Ограничение антропогенных выбросов даст кораллам приспособиться к медленному потеплению

Если ограничить антропогенные выбросы парниковых газов, то многие коралловые рифы смогут выжить благодаря повышению их термической устойчивости, которое уже наблюдается на рифах архипелага Палау и составляет сейчас 0,1 градуса Цельсия за 10 лет. Если же не ограничить выбросы, то от обесцвечивания кораллы не спасет даже в три раза более интенсивное повышение их термической устойчивости. Такие прогнозы содержит исследование, опубликованное в журнале Nature Communications.

Коралловые рифы — важнейшие для биоразнообразия высокопродуктивные экосистемы океана. Уже несколько десятилетий они подвергаются значительному антропогенному воздействию, что приводит к их обесцвечиванию и вымиранию. Известно, что наибольший ущерб кораллам приносит повышение температуры морской воды во время морских волн жары и ее подкисление за счет роста концентрации углекислого газа в воздухе и его последующего растворения в воде. При этом отдельные коралловые рифы уже продемонстрировали более высокую устойчивость к обесцвечиванию с помощью механизмов смены видового состава сообщества, генетической адаптации и акклиматизации. Однако скорость действия таких механизмов и их эффективность пока не ясны.

Ученые под руководством Лиама Лакса (Liam Lachs) из Ньюкаслского университета исследовали и спрогнозировали термическую устойчивость кораллов на примере рифов архипелага Палау в Микронезии. Известно, что местные кораллы подверглись воздействию сильных морских волн в 1998, 2010 и 2017 годах, но при этом в 2017 году их обесцвечивание было гораздо менее выраженным, чем в предыдущие два раза, то есть они уже проявили признаки климатической адаптации. Их термоустойчивость с 1998 росла на 0,1 градуса Цельсия каждые 10 лет.

Адаптацию кораллов вблизи Палау авторы объяснили тем, что в 1998 году на волне морской волны жары произошла селективная генетическая зачистка кораллов из таксонов Acropora и Pocillopora: выжили только наиболее термоустойчивые, и тем самым увеличили частоту генов термоустойчивости в оставшейся популяции. Также авторы отметили, что кораллы во внутренних лагунах Палау содержат высокую долю симбионтов рода Durisdinium, которые повышают термоустойчивость хозяев.

Опираясь на данные о температуре морской поверхности и спутниковые снимки, отслеживающие изменение окраски кораллов в акватории Палау, ученые смоделировали отклик кораллов на потепление по разным сценариям антропогенных выбросов парниковых газов — от RCP 2.6 до RCP 8.5 — в которых количество антропогенных выбросов парниковых газов меняется от серьезно сниженного до неограниченного. При этом они учитывали разную возможную скорость повышения термической устойчивости кораллов: от нуля до 0,3 градуса Цельсия за 10 лет.

Согласно выводам авторов, для некоторых коралловых рифов в мировом океане возможна полная климатическая адаптация (то есть высокая выживаемость рифов) к концу века, если скорость повышения их термической устойчивости будет составлять не менее 0,1 градуса Цельсия за 10 лет, а антропогенные выбросы парниковых газов будут очень низкими или умеренными. При таких же сценариях антропогенных выбросов и скорости повышения термической устойчивости, равной 0,3 градуса Цельсия за 10 лет, адаптироваться смогут практически все коралловые рифы мира. А вот при отсутствии ограничений на антропогенные выбросы даже при повышении термической устойчивости на 0,3 градуса Цельсия за 10 лет коралловые рифы адаптироваться к потеплению не смогут, их массовая гибель из-за обесцвечивания лишь сдвинется на несколько десятилетий.

Ранее ученые установили, что рыбки-фермеры Stegastes diencaeus помогают кораллам восстановиться после обесцвечивания: они отгоняют других рыб, которые могли бы объесть кораллы, а также удобряют воду, что повышает шансы на возвращение эндосимбионтов кораллов.