Коралловые рифы, являющиеся основой морского биоразнообразия, уязвимы к последствиям климатических изменений. Однако последние научные работы позволяют предположить, что их адаптивный потенциал может быть выше, чем считалось ранее.
В новом исследовании ученый из Университета Колорадо в Боулдере представила данные, свидетельствующие о способности отдельных кораллов адаптироваться к постепенному росту кислотности океана и продолжать формирование своих скелетных структур.
Джессика Хэнкинс, ведущий автор исследования, отмечает, что кораллы способны регулировать механизмы, отвечающие за построение и поддержание их скелетов, даже в условиях повышенной кислотности. Это неожиданный и многообещающий факт, требующий дальнейшего подтверждения долгосрочными наблюдениями.
Скелет кораллов формируется путем поглощения ионов из морской воды в специальную жидкость между скелетом и мягкими тканями. Кораллы контролируют состав этой жидкости, создавая оптимальные условия для образования карбоната кальция, основного компонента скелета.
В результате человеческой деятельности океан поглощает около 30% выбросов углекислого газа. Растворение CO2 приводит к химическим реакциям, повышающим кислотность поверхностных вод. Согласно предыдущим исследованиям, кислотность океана увеличилась на 40% со времен промышленной революции и, по прогнозам, продолжит расти.
Это приводит к нарушению баланса углеродных соединений в морской воде и снижению доступности карбонат-ионов, необходимых для строительства скелета.
Ученые предполагали, что закисление океана затруднит рост и поддержание коралловых скелетов, снизив их плотность и повысив риск разрушения. Однако результаты предыдущих экспериментов в лаборатории и в естественной среде были противоречивыми.
Хэнкинс изучила структуру скелетов старых кораллов с помощью рамановской спектроскопии. Этот метод позволяет определить химический состав и структуру молекул, предоставляя подробные сведения о химии коралловых скелетов.
При быстром формировании карбоната кальция, особенно в условиях высокой концентрации карбонат-ионов, в структуре скелета могут образовываться примеси. Эти примеси влияют на молекулярную организацию и структуру карбоната кальция, что отражается на показателях рамановской спектроскопии.
Хэнкинс изучила фрагменты кораллов с Большого Барьерного рифа и из Кораллового моря, возрастом почти 200 и 115 лет соответственно. Рамановская спектроскопия показала, что оба коралла способны регулировать состав внутренней жидкости для поддержания роста скелета, несмотря на закисление океана.
Механизмы адаптации кораллов к изменяющейся среде пока неясны, однако Хэнкинс предполагает, что ключевую роль играет кальцинирующая жидкость.
Помимо закисления, кораллы испытывают стресс из-за повышения температуры воды, загрязнения и нерационального рыболовства. В период с 2023 по 2024 год ученые зафиксировали массовое обесцвечивание кораллов в 62 странах. Обесцвечивание происходит, когда кораллы вытесняют водоросли, живущие в их тканях, в ответ на стрессовые условия.
Коралловые рифы защищают береговую линию и предоставляют среду обитания для множества морских организмов.
Хэнкинс подчеркивает, что ослабление скелетов кораллов может спровоцировать эффект домино, приводящий к экологическому коллапсу. Проблемы коралловых рифов затрагивают не только прибрежные районы, но и всю планету.
Результаты работы опубликованы в издании Science Advances
Изображение: Большой Барьерный риф. Автор: Джессика Хэнкинс
