Selektivni uzgoj funkcionira, ali i dalje je potrebna brza klimatska akcija kako bi se spasili grebeni, izvješćuju LIAM LACHS, ADRIANA HUMANES i JAMES GUEST sa Sveučilišta Newcastle
Naša istraživačka skupina uzgojila je koralje koji mogu bolje preživjeti morske vrućine. Naš rad, sada objavljen u Nature Communications, pokazuje da je moguće poboljšati otpornost koralja na toplinu čak i unutar jedne generacije.
Također pročitajte: Otporni koraljni džepovi razveseljavaju istraživače
To smo učinili pomoću selektivnog uzgoja: tehnike koju su ljudi koristili tisućama godina za proizvodnju životinja i biljaka sa poželjnim karakteristikama. Selektivnim uzgojem ljudi su pse poput vukova pretvorili u bernardince, čivave i sve između.
Sada se selektivni uzgoj razmatra kao sredstvo za očuvanje prirode, posebice koraljnih grebena. Coralassist Lab (čiji smo mi dio) i Palau International Coral Reef Center posebno su radili na preživljavanju koraljnog toplinskog vala. Naši posljednji rezultati kulminacija su sedmogodišnjeg rada. Als
Morski toplinski valovi uzrokuju masovno izbjeljivanje koralja i smrtnost, a 2023.-2024. četvrti globalni događaj masovnog izbjeljivanja. Metode potpomognute evolucije – poput selektivnog uzgoja – imaju za cilj potaknuti prirodnu prilagodbu kako bi se koraljima kupilo vrijeme pod klimatskim promjenama.
Ipak, poboljšanje tolerancije na toplinu kod naših selektivno uzgojenih koralja bilo je skromno u usporedbi s intenzitetom morskih toplinskih valova koji se očekuju u budućnosti.
Iako je selektivni uzgoj izvediv, vjerojatno nije lijek za sve. I dalje ćemo se morati uhvatiti u koštac s uzrokom masovnog izbjeljivanja koralja smanjenjem emisije stakleničkih plinova kako bismo ublažili zagrijavanje i dali vremena programima potpomognute evolucije da počnu djelovati.
Kako uzgajati koralje za otpornost na toplinu
Prvi korak je bio odrediti toplinsku toleranciju mnogih potencijalnih matičnih koralja na grebenu. Zatim smo odabrali određene jedinke za uzgoj dvije odvojene obitelji potomaka, odabranih za visoku ili nisku toleranciju na toplinu. Uzgajali smo te potomke tri do četiri godine dok nisu dostigli reproduktivnu zrelost, a zatim smo ispitali njihovu otpornost na toplinu.
Proveli smo selektivna uzgojna ispitivanja za dvije različite osobine, ili toleranciju na kratku, intenzivnu izloženost toplini (temperature 3.5 °C iznad normale tijekom deset dana) ili manje intenzivnu, ali dugotrajnu izloženost tipičniju za prirodne morske toplinske valove (2.5 °C iznad prosjeka za mjesec dana).
To nam je omogućilo da procijenimo nasljednost svake osobine, odgovor na selektivni uzgoj i imaju li obje osobine zajedničku genetsku osnovu.
Odabir roditelja na otpornost na visoku umjesto na nisku toplinu povećao je toleranciju njihovih odraslih potomaka za obje testirane osobine.
Nasljednost je bila otprilike 0.2 do 0.3 na ljestvici od 0 do 1, što znači da je oko četvrtine varijabilnosti u toleranciji potomaka na toplinu rezultat gena prenesenih od roditelja. Drugim riječima, te osobine imaju značajnu genetsku osnovu na kojoj može djelovati prirodna i umjetna selekcija.
Mjerimo kumulativni toplinski stres i toleranciju u smislu tjedni stupnjeva grijanja (°C-tjedni), što odražava koliko je vruće i koliko dugo. S obzirom na varijabilnost osobina identificirana u ovim određenim koraljima, otpornost na toplinu bi se u teoriji mogla povećati za oko 1°C tjedno unutar jedne generacije.
Međutim, čak ni ova razina poboljšanja možda neće biti dovoljna da se održi korak sa sve intenzivnijim toplinskim valovima. Ovisno o klimatskim djelovanjima, očekuje se da će intenzitet toplinskih valova u nadolazećim desetljećima porasti za otprilike 3°C-tjedni po desetljeću, brže od poboljšanja postignutog u našoj studiji.
Zanimljivo je da koralji koji su selektivno uzgajani za visoku, a ne za nisku toleranciju na kratke stresove nisu bili ništa bolji u preživljavanju dugog izlaganja toplinskom stresu.
Budući da nije otkrivena genetska korelacija, moguće je da ove osobine pokreću neovisni skupovi gena, a koralji koji su dobri u preživljavanju kratkog oštrog toplinskog stresa nisu nužno najbolji u preživljavanju dugoročnih morskih toplinskih valova.
To bi imalo važne implikacije, jer bi ovakav rad imao koristi od jeftinih i brzih testova koji mogu učinkovito identificirati kolonije otporne na toplinu za uzgoj. Međutim, ako ovi testovi ne mogu predvidjeti koje će kolonije koralja preživjeti mjesečne toplinske valove, to predstavlja ozbiljan izazov.
Povećanje selektivnog uzgoja
Budući da je moguće selektivno uzgajati koralje za povećanu otpornost na toplinu, sljedeći korak je provođenje velikih ispitivanja u divljini. Za to će vjerojatno biti potreban značajan broj selektivno uzgojenih koralja, možda izravnim sijanjem koraljnih ličinki na grebene ili sadnjom koralja uzgojenih u objektu za akvakulturu.
Da bi ovo funkcioniralo, izbačeni koralji moraju sami postati reproduktivni i pridonijeti genskom fondu divlje populacije. Učiniti to u vrlo velikim razmjerima bit će izazovno, ali možda neće biti potrebno obnoviti koraljnu pokrivenost velikih područja.
Umjesto toga, moglo bi biti dovoljno stvoriti mrežu manjeg broja strateški smještenih proizvodnih centara ličinki, koji sadrže selektivno uzgojene koralje velike gustoće kako bi se maksimizirao uspjeh oplodnje. Ta bi čvorišta služila za zasijavanje drugih grebena i mogla bi osigurati daljnje matično jato za ciljane akcije.
Potrebno je još mnogo istraživanja i razvoja, a mnoga ključna pitanja ostaju bez odgovora.
Koliko koralja treba presaditi da bi se postigao željeni učinak? Možemo li osigurati da nema kompromisa koji bi mogli ugroziti stanovništvo (dokazi do sada sugerira da to nije veliki rizik)? Kako možemo izbjeći razvodnjavanje odabranih svojstava jednom dodanih u divljinu? Kako možemo povećati odgovore na odabir?
S obzirom na brzinu zagrijavanja oceana, optimizacija i implementacija potpomognute evolucije morat će se dogoditi uskoro kako bi imali priliku za uspjeh, čak i ako samo u malim razmjerima. Iznad svega, opstanak koraljnih grebena i dalje ovisi o hitnoj klimatskoj akciji.
Nemate vremena čitati o klimatskim promjenama onoliko koliko biste željeli? Umjesto toga primajte naš nagrađivani tjedni pregled u svoju pristiglu poštu. Svake srijede urednik The Conversationa za okoliš piše Imagine, kratku e-poruku koja ide malo dublje u samo jednu klimu izdanje. Pridružite se 35,000+ čitatelja koji su se dosad pretplatili.
LIAM LACHS, poslijedoktorandski znanstveni suradnik u ekologiji i evoluciji klimatskih promjena; ADRIANA HUMANES, poslijedoktorandski znanstveni suradnik u Ekologiji koraljnih grebena i James Guest, Reader u Coral Reef Ecology, sve na SVEUČILIŠTE NEWCASTLE. Ovaj je članak ponovno objavljen od Razgovor pod licencom Creative Commons. Čitati originalni članak.
Također na Divernetu: ZNANSTVENICI OTKRIVAJU KORALJE TOLERANTE NA TOPLINU SAKRIVENE NA VIDU, VELIKO POBOLJŠANJE OTPORNOSTI NA TOPLINU UZ SECORE SUPER-KORALJE, UDALJENI PACIFIČKI KORALJNI GREBEN POKAZUJE SPOSOBNOST NOŠENJA SA ZAGRIJAVANJEM OCEANA, NAŠI DIGITALNI 3D MODELI MOGU POMOĆI OŽIVITI OGROMNE KORALJNE GREBENE