризм, защиту от штормов. Затенение — это не панацея, но это шаг в правильном направлении».

Однако некоторые эксперты предупреждают, что затенение может иметь непредвиденные последствия. «Мы должны быть осторожны, чтобы не нарушить естественные процессы, — говорит эколог из Университета Майами. — Кораллы эволюционировали миллионы лет, чтобы справляться с изменениями окружающей среды. Если мы будем слишком сильно вмешиваться, мы можем сделать их более уязвимыми в долгосрочной перспективе».

Нили согласна с этой озабоченностью. «Затенение — это не решение проблемы климата, — говорит она. — Это временная мера, которая может помочь нам выиграть время. Но настоящим решением является сокращение выбросов и защита океанов. Без этого никакие технологии не спасут рифы».

Пока же исследователи продолжают свою работу. Они планируют расширить эксперименты на другие виды кораллов и другие регионы, а также изучить, как затенение взаимодействует с другими вмешательствами, такими как пересадка кораллов и усиление иммунной системы.

«Мы находимся в начале пути, — говорит Нили. — Но я оптимистично настроена. Мы видим, что наши усилия работают. Мы видим, что кораллы восстанавливаются. Это даёт надежду».

Источники: Eos, Frontiers in Marine Science, Nova Southeastern University, NOAA, Университет Квинсленда, Университет Делавэра, Arelys Chaparro, заявления Карен Нили, Марка Уорнера и других исследователей.