Стресс от ураганных дождей перегружает морских анемон

Две старшеклассницы из Вирджинии выяснили, как морские анемоны реагируют на изменения солёности, вызванные ураганными осадками. Поскольку ураганы усиливаются из-за изменения климата, эта важная информация может помочь усилиям по сохранению кораллов. Исследование опубликовано в журнале Ocean-Land-Atmosphere Research 7 октября.

В прибрежных зонах тропические циклоны наносят значительный ущерб морским экосистемам. Коралловые рифы, в которых обитает более 25% морских видов, — одни из самых биоразнообразных экосистем планеты. Целью работы было понять, как физиологически на рифы вблизи зон воздействия ураганов влияют обильные осадки.

По мере роста температуры океана ураганы становятся интенсивнее и приносят больше осадков в прибрежные регионы. Пресная вода от дождей и стока, попадая в океан, значительно снижает солёность морской воды, вызывая гипосалинность от лёгкой до тяжёлой степени. Гипосалинность вызывает осмотический стресс, ведущий к обесцвечиванию и гибели целых коралловых систем.

Исследователи изучали морскую анемону Exaiptasia diaphana, чтобы понять, как колебания солёности влияют на коралловые экосистемы и их термотолерантность. Они использовали 50 анемон, случайно распределив их по 5 группам с разным уровнем колебаний солёности. Группы подвергались этим колебаниям в течение 5 недель, после чего по одной анемоне из каждой группы отбирали для тестирования.

Остальных проверяли на наличие симбиотических водорослей Symbiodiniaceae, важных для поддержания фотосинтетической эффективности. Снижение их количества может вызвать обесцвечивание и голодание анемон. Затем половину анемон подвергли тепловому стрессу. Рост и здоровье анемон фиксировались на протяжении всего эксперимента.

Результаты показали:

• Значительные различия в здоровье анемон между группами в зависимости от тяжести гипосалинности.
• Существенные колебания количества Symbiodiniaceae между группами с лёгкими и сильными колебаниями солёности.
• Наименьший рост — в группах с сильными и умеренными колебаниями.
• Наивысшая смертность и худшие показатели здоровья — в группах с сильными колебаниями.

До определённого момента воздействие колебаний гипосалинности активировало защитные механизмы, которые поддерживали и даже улучшали здоровье анемон. Однако при достижении порога солёности в 20 частей на тысячу эти адаптационные механизмы переставали справляться.

Более высокая экспрессия белка Hsp70 была индикатором термотолерантности в группах с лёгкими и умеренными колебаниями и, по-видимому, указывала на улучшенную реакцию на стресс. Вывод: E. diaphana может адаптироваться к умеренным колебаниям солёности, вызванным дождём, но при сильных и частых колебаниях, достигающих порога гипосалинности, анемона больше не может адаптироваться к осмотическому стрессу.

В дальнейшем исследователи планируют провести натурные исследования для подтверждения лабораторных выводов. Цель — использовать эту работу для разработки защитных механизмов для кораллов от менее изученных последствий ураганов и стимулировать изучение других эффектов, таких как закисление или ветер, рассматривая совокупное воздействие этих факторов.