Λειτουργεί επιλεκτική αναπαραγωγή, αλλά χρειάζεται ακόμη ταχεία δράση για το κλίμα για τη διάσωση των υφάλων, αναφέρουν οι LIAM LACHS, ADRIANA HUMANES και JAMES GUEST του Πανεπιστημίου του Newcastle
Η ερευνητική μας ομάδα έχει εκτρέφει κοράλλια ικανά να επιβιώνουν καλύτερα από τους θαλάσσιους καύσωνες. Το έργο μας, τώρα δημοσιευμένο στο Nature Communications, δείχνει ότι είναι δυνατό να βελτιωθεί η ανοχή στη θερμότητα των κοραλλιών ακόμη και μέσα σε μία μόνο γενιά.
Αυτό το κάναμε χρησιμοποιώντας επιλεκτική αναπαραγωγή: μια τεχνική που χρησιμοποιούν οι άνθρωποι για χιλιάδες χρόνια για την παραγωγή ζώων και φυτών με επιθυμητά χαρακτηριστικά. Η επιλεκτική αναπαραγωγή είναι ο τρόπος με τον οποίο οι άνθρωποι μετέτρεψαν σκύλους που μοιάζουν με λύκο σε St Bernards, τσιουάουα και όλα ενδιάμεσα.
Τώρα, η επιλεκτική αναπαραγωγή θεωρείται εργαλείο για τη διατήρηση της φύσης, ιδιαίτερα για τους κοραλλιογενείς υφάλους. Το Coralassist Lab (στο οποίο είμαστε μέρος) και το Palau International Coral Reef Center εργάζονται ειδικά για την επιβίωση από τον καύσωνα των κοραλλιών. Τα τελευταία μας αποτελέσματα είναι το επιστέγασμα επταετούς δουλειάς.
Οι θαλάσσιοι καύσωνες προκαλούν μαζική λεύκανση κοραλλιών και θνησιμότητα, με το 2023-2024 να δηλώνεται ως τέταρτη παγκόσμια εκδήλωση μαζικής λεύκανσης. Οι μέθοδοι υποβοηθούμενης εξέλιξης - όπως η επιλεκτική αναπαραγωγή - στοχεύουν στην ενίσχυση της φυσικής προσαρμογής για να κερδίσουν χρόνο για τα κοράλλια υπό την κλιματική αλλαγή.
Ωστόσο, η βελτίωση της ανοχής στη θερμότητα στα κοράλλια που εκτρέφονται επιλεκτικά ήταν μέτρια σε σύγκριση με την ένταση των θαλάσσιων καύσωνα που αναμένεται στο μέλλον.
Ενώ η επιλεκτική αναπαραγωγή είναι εφικτή, πιθανότατα δεν είναι πανάκεια. Θα πρέπει ακόμα να αντιμετωπίσουμε την αιτία της μαζικής λεύκανσης των κοραλλιών μειώνοντας τις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου, προκειμένου να μετριαστεί η υπερθέρμανση και να δοθεί χρόνος στα προγράμματα υποβοηθούμενης εξέλιξης να τεθούν σε ισχύ.
Πώς να αναπαράγετε κοράλλια για ανοχή στη θερμότητα
Το πρώτο βήμα ήταν να προσδιοριστεί η ανοχή στη θερμότητα πολλών πιθανών μητρικών κοραλλιών στον ύφαλο. Στη συνέχεια, επιλέξαμε συγκεκριμένα άτομα για να αναπαράγουμε δύο ξεχωριστές οικογένειες απογόνων, επιλεγμένων είτε για υψηλή είτε για χαμηλή αντοχή στη θερμότητα. Μεγαλώσαμε αυτούς τους απογόνους για τρία έως τέσσερα χρόνια μέχρι να φτάσουν στην αναπαραγωγική ωριμότητα και στη συνέχεια δοκιμάσαμε την ανοχή τους στη θερμότητα.
Διεξάγαμε επιλεκτικές δοκιμές αναπαραγωγής για δύο διαφορετικά γνωρίσματα, είτε την ανοχή σε μια σύντομη, έντονη έκθεση σε θερμότητα (θερμοκρασίες 3.5°C πάνω από το κανονικό για δέκα ημέρες) είτε μια λιγότερο έντονη αλλά μακροχρόνια έκθεση πιο χαρακτηριστική των φυσικών θαλάσσιων καύσωνα (2.5°C πάνω από το μέσο όρο για ένα μήνα).
Αυτό μας επέτρεψε να εκτιμήσουμε την κληρονομικότητα κάθε χαρακτηριστικού, την ανταπόκριση στην επιλεκτική αναπαραγωγή και αν και τα δύο χαρακτηριστικά έχουν κοινή γενετική βάση.
Η επιλογή γονέων για υψηλή και όχι χαμηλή ανοχή στη θερμότητα ενίσχυσε την ανοχή των ενήλικων απογόνων τους και για τα δύο χαρακτηριστικά που δοκιμάστηκαν.
Η κληρονομικότητα ήταν περίπου 0.2 έως 0.3 σε μια κλίμακα από το 0 έως το 1, που σημαίνει ότι περίπου το ένα τέταρτο της μεταβλητότητας στην ανοχή στη θερμότητα των απογόνων οφειλόταν σε γονίδια που πέρασαν από τους γονείς τους. Με άλλα λόγια, αυτά τα χαρακτηριστικά έχουν μια ουσιαστική γενετική βάση πάνω στην οποία μπορεί να δράσει η φυσική και η τεχνητή επιλογή.
Μετράμε τη σωρευτική θερμική καταπόνηση και την ανοχή ως προς βδομάδες βαθμού θέρμανσης (°C-εβδομάδες), που αντικατοπτρίζει τόσο το πόσο ζεσταίνεται όσο και για πόσο καιρό. Δεδομένου του μεταβλητότητα χαρακτηριστικών που εντοπίστηκε σε αυτά τα συγκεκριμένα κοράλλια, η ανοχή στη θερμότητα θα μπορούσε θεωρητικά να βελτιωθεί κατά περίπου 1°C-εβδομάδα μέσα σε μία γενιά.
Ωστόσο, ακόμη και αυτό το επίπεδο βελτίωσης μπορεί να μην είναι αρκετό για να συμβαδίσει με όλο και πιο έντονους καύσωνες. Ανάλογα με την κλιματική δράση, η ένταση των καύσωνα αναμένεται να αυξηθεί τις επόμενες δεκαετίες κατά περίπου 3°C-εβδομάδες ανά δεκαετία, ταχύτερα από τη βελτίωση που επιτεύχθηκε στη μελέτη μας.
Είναι ενδιαφέρον ότι τα κοράλλια που εκτρέφονταν επιλεκτικά για υψηλή αντί για χαμηλή, βραχεία ανοχή στην καταπόνηση δεν ήταν καλύτερα στο να επιβιώσουν από τη μακροχρόνια έκθεση σε θερμικό στρες.
Χωρίς να έχει εντοπιστεί γενετική συσχέτιση, είναι εύλογο ότι αυτά τα χαρακτηριστικά καθοδηγούνται από ανεξάρτητα σύνολα γονιδίων και τα κοράλλια που είναι καλά στο να επιβιώνουν από τη σύντομη έντονη θερμική καταπόνηση δεν είναι απαραίτητα τα καλύτερα για την επιβίωση μακροπρόθεσμων θαλάσσιων καύσωνα.
Αυτό θα είχε σημαντικές επιπτώσεις, επειδή μια τέτοια εργασία θα ωφεληθεί από φθηνές και γρήγορες δοκιμές που μπορούν να εντοπίσουν αποτελεσματικά αποικίες ανθεκτικές στη θερμότητα για αναπαραγωγή. Ωστόσο, εάν αυτές οι δοκιμές δεν μπορούν να προβλέψουν ποιες αποικίες κοραλλιών θα επιβιώσουν από τους καύσωνες ενός μήνα, αποτελεί σοβαρή πρόκληση.
Κλιμάκωση επιλεκτικής εκτροφής
Δεδομένου ότι είναι δυνατή η επιλεκτική αναπαραγωγή κοραλλιών για αυξημένη ανοχή στη θερμότητα, το επόμενο βήμα είναι η διεξαγωγή δοκιμών μεγάλης κλίμακας στη φύση. Αυτό πιθανότατα θα απαιτήσει σημαντικό αριθμό κοραλλιών επιλεκτικής εκτροφής να αναπτυχθούν, ίσως με απευθείας σπορά κοραλλιών προνυμφών σε υφάλους ή με φύτευση κοραλλιών που εκτρέφονται σε εγκαταστάσεις υδατοκαλλιέργειας.
Για να λειτουργήσει αυτό, τα ξεφυτεμένα κοράλλια πρέπει να αναπαραγωγούν τα ίδια και να συνεισφέρουν στη γονιδιακή δεξαμενή του άγριου πληθυσμού. Θα είναι δύσκολο να το κάνετε αυτό σε πολύ μεγάλες κλίμακες, αλλά μπορεί να μην είναι απαραίτητο να αναπληρώσετε την κοραλλιογενή κάλυψη μεγάλων περιοχών.
Αντίθετα, μπορεί να αρκεί η δημιουργία ενός δικτύου λιγότερων στρατηγικά τοποθετημένων κόμβων παραγωγής προνυμφών, που θα περιέχουν κοράλλια επιλεκτικής αναπαραγωγής σε υψηλές πυκνότητες για να μεγιστοποιηθεί η επιτυχία της γονιμοποίησης. Αυτοί οι κόμβοι θα χρησίμευαν για τη σπορά άλλων υφάλων και θα μπορούσαν να παρέχουν περαιτέρω γενετικό υλικό για στοχευμένες ενέργειες.
Χρειάζεται ακόμη πολύ περισσότερη έρευνα και ανάπτυξη, με πολλά κρίσιμα ερωτήματα να παραμένουν αναπάντητα.
Πόσα κοράλλια πρέπει να φυτευτούν για να έχουν το επιθυμητό αποτέλεσμα; Μπορούμε να διασφαλίσουμε ότι δεν υπάρχουν συμβιβασμούς που θα μπορούσαν να θέσουν σε κίνδυνο τους πληθυσμούς (στοιχεία μέχρι στιγμής υποδηλώνει ότι αυτό δεν είναι μεγάλος κίνδυνος); Πώς μπορούμε να αποφύγουμε την αραίωση επιλεγμένων χαρακτηριστικών αφού προστεθούν στην άγρια φύση; Πώς μπορούμε να μεγιστοποιήσουμε τις απαντήσεις στην επιλογή;
Δεδομένου του ρυθμού της θέρμανσης των ωκεανών, βελτιστοποίηση και εφαρμογή της υποβοηθούμενης εξέλιξης θα χρειαστεί να συμβεί σύντομα για να έχουν μια ευκαιρία επιτυχίας, έστω και σε μικρή κλίμακα. Πάνω απ 'όλα, η επιβίωση των κοραλλιογενών υφάλων εξακολουθεί να εξαρτάται από την επείγουσα δράση για το κλίμα.
Δεν έχετε χρόνο να διαβάσετε για την κλιματική αλλαγή όσο θα θέλατε; Αντ' αυτού, λάβετε τη βραβευμένη εβδομαδιαία συλλογή μας στα εισερχόμενά σας. Κάθε Τετάρτη, ο συντάκτης περιβάλλοντος του The Conversation γράφει το Imagine, ένα σύντομο email που πηγαίνει λίγο πιο βαθιά σε ένα μόνο κλίμα ζήτημα. Εγγραφείτε στους 35,000+ αναγνώστες που έχουν εγγραφεί μέχρι στιγμής.
ΛΙΑΜ ΛΑΧΣ, Μεταδιδακτορικός Ερευνητικός Συνεργάτης στην Οικολογία & Εξέλιξη της Κλιματικής Αλλαγής; ADRIANA HUMANES, Μεταδιδακτορικός Ερευνητικός Συνεργάτης στην Οικολογία Κοραλλιογενών Υφάλων και Τζέιμς Γκεστ, Αναγνώστης στο Coral Reef Ecology, όλα στο ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΝΙΟΥΚΑΣΤΛ. Αυτό το άρθρο αναδημοσιεύεται από Η Συνομιλία με άδεια Creative Commons. Διαβάστε το αρχικό άρθρο.
Επίσης στο Divernet: ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΕΣ ΑΝΑΚΑΛΥΠΤΟΥΝ ΚΟΡΑΛΙΑ ΑΝΘΕΚΤΙΚΑ ΣΤΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ ΚΡΥΜΜΕΝΑ ΣΕ ΑΠΛΑ ΘΕΑ, ΜΕΓΑΛΗ ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΑΝΤΟΧΗΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΑΠΟ ΤΑ SUPER-CORALS ΤΗΣ SECORE, Ο ΑΠΟΣΤΑΘΜΙΣΜΕΝΟΣ ΚΟΡΑΛΙΟ Ύφαλος του ΕΙΡΗΝΙΚΟΥ ΔΕΙΧΝΕΙ ΚΑΠΟΙΑ ΙΚΑΝΟΤΗΤΑ ΑΝΤΙΜΕΤΩΠΙΣΗΣ ΤΗΣ ΘΕΡΜΑΝΣΗΣ ΤΟΥ ΩΚΕΑΝΟΥ, ΤΑ ΨΗΦΙΑΚΑ 3D ΜΟΝΤΕΛΑ ΜΑΣ ΜΠΟΡΟΥΝ ΝΑ ΒΟΗΘΗΣΟΥΝ ΣΤΗΝ ΑΝΑΓΕΝΝΗΣΗ ΤΕΡΑΣΤΙΩΝ Κοραλλιογενών Ύφαλων
