Компьютерные модели предсказали исчезновение коралловых рифов к концу XXI века

Коралловые рифы эффектно смотрятся и буквально кишат жизнью, уже поэтому их возможное исчезновение настораживает. А ведь рифы к тому же необходимы для рыбного промысла, защищают берега и их обитателей, принимая на себя удары штормов, и даже противостоят наводнениям и подъему уровня Мирового океана. Их экономическое значение, в свою очередь, оценивают десятками миллионов долларов.

Однако сейчас этот важный компонент биосферы Земли оказался под угрозой. Согласно новым прогнозам, опубликованным в журнале Coral Reefs, если рост температуры на нашей планете сохранит нынешние темпы, коралловые рифы могут полностью исчезнуть примерно за 80 лет — к концу XXI века. Уже сейчас наблюдается заметный упадок этих сообществ.

«Полностью утрачены целые рифы, где я раньше нырял с аквалангом. В других уже не встретишь отдельные виды живых существ. И эти изменения продолжают происходить», — рассказывает Дэн Гольштейн (Dan Holstein) с факультета океанографии и исследований берегов Университета штата Луизиана (США).

Особенно чувствительными кораллы делает их симбиоз с микроскопическими водорослями, необходимыми для выживания этих животных. Коралловые полипы относятся к типу стрекающие (наряду с медузами или гидрой) и питаются мелкой живностью, которую ловят щупальцами. В то же время одноклеточные зеленые водоросли живут внутри их тканей и заняты фотосинтезом.

Отношения двух этих видов можно назвать мутуалистическим симбиозом, то есть взаимовыгодным сожительством. Полип предоставляет водоросли безопасное и комфортное место для жизни, а та взамен поставляет ему кислород, синтезирует сахара и удаляет продукты выделения своего хозяина.

Однако этот тонко настроенный союз оказался в опасности, как и другие компоненты рифовых экосистем. Постепенное нагревание океана лишает их устойчивости и делает менее сбалансированными — нечто похожее тем временем происходит и на суше.

Доктор Гольштейн и его коллеги создали компьютерную модель, которая впервые предсказала последствия роста температуры воды на кораллы в северной части Атлантического океана, в том числе у архипелага Флорида-Кис, Багамских островов и в Карибском море. На основе ряда сценариев повышения температуры ученые предположили, что может ожидать экосистемы кораллов в ближайшее десятилетия.

Объектом для моделирования стали метапопуляции кораллов, то есть множества взаимодействующих, но отдельных популяций. Именно их стабильность оценивали ученые. По словам исследователей, связь между скоплениями полипов обеспечивают прежде всего половое размножение и расселение планктонных личинок, поэтому их следует учитывать при моделировании.

Основой для новой статьи стал особый подход — Connectivity Modeling System, то есть моделирование на основе анализа связности. Необходимое программное обеспечение с открытым исходным кодом ранее разработал один из авторов.

Худший сценарий предполагает исчезновение всех коралловых рифов в пределах современного ареала. «Согласно предсказаниям модели, повышение температуры океана затруднит миграции расселяющихся личинок кораллов и их способность замещать рифы, которые оказались обесцвеченными (то есть потеряли фотосинтезирующие симбионты. — Прим. ред.) или умерли. Нельзя сказать, что эта модель звучит как смертный приговор коралловым рифам, но все же это тревожный звонок», — полагает Гольштейн.

Несмотря на собственные сложные прогнозы, авторы не впадают в пессимизм. Они отмечают, что мы по-прежнему имеем возможность повлиять на происходящее, защищая уцелевшие рифы, восстанавливая поврежденные, а также снижая выбросы углекислого газа.