Модифицированные микроводоросли помогут защитить кораллы от массового обесцвечивания из-за изменений климата

Коралловые рифы по всему миру страдают от обесцвечивания, которое вызывает повышение температуры воды на фоне глобальных изменений климата. Так, Большой Барьерный риф в Тихом океане недавно пережил свое третье массовое обесцвечивание за пять лет — после того, как в феврале этого года была зафиксирована самая высокая температура океана для этого месяца. Снимки показали, что в течение последних двух недель марта 25 процентов рифа были обесцвечены сильно, еще 35 процентов — умеренно. Впервые в истории одновременно северная, центральная и южная части рифа оказались поражены.

Дело в том, что, когда Мировой океан становится слишком теплыми, кораллы — известковые органогенные геологические структуры, образованные колониальными коралловыми полипами и некоторыми видами водорослей — теряют свои разноцветные микроводоросли Symbiodiniaceae, которые живут в их тканях и служат пищей для них. Это приводит к тому, что кораллы обесцвечиваются и со временем умирают от голода.

Патрик Бюргер из Государственного объединения научных и прикладных исследований Австралии вместе с коллегами из Австралийского института морских наук (AIMS) и Мельбурнского университета задался вопросом, как можно помочь кораллам выжить в более теплых водах, увеличив тепловую устойчивость их симбиотических водорослей.

«Коралловый покров Большого барьерного рифа сократился примерно наполовину из-за летней жары в 2016 и 2017 годах, за этим последовало сокращение численности коралловых личинок на 89% в 2018 году. Хотя кораллы адаптируются к изменяющимся условиям, их быстрая гибель указывает на то, что скорость изменения климата опережает естественную скорость адаптации кораллов», — объясняют ученые.

Как рассказывается в исследовании, опубликованном в журнале Science Advances, команда изолировала микроводоросли от кораллов и культивировала их в специализированной лаборатории. Используя технику, называемую «направленной эволюцией», они in vitro подвергали культивируемые микроводоросли воздействию более высоких температур — до 31 ° C — в течение четырех лет. В итоге водоросли развили генетические изменения и смогли адаптироваться к жизни в более жарких условиях.

Затем исследователи взяли личинок кораллов Большого Барьерного рифа, смешали их либо с обычными водорослями, либо с термостойкими — и вновь на протяжении недели нагревали до 31 ° C (именно при такой температуре начинается процесс обесцвечивания). Коралл, внутри которого жили обычные водоросли, в итоге быстро утратил свой цвет, а вот коралл с модифицированными термостойкими водорослями остался здоровым.

«Наш новый подход усиливает термостойкость коралла путем манипулирования его микроводорослями, что служит ключевым фактором в термостойкости коралла», — говорит Бюргер. Авторы отмечают, что результаты их работы уже многообещающие, но необходимы дополнительные исследования, чтобы проверить, можно ли использовать термостойкие водоросли для предотвращения обесцвечивания не только у молодых, но и у взрослых кораллов. Кроме того, нужно выяснить, сработает ли такой метод с разными видами кораллов.

Бюргер также отметил, что борьба с изменением климата по-прежнему остается самым главным способом для спасения рифов, но ученые разрабатывают и «искусственные» методы для защиты кораллов — на тот случай, если человечеству не удастся сократить выбросы парниковых газов и замедлить темы глобального потепления.

Однако еще в мае 2017 года специалисты заявили, что масштабные меры, которые планируется направить на спасение Большого Барьерного рифа до 2050 года, не принесут результатов. Эксперты констатировали: спасти риф не получится и стоит сосредоточиться на сохранении хотя бы его «экологической функции».