Varmere, forsurende hav bringer udryddelse for koraller, der bygger rev, fornyelse for pårørende: Menneskelige kulstofemissioner ødelægger allerede hårdere koralrev, mens slægtninge med blødere krop vil fortsætte

Varmere, forsurende hav bringer udryddelse for koraller, der bygger rev, fornyelse for pårørende: Menneskelige kulstofemissioner ødelægger allerede hårdere koralrev, mens slægtninge med blødere krop vil fortsætte
Varmere, forsurende hav bringer udryddelse for koraller, der bygger rev, fornyelse for pårørende: Menneskelige kulstofemissioner ødelægger allerede hårdere koralrev, mens slægtninge med blødere krop vil fortsætte
Anonim

Ændringer i havets kemi og temperatur har haft en dramatisk effekt på mangfoldigheden af koraller og søanemoner, ifølge et hold videnskabsmænd, der har sporet deres udvikling gennem dyb tid. En ny undersøgelse, offentliggjort 31. august i tidsskriftet Nature Ecology and Evolution, finder ud af, at koraller, der bygger rev, kun opstod, når havforholdene understøttede konstruktionen af disse skabningers stenede skeletter, hvorimod forskellige blødere koraller og søanemoner blomstrede på andre tidspunkter. Uden en væsentlig ændring af menneskeskabte kulstofemissioner giver de nye resultater skarpe konsekvenser for nutiden og fremtiden for hårde koraller, samtidig med at de antyder en guldkant for mangfoldigheden af nogle af deres blødere slægtninge.

Nye genetiske analyser viser, at koraller, som sammen med søanemoner udgør en klasse af dyr kendt som antozoer, har været på planeten i 770 millioner år. Det er 250 millioner år før de tidligste ubestridte fossile beviser på deres eksistens - og længe nok til at opleve massive klimaændringer, udsving i havets kemi og adskillige masseudryddelser.

I den nye undersøgelse undersøgte et forskerhold ledet af forskere fra Harvey Mudd College, American Museum of Natural History og Smithsonians National Museum of Natural History, hvordan disse tidligere forhold påvirkede antozoernes mangfoldighed. Det var muligt takket være en ny molekylær tilgang udviklet af Andrea Quattrini, forskningszoolog og kurator for koraller ved National Museum of Natural History, Catherine McFadden, en biolog ved Harvey Mudd College, og Estefanía Rodríguez, en kurator ved American Museum of Natural Historie, som gjorde det muligt for holdet at sammenligne næsten 2.000 nøgleregioner af antozoiske genomer for at skelne de evolutionære forhold mellem arter. Holdet analyserede hundredvis af antozo-eksemplarer, der blev indsamlet fra hele verden og nu er opbevaret i museumssamlinger. Da disse molekylære data blev justeret med fossile beviser for antozoernes historie, afslørede det, hvordan disse forskellige dyr udviklede sig over geologisk tid.

I løbet af Jordens historie har ændringer i surhedsgrad og ionkoncentrationer flyttet havets kemiske sammensætning mellem to tilstande, kendt som aragonit- og calcithav. Disse ændringer, såvel som ændringer i havets vandtemperatur, ser ud til at have spillet en vigtig rolle i at bestemme, hvilke slags skeletter koraller var i stand til at producere, og dermed hvordan antozoer udviklede sig.

Stenede koraller - typen, der bygger massive rev, der understøtter komplekse marine økosystemer - optager mineraler fra vandet for at konstruere hårde skeletter af en form for calciumcarbonat kendt som aragonit. Andre koraller, såsom havvifter og sorte koraller, bygger deres blødere skeletter af protein eller calcit (en mindre opløselig form for calciumcarbonat), hvorimod søanemoner slet ikke har noget skelet.

I samarbejde med et internation alt team af forskere, herunder Gabriela Farfan, National Museum of Natural Historys Coralyn W. Whitney, kurator for ædelstene og mineraler, fandt Quattrini og kolleger ud af, at stenede koraller ikke opstod, før forholdene favoriserede konstruktionen af deres aragonitskeletter - perioder med aragonithav, hvor havtemperaturerne var relativt kølige. I perioder med calcithav, hvor kuldioxid er mere rigeligt i atmosfæren og havene er surere, favoriserede udviklingen anemoner og koraller, der byggede deres skeletter af protein eller calcit.

Det var især disse andre antozoer, der klarede sig bedst efter revkriser - tider, hvor op til 90 % af revbyggende organismer døde, da havene blev varmere og surere. "Vores undersøgelse viste, at efter disse revkriser får vi faktisk en øget diversificering af antozoer generelt, især dem, der kan klare sig godt under disse klimaforhold - dem, der ikke producerer aragonit og ikke laver store rev," sagde Quattrini.

Det stemmer overens med observationer fra nutidens rev, som er truet af klimaændringer og andre menneskelige aktiviteter. "Nuværende økologiske undersøgelser har vist, at når stenede koraller dør, begynder disse andre antozoer at kolonisere døde koraller og trives," sagde Quattrini. "Det ser vi faktisk også i vores evolutionære træ."

"Desværre, selvom disse blødere arter kan tilpasse sig bedre til klimaændringer end stenede koraller, danner de ikke store rev," sagde McFadden. "Så i fremtiden vil rev muligvis blive erstattet af forskellige havsamfund. Dette ser allerede ud til at ske i Caribien, hvor stenede koraller bliver erstattet af 'skove' af havfans."

I dag bor omkring 1.300 arter af stenede koraller i havet, begunstiget af aragonit-havforholdene. Men stigende niveauer af kuldioxid i atmosfæren opvarmer og forsurer vandet, hvilket gør dem mindre gæstfrie for disse og andre organismer, hvis skaller og skeletter er lavet af aragonit."Aragonit forventes at opløses under havforsuring," sagde Quattrini. "Efterhånden som vores have bliver surere og varmere, er det sandsynligt, at skeletterne af koraller vil opløses eller ikke være i stand til at vokse."

Den nye undersøgelse tyder på, at efterhånden som klimaet ændrer sig, kan disse økosystemer også se øget diversificering af antozoer uden aragonitskeletter. Ikke desto mindre vil tab af koraller, der bygger rev, have ødelæggende konsekvenser for samfund, der er afhængige af rev og de rige, komplekse økosystemer, de understøtter for fiskeri, kystlinjebeskyttelse og turisme. "Koraller har lidt udryddelse i fortiden, når klimaet har givet udfordringer, og det vil vi sandsynligvis se i fremtiden," sagde Quattrini. "Den bedste måde at beskytte dem på er at begrænse vores kulstofemissioner."

"Denne undersøgelse viser os, hvordan naturen gennem evolution er i stand til at tilpasse sig, overleve og genopfinde sig selv, så når hårde koraller ikke er i stand til at overleve, vil deres bløde slægtninge såsom søanemoner trives i stedet," sagde Rodríguez."Spørgsmålet er, om vi vil være i stand til at tilpasse os og genopfinde os selv, når naturen, som vi kender den i øjeblikket, ikke er der længere."

Finansiering til denne forskning blev leveret af National Science Foundation.

Populært emne.