En UBC Okanagan-forsker har udviklet en måde at forudsige den fremtidige sundhed for planetens koralrev.
Biologidoktorand Bruno Carturan arbejder sammen med forskere fra Australiens Flinders' University og det privatejede forskningsfirma Nova Blue Environment og har studeret økosystemerne i verdens truede rev.
"Koralrev er blandt de mest forskelligartede økosystemer på Jorden, og de understøtter levebrød for mere end 500 millioner mennesker," siger Carturan."Men koralrev er også i fare. Omkring 75 procent af verdens koralrev er truet af tab af levesteder, klimaændringer og andre menneskeskabte forstyrrelser."
Carturan, der studerer modstandskraft, biodiversitet og komplekse systemer under UBCO-professorerne Lael Parrott og Jason Pither, siger, at næsten alle verdens rev vil blive farligt påvirket i 2050, hvis der ikke træffes effektive foranst altninger.
Der er dog håb, da han har fundet en måde at undersøge revene og udforske, hvorfor nogle rev-økosystemer ser ud til at være mere modstandsdygtige end andre. At afdække hvorfor, siger han, kunne hjælpe med at dæmme op for tabene.
"I andre økosystemer, inklusive skove og vådområder, har eksperimenter vist, at mangfoldighed er nøglen til modstandsdygtighed," siger Carturan. "Med flere arter følger en større variation af form og funktion - det, økologer kalder træk. Og hermed er der større sandsynlighed for, at nogle særlige træk, eller kombination af træk, hjælper økosystemet til bedre at modstå og komme tilbage fra forstyrrelser."
Vigtigheden af mangfoldighed for økosystemernes sundhed og stabilitet er blevet grundigt undersøgt af økologer, forklarer han. Mens konsensus er, at økosystemer med mere diversitet er mere modstandsdygtige og fungerer bedre, er hypotesen sjældent blevet testet eksperimentelt med koraller.
At bruge et eksperiment til at genskabe de forhold, der findes i rigtige koralrev, er udfordrende af flere årsager - den ene er, at den påkrævede størrelse, tidsramme og antallet af forskellige prøver og replikater bare er uoverskuelige.
Det er her, computersimuleringsmodellering kommer ind.
"Teknisk kaldet en 'agent-baseret model', kan den opfattes som en virtuel eksperimentel arena, der sætter os i stand til at manipulere arter og forskellige typer forstyrrelser og derefter undersøge deres forskellige indflydelse på modstandsdygtighed på måder, der er bare ikke muligt i rigtige rev," forklarer Carturan.
I hans simulationsarena vokser individuelle koralkolonier og alger, konkurrerer med hinanden, formerer sig og dør. Og de gør alt dette på realistiske måder. Ved at bruge agentbaserede modeller - med data indsamlet af mange forskere gennem årtier - kan videnskabsmænd manipulere den oprindelige mangfoldighed af koraller, herunder deres antal og identitet, og se, hvordan de virtuelle rev-samfund reagerer på trusler.
"Dette er afgørende, fordi disse egenskaber er de byggesten, der giver anledning til økosystemets struktur og funktion. For eksempel kommer koraller i en række forskellige former - fra simple kugler til komplekse forgreninger - og dette påvirker mangfoldigheden af fisk arter, som disse rev er vært for, og deres modtagelighed for forstyrrelser såsom cykloner og koralblegning."
Ved at køre simuleringer igen og igen kan modellen identificere kombinationer, der kan give den største modstandskraft. Dette vil hjælpe økologer med at designe revhåndterings- og restaureringsstrategier ved hjælp af forudsigelser fra modellen, siger den samarbejdende Flinders-forsker professor Corey Bradshaw.
"Sofistikerede modeller som vores vil være nyttige til koralrevshåndtering over hele verden," tilføjer Bradshaw. "For eksempel er Australiens ikoniske Great Barrier Reef i dybe problemer på grund af invasive arter, klimaforandringer-drevet masseblegning og overfiskning."
"Dette højopløselige koral-"videospil" giver os mulighed for at kigge ind i fremtiden for at træffe de bedst mulige beslutninger og undgå katastrofer."
Forskningen, støttet af bevillinger fra Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada og Canada Foundation for Innovation, blev for nylig offentliggjort i eLife.
