Коралловые рифы играют важную роль как для биосферы Земли, так и для экономики. Особенно обеспокоенно выглядит сокращение их популяции, которое, как считается, связано с глобальным потеплением. В новой научной работе исследователи представляют не самые оптимистичные, но все же содержащие надежду прогнозы относительно будущего кораллов.
Коралловые рифы поражают своей красотой и являются домом для огромного количества живых организмов, что делает их возможное исчезновение поводом для серьезной обеспокоенности. Кроме того, рифы играют важную роль в рыболовстве, обеспечивают защиту прибрежных территорий и населения, поглощая энергию штормов, и помогают предотвращать наводнения и последствия повышения уровня Мирового океана. Экономическая ценность этих экосистем оценивается в десятки миллионов долларов.
В настоящее время этот ключевой элемент биосферы Земли находится под угрозой. По свежим прогнозам, опубликованным в журнале Coral Reefs, если текущие темпы повышения температуры на планете сохранятся, коралловые рифы могут быть полностью утрачены уже к концу XXI века, примерно через 80 лет. В настоящее время фиксируется значительное ухудшение состояния этих экосистем.
«Целые рифы, где я раньше занимался дайвингом, исчезли полностью. В других местах уже невозможно увидеть некоторые виды живых организмов. И эти изменения продолжают происходить», — рассказывает Дэн Гольштейн, сотрудник факультета океанографии и исследований берегов Университета штата Луизиана (США).
Симбиоз с микроскопическими водорослями делает кораллы особенно уязвимыми, поскольку эти водоросли необходимы для их выживания. Коралловые полипы, относящиеся к типу стрекающие (вместе с медузами и гидрами), питаются мелкой живностью, которую захватывают щупальцами. Одновременно с этим, одноклеточные зеленые водоросли обитают в их тканях и осуществляют фотосинтез.
Взаимодействие этих видов характеризуется как мутуалистический симбиоз, что означает их взаимовыгодное сожительство. Полип обеспечивает водорослям защищенное и благоприятное местообитание, а водоросли, в свою очередь, снабжают его кислородом, производят сахара и очищают от продуктов жизнедеятельности.
Этот деликатный симбиоз находится под угрозой, как и другие элементы рифовых экосистем. Повышение температуры океана снижает их стабильность и нарушает баланс — аналогичные процессы наблюдаются и на суше.
Компьютерное моделирование, разработанное доктором Гольштейном и его командой, впервые позволило спрогнозировать, как повышение температуры воды повлияет на кораллы в северной части Атлантики, включая районы у Флорида-Кис, Багамских островов и в Карибском море. Анализ различных сценариев изменения температуры позволил ученым оценить возможные изменения в коралловых экосистемах в ближайшие десятилетия.
Моделирование было проведено на основе метапопуляций кораллов – совокупности отдельных популяций, находящихся во взаимодействии. Стабильность именно этих метапопуляций являлась предметом оценки ученых. Исследователи отмечают, что связь между различными группами полипов обеспечивается в основном благодаря половому размножению и распространению планктонных личинок, что необходимо учитывать при моделировании.
В качестве отправной точки для новой статьи выступает уникальный подход — Connectivity Modeling System, представляющий собой моделирование, основанное на анализе связности. Ранее один из авторов разработал необходимое программное обеспечение с открытым исходным кодом.
Наихудший вариант развития событий подразумевает полное исчезновение коралловых рифов в пределах их нынешнего распространения. Модель прогнозирует, что повышение температуры океана создаст препятствия для миграции личинок кораллов и их способности восстанавливать рифы, пострадавшие от обесцвечивания (то есть утратившие фотосинтезирующие симбионты. — Прим. ред.) или погибшие. Гольштейн отмечает, что хотя эта модель не является однозначным приговором для коралловых рифов, она служит серьезным предупреждением.
Авторы, несмотря на собственные сложные прогнозы, сохраняют оптимизм. Они подчеркивают, что у нас все еще есть шанс изменить ситуацию, предохраняя сохранившиеся рифы, регенерируя поврежденные и уменьшая выбросы углекислого газа.