Som havene blir varmere og surere, utvikler forskerne nye strategier for å redde "regnskogene til sjøen."

Korallrev er blant de vakreste økosystemene på jorden - "et jeweled belte rundt midt på planeten", i oceanografen Sylvia Earles ord. De er også ekstremt verdifulle. Reef dekker mindre enn en tiendedel av 1 prosent av havbunnen, men støtter mer enn 800 arter av koraller og 4,000 arter av fisk. De er gyteanlegg, kystbuffere mot stormer og lukrative turistdrag. I følge noen estimater, tjenestene de tilbyr er verdt opp til $ 30 milliarder årlig.

Til skade for disse fordelene har korallrevene imidlertid blitt forverret siden 1970-tallet under en kaskade av menneskelige påvirkninger. Overfiske forstyrrer deres komplekse samfunn av store rovdyr, mindre byttedyrarter og "beiter" som papegøyefisk og urchins som renser store alger fra koraller. Mudring for kystutvikling skyer vann med sediment, blokkerer sollys og tømmer oksygen. Massive blomster av alger, matet av næringsstoffer i gårdens avrenning og avløpsvann, kveler koraller. Patogener, muligens spredt av global skipsfart, dreper koraller og kråkeboller.

Nå øker konsentrasjonene av karbondioksid i atmosfæren forårsaker havvann å varme og gjør dem surere. Varmt vann forårsaker blekepisoder der koralpolypper utviser de mikroskopiske alger som lever i sitt vev og nærer dem. Alger gir koraller 'farge, så revene blir hvite. Koraller kan gjenopprette, men prosessen spenninger og kan drepe dem. Syring, som oppstår som sjøvann absorberer CO2 fra atmosfæren, reduserer mengden karbonat tilgjengelig for koraller for å bygge sine skjeletter, slik at revene vokser sakte og blir svakere.

"Vi prøver å motvirke meldingen om at alle koraller er dømt." - Ruth Gates

Men reef-spesialister gir ikke opp. Noen identifiserer egenskaper som hjelper visse koraller til å tolerere oppvarming og forsuring. Andre er conditionkoraler for å trives i endrede hav, så mye som idrettsutøvere trener for å konkurrere i høye høyder eller i hard vær.

"Vi prøver å motvirke meldingen om at alle koraller er dømt," sier Ruth Gates, en professor ved University of Hawaii's Institute of Marine Biology. "Koraller har utviklet seg på jorden i millioner av år, og de har overlevd med god grunn."

Økende motstandskraft

Noen eksperter sier oppvarming og forsuring mottar for mye oppmerksomhet, og at lokale påkjenninger er mer presserende.

"Klimaendringene er bare halvparten av historien," sier Jeremy Jackson, tidligere direktør for Senter for marin biologisk mangfold og konservering ved California's Scripps Institute of Oceanography. Jackson var ledende redaktør for en rapport Publisert i juli av Global Coral Reef Monitoring Network som fant store variasjoner i reef nedgangstallene over Karibia siden 1970s.

Mens koraller hadde gått ned med mer enn 50 prosent regionalt siden 1970, hadde land som begrenset fiske, kystutvikling og turisme, som Bermuda, mye mindre koralltap enn de som ikke klarte å utføre lignende kontroller, som for eksempel Jamaica. Og sunn revet forvitret orkaner og bleking episoder lettere enn de som allerede forringet av overfishing og vannforurensning.

"Ironisk nok bruker USA mye penger på å overvåke korallrev, men det gjør ikke mye for å beskytte dem, sier Jackson. "Vår strategi ser ut til å se på dem til de dør."

I slutten av august tok US National Oceanographic and Atmospheric Administration et første skritt mot å endre det, notering av 20 korall arter som truet under endangered Species Act. Oppføringen betyr at andre føderale byråer må konsultere NOAA før de finansierer eller autoriserer tiltak som vil påvirke disse korallene, for eksempel energiprosjekter, utslippstillatelser for utslipp, mudring, båttrafikk eller militære aktiviteter. Og NOAA vil samarbeide med stater og lokalsamfunn for å beskytte korallene gjennom strategier som å redusere landbasert forurensning og transplantasjon av koraller som vokser i laboratorier for å repopulere nedbrytte rev.

Gunstige overlevende

For å motvirke oppvarming og forsuring, arbeider forskere for å forstå hvorfor noen koraller kan gjenopprette fra disse stressene lettere enn andre. Svaret ligger i en kombinasjon av koralernes genetikk og deres forhold til mikroalger som lever i sitt vev og forsyner dem med mat.

I en studie publisert i Global Change Biology I juli ble forskere ledet av Ohio State University biogeokemist Andréa Grottoli satt friske koraller fra ni meksikanske rev gjennom to blekepisoder ett år fra hverandre. Denne prosessen simulerte forhold som kan oppstå i Karibia så snart 2030, ifølge dagens prognoser.

Noen av funnene deres var overraskende. Porites astreoides, en hekket gul korall som øker i noen deler av Karibien, ble beskjeden av den første bleken, men ble ikke helt gjenopprettet etter den andre. Andre typer viste mer evne til å gjenopprette etter gjentatte blekinger.

 "Jeg vil gjerne se på en nytenking av hvordan vi definerer skjær som er verdt å beskytte." - Andréa Grottoli “Det som gjaldt var størrelsen på korallens energireserver, spesielt lagrede lipider,” forklarer Grottoli. "Når vi sulter, metaboliserer kroppene våre fett, og andre levende ting gjør det samme." Høye fettreserver hjalp koraller å overleve til de kunne få nye symbiotiske alger. Studien viste også at koraller som var i stand til å samarbeide med flere arter av alger, var mer tilbøyelige til å komme seg.

Grottoli sier at funn som dette kunne brukes til å plassere marine beskyttede områder i soner der forholdene favoriserer fjærende korallarter. "Jeg vil gjerne se en revurdering av hvordan vi definerer rev som er verdt å beskytte," sier hun. "Du trenger å vite om hvordan koralarter oppfører seg og reagerer på stress for å forutsi om de vil overleve."

Laveste Corals

På University of Hawaii jobber Gates også med å identifisere koraller som tåler klimabelastninger. I oktober 2013 hun og Madeleine van Oppen, seniorforsker ved Australian Institute of Marine Sciences, vant en konkurranse sponset av Paul G. Allen Family Foundation som søkte strategier for å håndtere havsyring. Gates og van Oppen planlegger å utvikle koraller som er svært motstandsdyktige overfor klimabelastninger og bruke dem til å rekolonisere flere steder, inkludert et dødt rev i Hawaii og et betong kunstig rev.

For å utvikle disse superkoraler bruker de tre verktøy. Den første er epigenetikk - endringer i genfunksjon som oppstår når visse deler av en organisasjons genetiske kode slås på eller av som svar på miljømessige tegn. "Vi bringer koraller som vi allerede vet er robuste inn i laboratoriet og utsetter dem for forhold som de sannsynligvis vil støte på i endrede hav: Vi øker vanntemperaturen eller senker pH, og tar den tilbake til utgangspunktet, noen ganger i kombinasjon, sier Gates. "Øvelse kan slå på raskt adaptive epigenetiske veier som oppfordrer de høyt utøvere til å være deres aller beste."

For det andre endrer forskerne korallers symbiotiske sammenkoblinger med mikroalger. "Noen symbionter er alltid forbundet med svært robuste koraller, så vi ser om vi kan introdusere dem til koraller hvis symbionter er like. Symbionts er koraller 'matkilder, og de robuste er ekstremt gode matfabrikker, sier Gates. Det tredje verktøyet er å selektivt avle hardy koraller og fryse deres sæd, bio-bank gevinster i motstand.

Noen kontoer sier at Gates og van Oppen lager "designerrev", men Gates er uenig.

"Korallrev endrer seg raskere enn koraller kan finne hverandre og tilpasse seg naturlig. Det er et tidsproblem. Så vi akselererer enkeltpersoner evne til å møte og reprodusere, sier hun. "Det vil trolig skje naturlig under gunstige forhold, men som koraller dør av, blir sammenbruddene ødelagt, og sæd og egg møter ikke så lett. Vi kan se at problemet blir verre, eller foreslå noe som vil gjøre en forskjell. "

Ideen er analog på noen måter å assistert migrasjon for dyr og planter på land. I begge tilfeller endrer klimaendringene økosystemene raskere enn organismer som kan utvikle seg. Den ultimate løsningen er å kutte klimagassutslipp, men på kort sikt kan hjelpesorter tilpasse skadene.

Denne artikkelen opprinnelig dukket opp på Ensia

om forfatteren

Jennifer Weeks er en frilansjournalist fra Massachusetts som skriver om miljø, vitenskap og helse. Hennes historier har dukket opp i Oppdag, skifer, Boston Globe Magazine, The Daily Climate og mange andre publikasjoner. Tidligere jobbet hun som en kongresmedarbeider, lobbyist og politikkanalytiker.

Anbefalt bok:

Verden er blå: Hvordan vår skjebne og havets er en
av Sylvia Earle.

Denne bokbindingen til National Geographics ambisiøse 5-årlige havinitiativ - med fokus på overfishing - er skrevet i National Geographic Explorer-in-Residence Sylvia Earles tilgjengelige, men hardt hørende stemme. Gjennom overbevisende personlige historier setter hun nåværende og fremtidige fare i havet og livet det støtter i perspektiv for et bredt publikum.

Klikk her for mer info og / eller å bestille denne boken på Amazon.