Результаты появились в выпуске онлайн 1 июня Слушаний Национальной академии наук (PNAS) в статье, названной «Микробное Вторжение в Карибское море Кораллом Индо-Тихого-океана ‘Zooxanthella’».Коралловые рифы – важная экосистема для морских растений и животных. Больше чем 25 процентов морских разновидностей тратят часть их жизни на коралловом рифе, несмотря на то, что коралловые рифы покрывают просто одну десятую процента мировых океанов.Кораллы формируют симбиотические отношения с одноклеточными морскими водорослями, которые живут в их тканях.
Коралл предоставляет морским водорослям защищенную окружающую среду, в которой можно вырасти и комплексы, необходимые для фотосинтеза. В свою очередь, морские водоросли обеспечивают органические питательные вещества, необходимые для коралла, чтобы пережить, вырастить и произвести скелеты карбоната кальция, которые формируют структуры коралловых рифов.Экологические стрессоры из-за изменения климата, особенно возрастающих температур морской воды, могут разрушить эти симбиотические отношения, заставив коралл удалить их морские водоросли и побледнеть.
Когда это явление – известный как коралловое отбеливание – происходит, коралл теряют ценные питательные вещества, обеспеченные их морскими водорослями, и начинают голодать. Если они останутся обесцвеченными в течение длительных периодов времени, коралл умрет.
В результате исследователи сосредоточили на идентификации напряжения терпимые водорослевые симбионты, которые могут позволить кораллу рифа лучше справляться с будущими повышениями температуры. S. trenchii является преобладающим в Карибском море и первоначально считался «спасителем кораллового рифа», потому что это сделало кораллы более тепло терпимыми.
Исследования Петтея, однако, показывают, что, в то время как эта микроскопическая водорослевая разновидность помогает определенным Карибским кораллам терпеть повышенные температуры, она может вызвать ранее неизвестные отрицательные эффекты на коралловое здоровье.Pettay и его коллеги обнаружили, что Карибские коралловые колонии, которые связываются с S. trenchii, росли на 50 процентов более медленно, чем колонии, которые питали родные водорослевые разновидности.«Реальная озабоченность по поводу более медленного роста – то, что формирование рифа может не идти в ногу с естественными разрушительными процессами в окружающей среде, и, в свою очередь, могло отрицательно повлиять на разнообразные морские разновидности, которые полагаются на среду обитания, которую обеспечивают эти рифы», сказал Петтей, ведущий автор газеты и постдокторский исследователь в Школе Морской науки и политики, которая размещена в Колледже UD Земли, Океана и Окружающей среды.
В дополнение к потере среды обитания меньшие рифы или их полное поражение, уменьшили бы свою роль в прибрежной защите от штормовой волны и ураганов в некоторых областях, сказал Петтей.Оказывается, что Карибские S. trenchii не только влияют на рост, но и что это население содержит очень мало генетического разнообразия и очень врожденно.Напротив, S. trenchii в индийских и Тихоокеанских океанах содержит больше генетического разнообразия на единственном рифе, размере футбольного или футбольного поля, чем во всем Карибском море.
Эти результаты, наряду с тем, что Карибское население тесно связано с теми в Индо-Тихом-океане, принудили исследователей приходить к заключению, что S. trenchii не естественный для Карибского моря, но недавно введенный, потенциально через водяной балласт грузовых судов, проникающих через Панамский канал.Взятый вместе, эти открытия поднимают новые вопросы о стабильности и адаптируемости Карибских рифов в будущем.Неопределенное будущее
Однако, это прибыло в Карибское море, S. trenchii устанавливается и может увеличиваться в распространенности. Предыдущее исследование некоторыми соавторами показывает, что S. trenchii показывает оппортунистическое поведение и может вытеснить другие симбионты во времена напряжения – действия, которые могут происходить более часто в будущем.
Во время события отбеливания в южном Карибском море в 2005, например, ученые засвидетельствовали S. trenchii перемещающийся в кораллы, поскольку температуры морской воды начали повышаться, и коралловое отбеливание произошло.Многие люди знают о введенных растениях и животных отрицательных эффектов, таких как дрейссены, цыганская моль, kudzu или морская водоросль Caulerpa, может передать на родных экосистемах. Однако у одноклеточных микроорганизмов могут быть подобные последствия, и эффекты S. trenchii на коралловом росте говорят с этой возможностью.
В течение прошлых двух лет Pettay, его соавторы и Марк Уорнер, преподаватель в Школе Морской науки и политики и постдокторского советника Петтея, провели температурные эксперименты на коралле, естественно связывающемся с S. trenchii на Палау в Тихом океане. Они сравнивают эти результаты с южным Карибским кораллом на Кюрасао, где S. trenchii был введен.Согласно Pettay, только время покажет, приведет ли введение S. trenchii в Большем Карибском море к существенным изменениям в функционировании кораллового рифа, и если краткосрочная выгода терпимости напряжения будет инвертирована долгосрочными эффектами уменьшенного роста.«Величина этих отрицательных эффектов на Карибские коралловые рифы неизвестна в это время», сказал он.
Способствующие авторы на бумаге PNAS Тодда Лэджеунесса, научного руководителя проекта и бывшего советника Петтея, и Потянули Бух (Университет штата Пенсильвания) и Робин Смит и Роберто Иглесиас-Прьето (Университет Мексики).Работа финансируется частично Национальным научным фондом, Фондом Canon (Япония), Университетом штата Пенсильвания, Международным университетом Флориды и Фондом PADI.