Кораллы наносят ответный удар

 (0)

Хотя они прикованы к месту, у кораллов есть свои хитрости, позволяющие переживать потепление океана. Глубоко под поверхностью восточной тропической части Тихого океана раскинулся ослепительный мир — волнистые коралловые рифы, окрашенные в яркие тона благодаря фотосинтезирующим водорослям, от которых кораллы получают энергию. Но в начале 1980-х годов подводная «жара», вызванная климатическим явлением Эль-Ниньо, привела к беспрецедентному массовому обесцвечиванию: более 90 процентов кораллов побелели, словно лишённые жизни. Водоросли — миллионы лет жившие в теле своих коралловых хозяев — больше не могли выносить такого соседства.

Многие кораллы находят удивительно изобретательные способы противостоять опасностям тёплых морей.

Сильные эпизоды Эль-Ниньо вновь нагрели эти воды в конце 1990-х и затем в 2015–2016 годах, но учёные заметили: рифы уже не страдали так катастрофически, как в первый раз. Погружаясь после последнего события, морской биолог из Университета Майами Ана Паласио обратила внимание, что некоторые кораллы, похоже, сопротивляются обесцвечиванию или восстанавливаются после него. Возможно, подумала она, им удалось приспособиться.

Большинство взрослых кораллов навсегда прикреплены к рифам, которые сами же и создают. Уплыть в более прохладные воды они не могут — и потому особенно уязвимы перед лицом меняющегося климата. И всё же кораллы удивительно стойки, и учёные всё яснее понимают, как именно они приспосабливаются. Одни виды меняют своих «квартирантов» — симбиотических водорослей — на более устойчивые к жаре. Другие используют ряды мельчайших ресничек, чтобы «обмахивать» себя, удаляя избыток вредного кислорода, выделяемого испытывающими стресс водорослями. А некоторые молодые кораллы даже перестраивают собственный обмен веществ, чтобы выдерживать тёплые воды. Учёные надеются использовать эти природные механизмы в борьбе за сохранение рифов — опорных структур целых экосистем.

Когда Паласио и её команда изучили рифы после тепловой волны 2015–2016 годов, они обнаружили, что кораллы рода Pocillopora — главные строители рифов в восточной тропической части Тихого океана — будто бы избавились от привычных водорослей и «приняли на постой» другие, более жароустойчивые виды.

«По мере того как вода становится всё теплее, они начинают менять своё сообщество водорослей и всё чаще вступают в союз с термоустойчивым симбионтом Durusdinium glynnii,» — объясняет Паласио. Название этого вида происходит от латинского durus — «жёсткий», «стойкий». Обычно симбиотические водоросли в условиях жары выделяют токсические количества кислорода, и кораллы вынуждены изгонять их. Но Durusdinium удерживает этот уровень в допустимых пределах.

Впрочем, кораллы не всегда полагаются на своих водорослевых партнёров. Иногда они берут дело, если можно так выразиться, в собственные «руки». Ряды ресничек — крошечных волосков на поверхности тела — работают как личная система вентиляции, отгоняя избыток кислорода туда, где его не хватает.

В 2022 году морские биологи Сесар О. Пачеррес и Сёрен Амеркамп (тогда работавшие в Университете Бремена) показали, что быстро бьющиеся реснички создают микроскопические вихри в воде, закручивая кислород и не позволяя ему опасно накапливаться в одном месте. Такая система есть у всех кораллов, но интенсивность её использования различается между видами. Теперь учёные намерены выяснить, ускоряют ли особенно уязвимые кораллы — например, обитатели Большого Барьерного рифа — движение ресничек в ответ на повышение температуры.

И всё же кораллы не всегда прикованы к месту. Их личинки свободно дрейфуют в океане, прежде чем осесть на дне, — и это даёт видам шанс перемещаться в более благоприятные районы или распространять гены, обеспечивающие устойчивость к жаре. Именно поэтому морской биолог Ариана Хаффмайер из Университета Вашингтона уделяет особое внимание тому, как молодые кораллы приспосабливаются к теплу. Недавно она с коллегами из Гавайского института морской биологии показала: личинки кораллов, даже проведя всего три дня в тёплой воде, способны изменить свой обмен веществ так, чтобы противостоять тепловому стрессу и избежать обесцвечивания.

В обычных условиях кораллы снабжают своих водорослей небольшим количеством азота, а взамен получают углерод — источник энергии. «Чтобы поддерживать жизнь водорослей и одновременно обеспечивать хозяина необходимыми веществами, между ними существует чрезвычайно тонкая и сложная система питания», — говорит Хаффмайер. Но в стрессовых условиях кораллы начинают вырабатывать слишком много азота. Это заставляет водоросли ускоренно делиться, накапливая углерод и не делясь им с хозяином. Хаффмайер обнаружила, что молодые кораллы, пережившие кратковременное тепловое воздействие, «учатся» удерживать избыток азота при себе и не передавать его водорослям, тем самым сохраняя устойчивый симбиоз.

Пачеррес, однако, предупреждает: у любой адаптации есть предел. «У них есть инструменты, чтобы справляться с определёнными условиями, но за этой границей они бессильны. Например, если нам жарко, мы потеем. Но если становится слишком жарко, мы умираем. В какой-то момент одного потоотделения уже недостаточно», — говорит он.

И всё же любые механизмы, помогающие кораллам переносить жару, дают учёным надежду. Особенно важны молодые кораллы, способные выдерживать стресс: они перемещаются между рифами и могут распространять устойчивые к теплу гены. «Личинки с таких рифов уже в какой-то мере приспособлены к повышающимся температурам, и мы должны их защищать — ведь в них заключено будущее», — говорит специалист по охране природы Мадхави Колтон из организации Coral Reef Alliance.

Природные адаптации кораллов можно использовать и в прямых мерах защиты — например, «закаливать» кораллы в питомниках перед возвращением на рифы. «Нужно выращивать те кораллы, которые с большей вероятностью выживут, чем те, что уже погибли», — отмечает Паласио. Если удастся побудить кораллы принимать более устойчивые к жаре водоросли или активировать гены, помогающие справляться с тепловым стрессом, их шансы пережить будущие океанические «волны жары» значительно возрастут.

«Когда ныряешь и видишь здоровый риф, полный ярких кораллов… ощущаешь почти эйфорию, будто попал в иной, подводный мир», — говорит Хаффмайер. — «И тем тяжелее возвращаться туда после обесцвечивания и видеть его мёртвым. Но именно это и даёт силы — использовать всё, что умеешь и любишь, чтобы попытаться помочь».

Источник: Rohini Subrahmanayam, Scientific American № 332, 2025 Март.

Предыдущая статья:
Птичий грипп нацелился на молочные железы.

Следующая статья:
Предел скорости мыслей.