Элементы Элементы большой науки

Поставить закладку

Напишите нам

Карта сайта

Содержание
Энциклопедия
Новости науки
LHC
Картинка дня
Библиотека
Видеотека
Книжный клуб
Задачи
Масштабы: времена
Детские вопросы
Плакаты
Научный календарь
Наука и право
ЖОБ
Наука в Рунете

Поиск

Подпишитесь на «Элементы»



ВКонтакте
в Твиттере
в Фейсбуке
на Youtube
в Instagram



Библиотека

 
К. Циммер
«Микрокосм». Глава из книги


Р. Докинз
«Эгоистичный ген». Глава из книги


А. Бердников
Вдоль по лунной дорожке


В. Бабицкая, С. Горбунов
Как и зачем птицы общаются с охотниками за медом


Е. Чернова
Хаос и порядок: фрактальный мир


У. Айзексон
«Инноваторы». Глава из книги


Н. Резник
Жираф большой, ему видней, и сам он хорошо заметен


М. Софер
Куда уходит лето?


С. Петранек
«Как мы будем жить на Марсе». Глава из книги


В. Мацарский
Разгневанный Эйнштейн и «темный» рецензент







Главная / Новости науки версия для печати

Погибшие коралловые рифы постепенно восстанавливаются


<b>Рис. 1.</b> Ник Грэм проводит учет площади покрытия и численности кораллов

Рис. 1. Ник Грэм, руководитель исследования сейшельских рифов, проводит учет площади покрытия и численности кораллов на типовой площадке. Фото с сайта coralcoe.org.au

Около 15 лет назад коралловые рифы во всем мире стали погибать. Этот процесс можно было легко увидеть: рифы выцветали, теряя свою яркую окраску, живые полипы переставали расти и умирали, рифовые постройки разрушались. Масштабы гибели рифов были катастрофическими: в некоторых местах (например, на Сейшелах) погибло 90% рифов. Австралийские исследователи провели оценку современного состояния рифов в районе Сейшельских островов. Полученные данные они сравнили с характеристиками прошлых лет. Оказалось, что больше половины рифов восстанавливаются. Но не все: внушительная их часть всё же зарастает водорослями. Было подсчитано, что рифы восстанавливаются там, где поглубже, где есть подходящие места для поселения молоди и где до катастрофических событий коралловые рифы были разнообразны и сложны. Дополнительными факторами, оказывающими влияние на состояние коралловых рифов, оказались биогенное загрязнение (чем оно выше, тем больше вероятность зарастания рифов водорослями) и численность растительноядных рыб (их обилие, наоборот, препятствует зарастанию). Новое исследование рисует картину возможной естественной реставрации рифов.

В некоторых районах в середине-конце 90-х годов XX века погибло от 50% до 90% всех рифовых построек. Это происходило и в Карибском бассейне, и в Тихом океане. Вероятной причиной «коралловой катастрофы» в 1998 году считается совпадение по времени двух температурных аномалий в водах мирового океана — сильного Эль-Ниньо и явления Индоокеанского диполя (см. Indian Ocean Dipole), которое привело к резкому повышению температуры приповерхностной воды на большой площади. «Элементы» уже обращались к теме вымирания рифов, разбирая причины их бедственного состояния: слишком большая биогенная нагрузка (Кораллы гибнут из-за органических загрязнений, 05.06.2012), перелов рыбы (Ограничение рыболовства может спасти коралловые рифы, 18.01.2006), потепление и, как следствие, отторжение кораллами своих водорослей-симбионтов (Кораллы обесцвечиваются из-за утраты взаимопонимания, 29.01.2009).

Собранная Ником Грэмом (Nick Graham) из Центра изучения коралловых рифов при Университете Джеймса Кука команда морских зоологов и экологов из Австралии, Англии и Франции выполнила обобщающее исследование состояния рифов в Индо-Тихоокеанской области, или Индо-Пацифике (см. Indo-Pacific) — тропических водах Индийского океана и западной и центральной части Тихого океана. Эта работа интересна во многих аспектах, как практических, так и теоретических, но прежде всего она показывает, что происходит с рифами после массовой катастрофической гибели кораллов. Вообще, существует большое количество исследований, анализирующих причины рифовой катастрофы, но только в самое последнее время появились работы, показывающие, что же происходит с рифами сейчас, через 15–20 лет после тех событий. Исследование Грэма с коллегами как раз из таких.

Ученые вели наблюдения на рифах Сейшельских островов с 1994 года, когда рифы еще находились в отличном состоянии. В 1998 году, когда кораллы стали выцветать и умирать, в последующие годы, когда разрушилось до 90% рифовых построек, и вплоть до настоящего времени эти наблюдения продолжались. Таким образом, ученые составили динамический портрет рифов до, во время и после катастрофы (рис. 2). В первую очередь ученые обращали внимание на конкуренцию между кораллами и водорослями.

Рис. 2. Фото рифа в 1994, 2005 и 2011 годах

Рис. 2. Верхний ряд — сейшельские рифы до массовой гибели кораллов (1994 год). Средний ряд — «коралловая катастрофа» (началась в 1998 году), во время которой некоторые рифы сохранили свою пространственную структуру (с), а другие к 2005 году полностью ее утратили (d). Нижний ряд — ситуация в 2011 году: восстановившийся риф (e) и заросший водорослями риф (f). Фото из обсуждаемой статьи в Nature

Если коралловая постройка разрушается, то дальнейшая судьба «руин» может быть двоякой: либо там восстанавливается риф, либо всё заселяют макрофиты, которые укореняются на бывших коралловых субстратах. На водорослевых полях кораллы уже не выживают. По-видимому, там уже трудно закрепиться молодым полипам, они не могут конкурировать с водорослями.

Всего исследовали 21 риф. Методика предполагала оценивать состояние каждого рифа по набору 8–16 учетных площадок, размером примерно 7 м в диаметре. На каждой из них единообразно подсчитывались площадь, занятая рифостроителями, водорослями, численность и обилие других обитателей, в том числе разнообразие рыб. Из всех рифов 12 оказались занятыми новыми кораллами. В этих местах в конкуренции за площадь победили они, а не водоросли. Скорость восстановления кораллов на этих 12 рифах в первые 7–8 лет после катастрофической гибели была низкой, затем после 2005 года темпы восстановления быстро увеличились (рис. 3). Это ускорение ученые относят на счет достижения пороговых характеристик пополнения, необходимых для восстановления локальных поселений. Другие 9 рифов постепенно, с постоянной скоростью, зарастали водорослями, в результате чего их облик полностью изменился.

Рис. 3. Покрытие площади рифа кораллами и водорослями

Рис. 3. Покрытие площади рифа кораллами и водорослями (процент покрытой площади в зависимости от года). Горизонтальные черные метки показывают медианное значение по 21 рифу, цветные столбики вокруг них — 50% квантили: синие столбики — покрытие кораллами, красные — водорослями. Например, в 1994 году кораллами было в среднем покрыто 28% площади рифов, а водорослями — всего 1%. В 1998 году произошла массовая гибель кораллов, и покрываемая ими площадь сильно сократилась. Большее количество водорослей не должно смущать: оно отражает быстрое зарастание там, где кораллам не удалось отвоевать территорию. График из обсуждаемой статьи в Nature

Сравнивая характеристики «успешных» рифов и водорослевых поселений, ученые прикинули, какие факторы благоприятствовали восстановлению рифов. Всего учитывали 11 параметров, которые гипотетически могли этому способствовать: 1) сложность коралловых построек до гибели, 2) обилие молоди, 3) глубина поселения, 4) биогенное загрязнение, 5) биомасса растительноядных рыб и 6) их разнообразие, 7) численность морских ежей, 8) количество ветвящихся кораллов, 9) волновой режим, 10) охранный статус рифа, 11) субстрат. Из всех этих факторов первые пять на 97% определяют вероятность выживания рифов, причем первые три из них самые эффективные: сложность коралловых построек, обилие молоди, глубина поселения. Чем сложнее была постройка до начала мора, чем глубже она расположена и чем больше производит молодых полипов, тем вероятнее реставрация рифа. Другие два фактора — биогенная нагрузка и обилие растительноядных рыб — действуют в противоположных направлениях: чем больше питательных веществ, тем больше вероятность зарастания рифов водорослями, однако растительноядные рыбы сдерживают водорослевую интервенцию. Нужно отметить, что охрана рифов слабо помогала реабилитации рифов.

12 рифов из 21 — это много или мало? Стоит ли радоваться любителям подводных экскурсий и экологам? Пока трудно предсказать дальнейшую судьбу рифов, но, по крайней мере, полученная информация внушает доверие. Это результат дотошного и многолетнего исследования. Кроме того, нужно принять к сведению опубликованные данные по другим рифам. Они также свидетельствуют если не о полном, то хотя бы о локальном возрождении рифов (рис. 4). Это означает, что рифовая экосистема способна к самовосстановлению. Если, конечно, сильно не мешать этому процессу.

Рис. 4. Восстановление локального рифа на западном берегу Австралийского побережья

Рис. 4. Восстановление локального рифа на западном берегу Австралийского побережья. Цветные полосы показывают соотношение покрывающих риф донных организмов (по правой шкале): оттенки синего — разные виды твердых кораллов, оранжевый — мягкие кораллы, зеленый — губки и макрофиты, розовый — мелкозернистый дёрн и кораллиновые водоросли (Coralline alga). Вертикальная красная линия — момент резкого вымирания кораллов на рифе. Пунктиром показана плотность рыбного населения рифа (левая шкала). Изображение из статьи J. P. Gilmour et al., 2013. Recovery of an Isolated Coral Reef System Following Severe Disturbance

Источник: N. A. J. Graham, S. Jennings, M. A. MacNeil, D. Mouillot, S. K. Wilson. Predicting climate-driven regime shifts versus rebound potential in coral reefs // Nature. 2015. V. 518. P. 94–97.

Елена Наймарк


Комментарии (2)



Последние новости: ЭкологияЕлена Наймарк

21.09
В условиях антропогенного шума летучие мыши перестают полагаться на слух
13.09
Эволюционный эксперимент показал, где и как появляются наиболее приспособленные особи
5.09
Найдены строматолиты возрастом 3,7 млрд лет — древнейшие следы жизни на Земле
6.07
Метанокисляющие микроорганизмы донных осадков оказались неожиданно разнообразными
22.06
Рыбки-брызгуны хорошо различают человеческие лица
16.06
В Старом и Новом Свете птицы сходно реагируют на глобальное потепление
15.06
Получение генов пектиназ от протеобактерий резко ускорило видообразование палочников
8.06
Новые древние остатки людей с острова Флорес говорят о родстве «хоббитов» с эректусами
1.06
Половой отбор сделал сперматозоиды дрозофил самыми длинными в мире
26.05
Очертания видового ареала определяются экологическими свойствами вида

Научная картинка дня


Новости науки по темам: антропология, археология, астрономическая научная картинка дня, астрономия, биология, биотехнологии, генетика, геология, затмения, информационные технологии, космос, лингвистика, математика, медицина, нанотехнологии, наука в России, наука и общество, Нобелевские премии, палеонтология, Первое апреля, психология, технологии, физика, химия, эволюция, экология, энергетика, этология

Новости науки по авторам: Валентин Анаников, Дарья Баранова, Вера Башмакова, Александр Бердичевский, Максим Борисов, Варвара Веденина, Александр Венедюхин, Михаил Волович, Михаил Гарбузов, Алексей Гиляров, Дмитрий Гиляров, Сергей Глаголев, Евгений Гордеев, Николай Горностаев, Владимир Гриньков, Дмитрий Дагаев, Юрий Ерин, Анастасия Еськова, Дмитрий Жарков, Андрей Журавлёв, Дмитрий Замолодчиков, Игорь Иванов, Вячеслав Калинин, Павел Квартальнов, Мария Кирсанова, Дмитрий Кирюхин, Александр Козловский, Юлия Кондратенко, Артем Коржиманов, Ольга Кочина, Аркадий Курамшин, Виталий Кушниров, Иван Лаврёнов, Алексей Левин, Андрей Логинов, Сергей Лысенков, Лейла Мамирова, Александр Марков, Мария Медникова, Вадим Мокиевский, Григорий Молев, Тарас Молотилин, Антон Морковин, Марат Мусин, Максим Нагорных, Елена Наймарк, Алексей Опаев, Петр Петров, Александр Пиперски, Константин Попадьин, Сергей Попов, Роман Ракитов, Татьяна Романовская, Александр Самардак, Александр Сергеев, Андрей Сидоренко, Виктория Скобеева, Даниил Смирнов, Павел Смирнов, Дарья Спасская, Любовь Стрельникова, Алексей Тимошенко, Александр Токарев, Александр Храмов, Мария Шнырёва, Сергей Ястребов, Светлана Ястребова

Новости науки по месяцам: 2016 IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2015 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2014 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2013 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2012 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2011 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2010 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2009 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2008 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2007 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2006 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2005 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I 

Новости науки почтой (рассылка на Subscribe.ru):

 


Где еще почитать научные новости: «Биомолекула», «Вокруг света», Газета.ру. Наука, «Наука и жизнь», Наука и технологии РФ, «Научная Россия», «Популярная механика», РИА Наука, «Чердак», N+1, Naked Science

 


при поддержке фонда Дмитрия Зимина - Династия