Reduktion af næringsstofforurening hjælper koraller med at modstå blegning

Koralrev er ikke dømt. Selvom menneskelige aktiviteter truer de ikoniske økosystemer på mange forskellige måder, videnskabsmænd hævder, at rev kan fortsætte med at trives med den rette hjælp.

En undersøgelse foretaget af forskere ved UC Santa Barbara beskriver, hvordan reduktion af næringsstofforurening kan hjælpe med at forhindre koraller i at blege under moderate hedebølger. Resultaterne, som står i journalen Proceedings of the National Academy of Sciences , tilbyde nye strategier til forvaltning af disse stærkt truede, men vigtige økosystemer.

Revbyggende koraller er vært for gavnlige alger i deres væv. Til gengæld for beskyttelse og nitrogen, algerne forsyner korallerne med sukker. Alt er godt, indtil vandet bliver for varmt.

Ved højere temperaturer, algernes fotosyntese går i overdrev, og den kemiske balance mellem korallen og algerne nedbrydes. På et vist tidspunkt, korallen skubber sin lejer ud i en proces kendt som blegning. Koraller kan overleve et stykke tid uden deres alger, så bedring er mulig, hvis forholdene hurtigt vender tilbage til det normale. Men i mangel af sin partner vil korallen til sidst dø, og jo værre blegningen er, jo mere sandsynligt er det at ske.

Eksperimenter i laboratoriet, samt et par små feltstudier, begyndte at foreslå forskerne, at nitrogenforurening, fra gødning og spildevandsafstrømning, kan forværre blegning. Overskydende kvælstof i vandet kan kortslutte det gavnlige partnerskab mellem koraller og algerne. Imidlertid, indtil nu, det var ikke kendt, om næringsstofpåvirkninger på blegning forekom i mange koraller over store områder.

UC Santa Barbara-forskerne besluttede at undersøge virkningerne af nitrogen på koralblegning - på størrelse med en hel ø - som en del af deres langsigtede økologiske forskningsprojekt på øen Moorea i Fransk Polynesien.

Holdet undersøgte mere end 10, 000 koraller omkring Moorea under en moderat hedebølge i 2016. De undersøgte individuelle koralkolonier i forskellige habitater for at fange variabiliteten i høj opløsning på tværs af øen som helhed. Da nitrogenkoncentrationerne naturligt svinger i havvand, forskerne tog prøver fra Turbinaria ornata, en stor alge almindelig på revene omkring Moorea. Dette gav en registrering af det nitrogen, der var tilgængeligt for koraller i månederne op til hedebølgen.

"Disse forhold er meget komplekse, " sagde hovedforfatter Mary Donovan, en postdoc-forsker ved universitetets Havvidenskabelige Institut. "Så, at studere dem på rumlige og tidsmæssige skalaer, der matcher dem, der sker i naturen, er afgørende for at afsløre disse virkelig vigtige interaktioner."

Holdet fandt ud af, at høje niveauer af nitrogenforurening sænkede temperaturen, hvor koraller begyndte at blege. Det øgede også sværhedsgraden af ​​blegning. "Det fordobler i bund og grund, hvor alvorlig blegningen er, " sagde Russ Schmitt, professor ved Institut for Økologi, Udvikling, og marinbiologi (EEMB). Koraller bleget ved ekstreme temperaturer uanset hvor meget nitrogen der var i systemet, men selv lidt overskydende nitrogen kunne tippe skalaen mod alvorlig blegning under moderate varmeforhold.

Forskerne så på de to mest almindelige typer af forgrenede koraller i Moorea. De forventede, at de ville reagere anderledes på næringsstofforurening, da den ene er mere følsom over for temperaturstress end den anden. Imidlertid, begge typer koraller viste identiske reaktioner. Dette antydede, at den stærke effekt nitrogenforurening har på koraller ved temperaturer, der normalt er under niveauer, der udløser blegning, kan gælde bredt for mange koralarter.

Klimaændringer har øget styrken og hyppigheden af ​​marine hedebølger, hvilket har øget sværhedsgraden af ​​blegning, ifølge forskerne. Koralrev er ved et vendepunkt, de forklarede, så enhver tilgængelig strategi for at fremme revsundhed og modstandsdygtighed skal undersøges. "Denne undersøgelse viser, at det er muligt at tage nogle lokale tiltag, såsom at reducere næringsstofforurening for at give revene en chance, i hvert fald på kort sigt, " sagde medforfatter Sally Holbrook, også professor i EEMB.

Forskerne planlægger at fortsætte med at undersøge, hvordan virkningen af ​​næringsstofforurening på blegning udmønter sig i koraldødelighed. Holdet gennemførte en lignende undersøgelse i 2019, et år, hvor nogle af de højeste vandtemperaturer nogensinde er registreret omkring øen Moorea. Deres resultater burde give en bedre redegørelse for de langsigtede virkninger af næringsstofforurening har på koralrevs økosystemer.

"Marine hedebølger og koralblegning er den afgørende udfordring, som koralrevene står over for i det 21. århundrede, " sagde medforfatter Deron Burkepile, en professor i EEMB. "Håndtering af CO2-emissioner kræver global handling, som økologer og naturforkæmpere, Vi leder også efter løftestænger, vi kan trække i lokal skala for at hjælpe koralrevs økosystemer modstå disse globale stressfaktorer, mens vi også tager skridt til at imødegå klimaændringer."