Understuderede dybere vandrev kunne lære os, hvordan vi bedre kan bevare koraller

I tre årtiers dykning på steder, herunder Det Røde Hav og Great Barrier Reef, Gal Eyal har set koralrev forvandle sig foran hans øjne.

"Ændringen er enorm, " sagde Dr. Eyal, en havøkolog ved Bar-Ilan University i Israel og University of Queensland i Australien. "Jeg var ved Great Barrier Reef for første gang i 2004 ... Når du dykker ned og ser denne koral blege, det er vanvittigt. Du ser alt det rev, som du plejede at se farverigt og fyldt med fisk, alt bleget og hvidt ... og det er som en kirkegård."

Et stort miljøpuslespil i de senere år har været, hvordan man kan afbøde den ødelæggende påvirkning af klimaændringer, forurening og andre menneskelige virkninger har koralrev - med store tab allerede, og alarmerende prognoser om, at 70% til 90% af eksisterende rev kan dø i de næste 20 år.

I stedet for kun at fokusere på traditionelle lavvandede rev ned til omkring 30 meter, nogle forskere ser på levesteder i både dybere og grumsete farvande - miljøer, hvor koraller stadig er afhængige af lys for at understøtte fotosyntesen af ​​algepartnerne, de har brug for for at opretholde dem, men på et lavere niveau.

En voksende mængde bevis tyder på, at sådanne områder kan være nøglen til gensåning af forringede rev i fremtiden, samt at være afgørende økosystemer for havets sundhed.

Mesofotisk

Rev kendt som mesofotiske koraløkosystemer (MCE'er) findes 30 til 150 meter nede i tropiske og subtropiske områder, men er ofte blevet savnet i undersøgelser mellem udforskning af meget mere tilgængelige lavvandede koraller og det dybere hav.

Dette er på trods af, at disse økosystemer indeholder massive revstrukturer, med nogle undersøgelser, der estimerer, at MCE'er udgør halvdelen eller mere af revarealet på verdensplan. Tidligere forskning har også antydet, at de bleger mindre end lavvandede koraller, lever i levesteder med lavere naturlige udsving eller påvirkning fra menneskelige påvirkninger.

Det mesofotiske projekt, som Dr. Eyal leder, kigger på disse habitater for at bygge en base for forståelse, ikke kun om deres umiddelbare udsigter, men deres udsigter for de kommende hundreder eller endda tusinder af år.

"Vi ved meget lidt om disse rev, og vi ved ikke rigtig, hvad virkningerne af termisk stress, forurening og konkurrence mellem arter er på dem, " sagde han. "Hvis folk ikke ser på revet som en helhed, fra lav til dyb, de går glip af meget."

I en undersøgelse af næsten 100 mesofotiske koralarter ud for byen Eilat på den nordlige spids af Det Røde Hav, Dr. Eyal siger, at hans team var overrasket over at opdage, hvor mange arter der levede i begge levesteder, hvor omkring to tredjedele af de kendte arter i regionens lavvandede rev også optræder i den mesofotiske zone.

Dette tyder på betydelig overførsel af reproduktive forplantninger - dele af korallen, der brækker af og bliver til nye koraller - mellem de to levesteder. Det understøtter også hypotesen om, at dybere rev kan fungere som et tilflugtssted og en kilde til genbefolkning af deres lavere modstykker gennem naturlig udsåning efter katastrofale hændelser som udbredt blegning eller forurening.

Ja, da forskerne transplanterede fragmenter af den mesofotiske koral Euphyllia paradivisa fra en dybde på 50 meter til fem meter, Overlevelsesraterne var høje efter tre år, og der var tegn på, at korallerne havde akklimatiseret sig til de højere lysniveauer - selvom Dr. Eyal advarer om resultaterne, fordi kun voksne blev transplanteret i stedet for larver eller unge.

Ud over, de fandt arter, der var sjældne på lave dybder, men som blomstrede i mesofotiske farvande, herunder E. paradivisa, som nogle miljøorganisationer havde anset for truet i visse områder af verden. Leptoseris glabra, oprindeligt anset som knap på grund af dens sjældenhed på lavvandede rev, syntes at være den mest udbredte art i den nordlige Eilatbugt, er udbredt i mesofotiske dybder.

Sådanne fund kan understøtte forbedret målretning af arter med henblik på bevaringsindsats på både mesofotiske og lavvandede rev, samt informere beslutninger om beskyttede havområder og uddanne offentligheden om hele revøkosystemer, siger Dr. Eyal.

"I den mesofotiske zone er der en enorm artsdiversitet, og en blanding af generalistiske arter og mesofotiske specialister, " sagde han. "Hvis du kun ser på det lavvandede rev, man ser ikke på det store billede, men kun toppen af ​​isbjerget. Du skal se på hele isbjerget for at verificere, hvor du skal handle for at beskytte hele miljøet."

For at hjælpe forskere globalt, teamet har udviklet en online applikation, der giver brugerne mulighed for at indtaste lysrelaterede data til omtrentlige ændringer i samfundsstrukturen på forskellige dybder, som Dr. Eyal siger indtil videre synes at oversætte godt til andre områder af verden.

Over tid

Mesophotic ser også på, hvordan koralsamfund har ændret sig over tid ved at tage kerner fra revsedimenter for at undersøge, om arter, der er almindelige i den mesofotiske zone, tidligere migrerede fra lavvandet, når miljøforholdene ændrede sig.

På grund af udfordringen med at tage kerner på sådanne dybder med det aktuelt tilgængelige udstyr, resultaterne er indtil videre begrænset til de sidste par hundrede år og meget lokaliserede, men han sagde, at der er beviser for sådanne overgange før. I mellemtiden, fotos, han sammenligner fra de sidste 40 år, tyder på, at mesofotiske rev ikke har ændret sig meget i den seneste tid.

Men selvom disse rev ser ud til at vise lovende som refugia og historisk set anses for at være stabile, Dr. Eyal siger, at hans egen forskning har antydet, at menneskeskabte forstyrrelser såsom forurening kan have en større indvirkning på MCE'er end lavvandede rev, fordi de er tilpasset et mere forudsigeligt miljø.

Kompleksiteten skabt af enormt varierende revmiljøer betyder, at der stadig er meget forskning at gøre. "Du har enorme forskelle i forhold ... og det er ikke kun mellem forskellige rev rundt om i verden, det er i hvert rev miljø, " sagde Dr. Eyal.

Andre forskere ser på grumsete revmiljøer fundet på lave dybder og karakteriseret ved høje niveauer af terrestrisk afstrømning. Mange af disse findes i koraltrekanten, et område, der stort set strækker sig over vandet ud for Indonesien, Malaysia, Filippinerne og Papua Ny Guinea i det vestlige Stillehav.

Området er hjemsted for verdens mest forskelligartede revhabitat, indeholdende 75 % af kendte koralarter. Det er også tæt på mange enorme befolkningsgrupper, der er afhængige af revene for at få næring, giver et ideelt studiested for igangværende menneskeskabte forandringer.

Udviklet

Fra tidligere analyse af fossiloptegnelsen, et projekt kaldet 4D_REEF, som studerer disse systemer, hypoteser om, at koralrev sandsynligvis oprindeligt udviklede sig i grumset vand, og at dem i sådanne miljøer kan være bedre placeret til at håndtere forstyrrelser i havet.

Ud over, tidligere forskning fra holdet og andre tyder på, at der er mindre blegning på grumsete rev på grund af lavere eksponering for lysstress, og at de kan komme sig hurtigere efter forstyrrelser, siger Dr. Willem Renema, projektleder og en marin biodiversitetsforsker ved Naturalis Biodiversity Centre i Leiden, Holland.

"Ideen, vi udforsker her, er, at måske de højlys-miljøer i det, vi ser som de mest typiske koralrev, du kan forestille dig, er geologisk (over store tidsskalaer) atypiske, " sagde han. "Vi har et vidensgab i disse grumsede vandrev, fordi få mennesker virkelig har studeret dem i høj intensitet."

Et år om, det meste af arbejdet har omfattet gennemgange af forskning og metodeudvikling, med pandemien, der forårsagede forsinkelser i at komme ud til selve revene. Dr. Renema håber, at dyk kan begynde næste marts eller april.

En stor del af 4D_REEF involverer at analysere fossiler, der allerede er indsamlet for at undersøge, hvordan koralhabitater tidligere så ud, og hvordan de håndterede miljøændringer.

Forskerne går ind på Pliocæn-epoken for mellem 5,3 og 2,6 millioner år siden - en periode, hvor opvarmningsforholdene ofte bruges til at give en analog til klimaændringer i dag - og den nuværende Holocæn-epoke forud for betydelig menneskeskabt påvirkning.

Dette kan også hjælpe med at belyse grundlæggerarter, der førte til rev, potentielt give ideer til brug for fremtidige rehabiliteringsprojekter, siger Dr. Renema, selvom der ikke er nogen reelle resultater fra disse undersøgelser endnu.

'(Vi ser på) hvad er dynamikken i disse økosystemer? Kan vi modellere deres reaktion på skiftende havniveau, skiftende temperaturer og så videre?"

For Dr. Renema, at studere forskellige koralmiljøer – fra dem på mesofotiske dybder til dem i grumsete farvande – er afgørende for at få ordentligt styr på, hvordan man bedst beskytter hele revmiljøet.

"Du kan ikke sige, at vi kun ser på den fem meter lange dybdelinje, og så forstår du, hvad koralrev er, " sagde han. "Vi er nødt til at forstå hele systemet."

At studere koraller, der lever på dybt vand, hvor mindre lys trænger ind, kunne afsløre måder at genså nedbrudte lavvandede koralrev på.