Подводные сады повышают разнообразие кораллов, предотвращая "коллапс биоразнообразия"

Кораллы — это виды-основатели тропических рифов по всему миру, но стрессовые факторы, от перелова рыбы до загрязнения и потепления океанов, убивают кораллы и ухудшают критически важные экосистемные услуги, которые они предоставляют. Поскольку кораллы создают структуры, которые формируют жизненное пространство для многих других видов, ученым известно, что потеря кораллов ведет к потере других видов рифов. Однако важность видового разнообразия кораллов для самих кораллов была изучена меньше.

Новое исследование двух ученых из Технологического института Джорджии дает как надежду, так и потенциально мрачное будущее для поврежденных коралловых рифов. В исследовании, опубликованном 13 октября в Science Advances, Коди Клементс и Марк Хэй обнаружили, что увеличение видового богатства кораллов путем совместной "высадки" разнообразной группы видов улучшает рост и выживаемость кораллов. Этот вывод может быть особенно важен на ранних стадиях восстановления рифа после крупномасштабной потери кораллов — и для поддержания здоровых рифов, которые, в свою очередь, поддерживают рыболовство, туризм и защиту побережья от штормовых нагонов.

Ученые также призывают к дополнительным исследованиям, чтобы лучше понять и использовать механизмы, производящие эти положительные межвидовые взаимодействия, с двойной целью улучшить сохранение рифов и способствовать более быстрому и эффективному восстановлению деградировавших рифов.

Но экологический маятник качается и в другую сторону. Если будет потеряно больше видов кораллов, синергетические эффекты могут угрожать другим видам в том, что Клементс и Хэй называют "коллапсом биоразнообразия".

"Да, кораллы — это виды-основатели этих экосистем, обеспечивающие среду обитания и пищу для многочисленных других видов рифов", — сказал Клементс. "Негативные воздействия на кораллы часто имеют каскадные последствия для других видов, которые называют коралловые рифы своим домом. Если биоразнообразие важно для жизнеспособности и устойчивости кораллов, то 'коллапс биоразнообразия' может усугубить упадок рифовых экосистем, который мы наблюдаем по всему миру".

Эксперимент в реальном мире

Клементс и Хэй отправились на Муреа во Французской Полинезии, где они высадили коралловые сады, различающиеся по видовому разнообразию кораллов, чтобы оценить относительную важность взаимовыгодных и конкурентных взаимодействий между кораллами по мере их роста и взаимодействия во времени.

"Мы провели манипуляции, и кораллы должны были конкурировать друг с другом, но на самом деле они чувствуют себя лучше вместе, чем по отдельности", — сказал Хэй. "Мы все еще исследуем механизмы, вызывающие этот удивительный результат, но наши эксперименты последовательно демонстрируют, что положительные взаимодействия подавляют отрицательные взаимодействия в условиях рифа, где мы проводим эти эксперименты".

Хэй отмечает, что, согласно EPA, Карибский бассейн потерял 80–90% своего кораллового покрова. Индо-Тихоокеанский регион за последние 30 лет потерял половину всех своих кораллов. Во время обесцвечивания 2015–2016 годов почти половина оставшихся кораллов вдоль Большого Барьерного рифа обесцветилась и погибла.

В своих коралловых садах во Французской Полинезии Хэй и Клементс манипулировали разнообразием видов кораллов, которые они высаживали на платформах, напоминающих подводные шахматные доски, чтобы проверить, влияют ли видовое богатство и плотность на продуктивность и выживаемость кораллов.

Экспериментальная установка, предложенная Клементсом с использованием бутылок из-под колы, помогла ученым организовать их сад. Платформы "имеют крышки от бутылок Coca-Cola, встроенные в их верхнюю часть", — сказал Хэй. "Затем мы можем отрезать горлышки бутылок, приклеить кораллы в перевернутые горлышки этих штук, а затем ввинчивать и вывинчивать их из этих участков. Это позволяет нам не только располагать нужные виды там, где мы хотим, но и каждые пару месяцев отвинчивать и взвешивать их, чтобы получать точные темпы роста".

Результаты и вопросы на будущее

Исследователи обнаружили, что кораллы получают пользу от увеличения биоразнообразия, "но только до определенного предела", — отметил Клементс. "Кораллы, высаженные в садах с промежуточным количеством видов — от трех до шести видов в большинстве случаев — показали себя лучше, чем сады с низким, или одним, видом, или высоким, например, девятью видами. Однако мы до сих пор не до конца понимаем процессы, которые способствовали этим наблюдениям".

Клементс сказал, что их исследование требует дальнейшего изучения. Почему кораллы лучше себя чувствуют в смешанных сообществах, чем в одновидовых? Почему этот эффект биоразнообразия уменьшается — а не продолжает расти — на самом высоком уровне разнообразия кораллов?

"Нам нужно лучшее механистическое понимание того, как разнообразие влияет на эти процессы, чтобы прогнозировать, как потеря биоразнообразия повлияет на кораллы, а также как мы можем использовать положительное влияние биоразнообразия для защиты кораллов", — сказал Клементс.