Селекция работает, но для спасения рифов по-прежнему необходимы срочные меры по борьбе с изменением климата, сообщают ЛИАМ ЛАКС, АДРИАНА ХУМАНЕС и ДЖЕЙМС ГЕСТ из Ньюкаслского университета.
Наша исследовательская группа вывела кораллы, способные лучше переносить морские волны тепла. Наша работа, теперь опубликованная в Природа связи, показывает, что можно улучшить устойчивость кораллов к жаре даже в течение одного поколения.
Читайте также: Устойчивые коралловые карманы радуют исследователей
Мы сделали это с помощью селективного разведения: метода, который люди использовали на протяжении тысяч лет для создания животных и растений с желаемыми характеристиками. Селективное разведение — это то, как люди превратили волкоподобных собак в сенбернаров, чихуахуа и все между.
Теперь селекционное разведение рассматривается как инструмент сохранения природы, особенно коралловых рифов. Лаборатория Coralassist (частью которой мы являемся) и Международный центр коралловых рифов Палау работали над выживанием кораллов в периоды сильной жары. Наши последние результаты являются кульминацией семилетней работы.Als
Морские волны тепла вызывают массовое обесцвечивание и гибель кораллов, а 2023–2024 годы объявлены четвертое глобальное событие массового обесцвечивания. Методы вспомогательной эволюции, такие как селективное разведение, направлены на усиление естественной адаптации, чтобы выиграть время для кораллов в условиях изменения климата.
Однако улучшение переносимости жары у наших селективно выращенных кораллов оказалось скромным по сравнению с интенсивностью морских волн тепла, ожидаемых в будущем.
Хотя селективное разведение осуществимо, оно, скорее всего, не панацея. Нам все равно придется бороться с причиной массового обесцвечивания кораллов, сокращая выбросы парниковых газов, чтобы смягчить потепление и дать программам вспомогательной эволюции время для воздействия.
Как разводить кораллы, устойчивые к жаре
Первым шагом было определение переносимости тепла многими потенциальными родительскими кораллами на рифе. Затем мы выбрали конкретных особей для разведения двух отдельных семей потомства, отобранных либо по переносимости тепла, либо по переносимости тепла. Мы выращивали это потомство в течение трех-четырех лет, пока оно не достигло репродуктивной зрелости, а затем проверили их переносимость тепла.
Мы провели селекционные испытания по двум различным признакам: либо толерантность к кратковременному, интенсивному воздействию тепла (температура на 3.5 °C выше нормы в течение десяти дней), либо к менее интенсивному, но длительному воздействию, более типичному для естественных морских волн тепла (температура на 2.5 °C выше среднего в течение месяца).
Это позволило нам оценить наследуемость каждого признака, реакцию на селекцию и то, имеют ли оба признака общую генетическую основу.
Отбор родителей по устойчивости к высоким, а не к низким температурам повысил устойчивость их взрослых потомков по обоим протестированным признакам.
Наследуемость составила примерно 0.2–0.3 по шкале от 0 до 1, что означает, что около четверти изменчивости в переносимости жары потомством обусловлено генами, переданными от родителей. Другими словами, эти черты имеют существенную генетическую основу, на которой может действовать естественный и искусственный отбор.
Мы измеряем кумулятивный тепловой стресс и переносимость с точки зрения градусно-отопительные недели (°C-недели), что отражает как то, насколько жарко становится, так и как долго. Учитывая Изменчивость признаков, выявленная у этих конкретных коралловтеоретически устойчивость к жаре может быть повышена примерно на 1°C в неделю в течение одного поколения.
Однако даже этот уровень улучшения может быть недостаточным, чтобы идти в ногу со все более интенсивными волнами тепла. В зависимости от климатических действий ожидается, что интенсивность волн тепла увеличится в ближайшие десятилетия примерно на 3°C-недели за десятилетие, быстрее, чем улучшение, достигнутое в нашем исследовании.
Интересно, что кораллы, селективно выведенные для устойчивости к сильному, а не к слабому кратковременному стрессу, не лучше перенесли длительное воздействие теплового стресса.
Поскольку генетическая корреляция не обнаружена, вполне вероятно, что эти признаки обусловлены независимыми наборами генов, и кораллы, которые хорошо переносят кратковременный резкий тепловой стресс, не обязательно лучше всех переносят длительные морские волны тепла.
Это имело бы важные последствия, поскольку такая работа выиграла бы от дешевых и быстрых тестов, которые могут эффективно определять колонии, устойчивые к жаре, для размножения. Однако, если эти тесты не могут предсказать, какие колонии кораллов переживут месячные волны тепла, это представляет серьезную проблему.
Расширение масштабов селекционного разведения
Поскольку возможно селективное разведение кораллов для повышения устойчивости к жаре, следующим шагом является проведение крупномасштабных испытаний в дикой природе. Это, вероятно, потребует значительного количества селективно выращенных кораллов, возможно, путем прямого засевания личинок кораллов на рифах или высадки кораллов, выращенных в аквакультурном хозяйстве.
Чтобы это сработало, высаженные кораллы должны сами стать репродуктивными и внести свой вклад в генофонд дикой популяции. Сделать это в очень больших масштабах будет сложно, но это может не быть необходимым для восстановления кораллового покрытия больших территорий.
Вместо этого может быть достаточно создать сеть из меньшего числа стратегически расположенных центров производства личинок, содержащих селективно выращенные кораллы с высокой плотностью для максимизации успеха оплодотворения. Эти центры будут служить для засевания других рифов и могут обеспечить дальнейшее маточное стадо для целевых действий.
По-прежнему необходимо провести гораздо больше исследований и разработок, при этом многие важные вопросы остаются без ответа.
Сколько кораллов нужно высадить, чтобы получить желаемый эффект? Можем ли мы гарантировать, что не будет никаких компромиссов, которые могли бы поставить под угрозу популяции (доказательства на данный момент предполагает, что это не большой риск)? Как мы можем избежать разбавления выбранных признаков после добавления в дикую природу? Как мы можем максимизировать ответы на отбор?
Учитывая темпы потепления океана, оптимизация и реализация вспомогательной эволюции им нужно будет сделать это как можно скорее, чтобы у них появился шанс на успех, пусть даже в небольших масштабах. Прежде всего, выживание коралловых рифов по-прежнему зависит от срочных мер по борьбе с изменением климата.
У вас нет времени читать об изменении климата столько, сколько хотелось бы? Вместо этого получайте наш отмеченный наградами еженедельный обзор на свой почтовый ящик. Каждую среду редактор журнала The Conversation пишет Imagine, короткое электронное письмо, которое немного глубже затрагивает только один климат. вопрос. Присоединяйтесь к более чем 35,000 XNUMX читателей, которые уже подписались.
ЛИАМ ЛАХС, научный сотрудник в области изменения климата, экологии и эволюции; АДРИАНА ХУМАНЕС, научный сотрудник, постдокторант в области экологии коралловых рифов и Джеймс Гест, читатель по экологии коралловых рифов, все на УНИВЕРСИТЕТ НОВОСТЕЙ. Эта статья переиздана The Conversation по лицензии Creative Commons. Прочтите здесь.
Также в Дивернете: УЧЕНЫЕ ОБНАРУЖИЛИ ТЕПЛОУСТОЙЧИВЫЕ КОРАЛЛЫ, СКРЫТЫЕ НА ВИДЕ, ЗНАЧИТЕЛЬНОЕ ПОВЫШЕНИЕ ТЕПЛОУСТОЙЧИВОСТИ ОТ СУПЕРКОРАЛЛОВ SECORE, ОТДАЛЕННЫЙ ТИХООКЕАНСКИЙ КОРАЛЛОВЫЙ РИФ ДЕМОНСТРИРУЕТ НЕКОТОРУЮ СПОСОБНОСТЬ СПРАВЛЯТЬСЯ С ПОТЕПЛЕНИЕМ ОКЕАНА, НАШИ ЦИФРОВЫЕ 3D-МОДЕЛИ МОГУТ ПОМОЧЬ ВОЗРОДИТЬ ОГРОМНЫЕ КОРАЛЛОВЫЕ РИФЫ
