"Oleme kasvatanud korallid, et paremini taluda surmavaid kuumalaineid"

Selektiivne aretus toimib, kuid riffide päästmiseks on siiski vaja kiireid kliimameetmeid, teatavad LIAM LACHS, ADRIANA HUMANES ja JAMES GUEST Newcastle'i ülikoolist

Meie uurimisrühm on aretanud korallid, mis suudavad mere kuumalaineid paremini üle elada. Meie töö, mis on nüüd avaldatud Nature Communications, näitab, et korallide kuumuse taluvust on võimalik parandada isegi ühe põlvkonna jooksul.

Tegime seda selektiivse aretuse abil: tehnikat, mida inimesed on tuhandeid aastaid kasutanud soovitud omadustega loomade ja taimede saamiseks. Valikuline aretus on see, kuidas inimesed muutsid hunditaolistest koertest bernhardiinid, chihuahuad ja kõike vahepealset.

Nüüd peetakse selektiivset aretust looduskaitsevahendiks, eriti korallriffide puhul. Coralassist Lab (mille osa me oleme) ja Palau rahvusvaheline korallrahude keskus on töötanud spetsiaalselt korallide kuumalainete ellujäämise nimel. Meie viimased tulemused on seitsmeaastase töö kulminatsiooniks.

Mere kuumalained põhjustavad massilist korallide pleekimist ja suremust ning 2023.–2024. neljas ülemaailmne massilise pleegitamise üritus. Abistavate evolutsioonimeetodite, nagu selektiivne aretus, eesmärk on suurendada looduslikku kohanemist, et kliimamuutuste tingimustes korallidele aega saada.

Kuid meie valikuliselt aretatud korallide kuumataluvuse paranemine oli tagasihoidlik võrreldes mere kuumalainete intensiivsusega, mida tulevikus oodatakse.

Kuigi selektiivne aretus on teostatav, pole see tõenäoliselt imerohi. Peame ikkagi võitlema massilise korallide pleegitamise põhjustega, vähendades kasvuhoonegaaside heitkoguseid, et leevendada soojenemist ja anda abistavatele evolutsiooniprogrammidele aega jõustuda.

Kuidas kasvatada korallid kuumataluvuseks

Esimene samm oli määrata kindlaks paljude rifi potentsiaalsete vanemate korallide soojustaluvus. Seejärel valisime konkreetsed isendid, et aretada kaks eraldi järglaste perekonda, kes valiti kõrge või madala kuumuse taluvuse järgi. Kasvatasime neid järglasi kolm kuni neli aastat, kuni nad jõudsid paljunemisküpseks, ja seejärel testisime nende soojustaluvust.

Viisime läbi selektiivsed aretuskatsed kahe erineva tunnuse kohta, kas taluvus lühiajalise intensiivse kuumuse suhtes (temperatuur 3.5 °C üle normaalse kümne päeva jooksul) või vähem intensiivne, kuid pikaajaline kokkupuude, mis on tüüpilisem looduslikele mere kuumalainetele (2.5 °C). üle kuu keskmise).

See võimaldas meil hinnata iga tunnuse pärilikkust, reaktsiooni selektiivsele aretamisele ja seda, kas mõlemal tunnusel on ühine geneetiline alus.

Vanemate valimine kõrge, mitte madala kuumuse taluvuse järgi suurendas nende täiskasvanud järglaste taluvust mõlema testitud tunnuse suhtes.

Pärilikkus oli skaalal 0.2 kuni 0.3 ligikaudu 0–1, mis tähendab, et umbes veerand järglaste soojustaluvuse varieeruvusest oli tingitud nende vanematelt edasi antud geenidest. Teisisõnu, neil tunnustel on märkimisväärne geneetiline alus, millel looduslik ja kunstlik valik võivad toimida.

Mõõdame kumulatiivset kuumastressi ja -taluvust kraadiküttenädalad (°C-nädalad), mis kajastab nii seda, kui kuumaks läheb ja kui kaua see kestab. Arvestades nendes konkreetsetes korallides tuvastatud tunnuste varieeruvus, võib teoreetiliselt kuumataluvust ühe põlvkonna jooksul suurendada umbes 1 °C nädala võrra.

Kuid isegi sellest täiustustasemest ei pruugi piisata, et üha intensiivsemate kuumalainetega sammu pidada. Sõltuvalt kliimameetmetest peaks kuumalainete intensiivsus lähikümnenditel tõusma umbes 3°C-nädalat kümnendis, kiiremini kui meie uuringus saavutatud täiustamine.

Huvitav on see, et korallid, mida kasvatati selektiivselt kõrge, mitte madala, lühiajalise stressitaluvuse jaoks, ei elanud pika kuumastressi korral paremini üle.

Kuna geneetilist korrelatsiooni ei tuvastata, on usutav, et need tunnused on ajendatud sõltumatutest geenikomplektidest ja korallid, mis suudavad hästi üle elada lühikest teravat kuumastressi, ei pruugi olla parimad pikemaajaliste mere kuumalainete üleelamisel.

Sellel oleks oluline mõju, sest sellisel tööl oleks kasulikud odavad ja kiired testid, mis suudavad tõhusalt tuvastada sigimiseks kuumakindlaid kolooniaid. Kui aga need testid ei suuda ennustada, millised korallikolooniad kuuajaliste kuumalainete üle elavad, on see tõsine väljakutse.

Selektiivse aretuse suurendamine

Kuna korallide on võimalik selektiivselt kasvatada kuumataluvuse suurendamiseks, on järgmise sammuna viia läbi suuremahulised katsed looduses. Tõenäoliselt nõuab see märkimisväärse hulga selektiivselt aretatud korallide kasutuselevõttu, võib-olla külvata otse riffidele korallivastseid või istutades vesiviljelusrajatises kasvatatud korallid.

Et see toimiks, peavad välja istutatud korallid ise paljunema ja panustama loodusliku populatsiooni genofondi. Selle tegemine väga suurtes mastaapides on keeruline, kuid suurte alade korallide katmist ei pruugi olla vaja täiendada.

Selle asemel võib piisata vähemate strateegiliselt paiknevate vastsete tootmiskeskuste võrgustiku loomisest, mis sisaldab suure tihedusega selektiivselt aretatud korallid, et maksimeerida viljastamise edu. Need sõlmpunktid aitaksid külvata teisi riffe ja võiksid pakkuda sihipäraste tegevuste jaoks täiendavat poega.

Veel on vaja palju rohkem uurimis- ja arendustegevust ning paljud kriitilised küsimused on vastuseta.

Kui palju korallisid tuleb soovitud efekti saavutamiseks välja istutada? Kas suudame tagada, et ei tekiks kompromisse, mis võiksid elanikkonda ohustada (seni tõendeid viitab sellele, et see pole suur risk)? Kuidas vältida valitud tunnuste lahjendamist pärast loodusesse lisamist? Kuidas saame valikule reageerimist maksimeerida?

Arvestades ookeanide soojenemise tempot, toetatud evolutsiooni optimeerimine ja rakendamine see peab varsti juhtuma, et neil oleks võimalus edu saavutada, isegi kui see on väike. Ennekõike sõltub korallriffide säilimine endiselt kiireloomulistest kliimameetmetest.

Kas teil pole aega kliimamuutuste kohta nii palju lugeda, kui soovite? Selle asemel hankige oma postkasti meie auhinnatud iganädalane kokkuvõte. Igal kolmapäeval kirjutab The Conversationi keskkonnatoimetaja Imagine'i, lühikese e-kirja, mis läheb veidi sügavamale vaid ühte kliimasse probleem. Liituge 35,000 XNUMX+ lugejaga, kes on seni tellinud.

Samuti Divernetis: TEADLASED AVASTASID KUUMUSTALUVAD KOORALLID, MIS ON VARJAD, SECORE'I SUPER-KORALLIDE SUUR KUUMUSPILDUSLIKKUS, VAIKSE OOKEANI KAUGKOORALLRIHU ON MUUDATUD OOKEANI SOOJENEMISEGA toime tulla, MEIE DIGITAALSED 3D-MUDELID VÕIVAD AIDATA TOHUTUD KORALLRIFID EELUSTADA