Медиатека

11.03.2022

Почему исчезают коралловые рифы?

Коралловые рифы – одна из наиболее богатых различными видами живых организмов экосистема. Этот удивительный по красоте подводный мир формировался в течение сотен тысяч и миллионов лет¹. Однако по оценкам ученых 20% коралловых рифов уже полностью исчезли с нашей планеты, а к 2040 году этот процент может достигнуть 70-90%². Почему умирают коралловые рифы и можно ли как-то остановить этот процесс?

Главными рифостроителями морских шельфов являются коралловые полипы. Известковые скелеты отмерших полипов (кораллы) и живые полипы – основной строительный материал и дом для сотен тысяч видов живых организмов. Но сегодня полипы умирают, и коралловые рифы умирают вместе с ними (Рис. 1).

Коралловый риф и его обитатели

Рис.1. Коралловый риф и его обитатели. Источник>>

Чем гибель коралловых сообществ грозит планете? Помимо последствий исчезновения с лица Земли миллионов видов живых организмов, обитающих на рифе или связанных с рифовыми обитателями пищевыми цепями, гибель коралловых рифов – потенциальная глобальная социально-экономическая проблема. Около 40% людей населяют территории близ океана³: рифы защищают людей от штормов, морские организмы служат сырьем для изготовления пищевой и медицинской продукции, приносят местным предприятиям сферы туризма огромный доход. Вымирание коралловых рифов – экологическая катастрофа, требующая первоочередного внимания.

Множество факторов вносят разрушающий вклад в гибель коралловых полипов. Однако, безусловно, ключевые факторы – антропогенные, то есть связанные с деятельностью человека. Остановимся более подробно на некоторых из них.

Глобальное потепление

Средняя температура Земли постепенно повышается. Хотя эти изменения кажутся небольшими, для большинства коралловых полипов они губительны. Коралловые полипы относятся к стенобионтным организмам – тем, которые способны существовать только в относительно постоянных условиях среды. Изменение температуры воды вызывает выселение из полипов одноклеточных водорослей, которые живут в симбиозе с коралловыми полипами (Рис. 2). Симбиотические водоросли снабжают полипы кислородом и значительной частью органических веществ, а также придают характерную яркую окраску. Без водорослей коралловые полипы обесцвечиваются и, если условия не улучшаются, вскоре погибают^4,5. Согласно прогнозам климатической модели, потепление климата всего на 1.5°C станет катастрофическим для полипов – оно вызовет исчезновение 70-90% коралловых рифов, и произойти это может весьма скоро⁶.

Зооксантеллы располагаются прямо в теле полипа

Рис.2. Большинство современных коралловых полипов живет в симбиозе с зооксантеллами – одноклеточными водорослями. Зооксантеллы располагаются прямо в теле полипа. Источник>>

Ученые, однако, показали, что разные виды и даже особи коралловых полипов отличаются по своей чувствительности к температурным изменениям. Это обусловлено генетическими факторами⁵. Устойчивость к высоким температурам определяется совокупностью ряда генов, каждый из которых в отдельности вносит очень небольшой вклад в температурную устойчивость. И, хотя, как отмечают авторы исследования, генетический анализ не способен спасти коралловые рифы от исчезновения, полигенная оценка может помочь в определении наиболее уязвимых рифов или в подборе образцов коралловых полипов, наиболее чувствительных к перепадам температур, для искусственного выращивания.

Загрязнение воды

Другой немаловажный фактор гибели коралловых полипов – загрязнение мирового океана. Один из источников загрязнения – нефть, которая попадает в океан, например, в результате аварийных разливов. Одна из наиболее масштабных аварий произошла в Мексиканском заливе в 2010 году. Со временем нефтяное пятно оседает на поверхности полипов и затрудняет доступ кислорода, приводя к их гибели.

Ещё один источник загрязнения воды – органические продукты. Воды прибрежных зон, где живет местное население и отдыхают туристы, богаты органическими веществами. Избыток органики неизбежно ведет к бурному росту числа микроорганизмов, для которых органические молекулы являются источником пищи. Вместе с органикой они поглощают кислород и выделяют органические кислоты. Закисленная вода и недостаток кислорода создают смертельные для коралловых полипов условия⁷.

Безусловно, токсичных веществ, растворенных в воде и негативно влияющих на коралловые полипы, значительно больше. Наиболее агрессивные из них, такие как тяжелые металлы, вызывают повреждения ДНК и мутации, нарушают ключевые клеточные процессы — репликацию ДНК и синтез белка, препятствуют нормальному делению клеток кораллового полипа, его росту, размножению и ведут к гибели⁸.

Кремы для защиты от солнца

Как ни удивительно, одним из наиболее губительных факторов для коралловых полипов является обычный солнцезащитный крем. Все дело в том, что продукция большинства производителей таких кремов содержит крайне токсичные для полипов вещества (оксибензон, октиноксат, оксид цинка и другие). Частицы крема попадают в океан как от купающихся людей, так и через сточные воды и абсорбируются коралловыми полипами. Поглощенные частицы вызывают обесцвечивание (Рис. 3), повреждение ДНК и разрушение клеточных мембран, препятствуют росту и размножению⁵. Кроме того, вред веществ в составе солнцезащитного крема может также вызвать рост количества вирусов в морской воде и, как следствие, инфицирование симбионтов и гибель полипов^9,10.

Обесцвечивание коралловых полипов

Рис.3. Обесцвечивание коралловых полипов. Слева ( источник>>) – нормальные полипы, справа ( источник>>) – обесцвеченные: после выселения симбиотических водорослей.

Хотя во многом коралловые рифы гибнут именно из-за деятельности человека, в наших же силах сохранить эти хрупкие подводные системы. С этой целью объединились ученые и экологи со всего мира.

Немаловажными шагами в этой борьбе являются просветительская деятельность вместе с ответной реакцией со стороны отдельных государств. Так, в 2018 году на Гавайях был принят закон, запрещающий продажу солнцезащитных кремов, которые содержат вредные для обитателей коралловых рифов вещества. Однако важнейшей для сохранения коралловых рифов мерой по-прежнему остается сдерживание потепления климата. Будут ли предпринятые меры достаточно эффективными, чтобы сохранить коралловые рифы – зависит только от нас.