Реклама

Головна » 2012 » Июнь » 10 » Корали гинуть через органічні забруднення
20:19
Корали гинуть через органічні забруднення
  Корали гинуть через органічні забрудненняПрибережні корали цілком справляються з підвищеними темпами опадонакопичення і природним мікробним оточенням, але додайте трохи більше органіки - і корали моментально помруть.
  У серії експериментів, проведених на коралах Великого Бар'єрного pифу, був виявлений критичний механізм, що запускає загибель коралів. Ні товстий шар осаду, ні дефіцит кисню, ні підкислення середовища самі по собі не викликають смерті рифів. Їх відмирання починається при збільшенні вмісту органіки в воді і в осаді, а посередником цих процесів є мікроби. Багата органікою вода служить прекрасною базою для їх бурхливого зростання, в результаті знижуються вміст кисню і рН середовища. Це поєднання смертельне для коралів. Прискорення сульфатредукціі, що використовує в якості субстрату мертві тканини, тільки прискорює загибель коралів.
  Загибель коралів - головних рифоуиворювачів морських шельфів - всіма визнана екологічна проблема сучасності. Що є основною причиною цього сумного процесу? Глобальне потепління? Тоді нам, царям природи, доведеться безсило скласти руки. Прискорене антропогенне осадонакопичення і забруднення? Тоді ми можемо уповільнити або навіть запобігти руйнуванню рифів. В надії вирішити цю тривожну проблему, міжнародна група фахівців поставила серію експериментів, що виявляють ланцюг подій, що вбивають корали. Експерименти проводилися на окремих ділянках Великого Бар'єрного рифу і в лабораторіях Австралійського інституту морської біології (Австралійський інститут морських наук) в Таунсвіллі.
   Відомо, що загибель коралового рифу супроводжує ряд взаємопов'язаних факторів. Наприклад, логічною видається така схема: замулювання спричиняє зниження освітленості, звідси припинення фотосинтезу і загибель симбіонтів, це викликає кисневе голодування корала, підвищення кількості сірководню, що знижує рН середовища, в результаті корал гине. У разі такої схеми тригером стає посилене осадження мінерального осаду. Але можна припустити і ряд інших, не менш розумних схем, в яких ключовим стане загибель симбіонтів  або сірководневе зараження. Так чи інакше, в продуманому експерименті всі ці схеми перевірені, всі процеси - кількість кисню, сірководню, освітлення, рН середовища, активність фотосинтезу зооксантелл (коралових симбіотичних водоростей) і активність сульфатредукціі - можна проконтролювати відповідними датчиками.
   Але крім того, вчені варіювали ще один важливий фактор - кількість органіки в воді. У прибережних антропогенних зонах зміст органіки у воді виключно високо і може виявитися фактором, рішуче впливає на життя коралів. Власне, саме так і вважали дослідники, готуючи експерименти. Тому всі досліди проводилися чотири рази, щоразу з новими концентраціями органічної речовини у воді і в осаді. Як органіки додавали мертві клітини планктону.
   Отже, у дворі Інституту морської біології розташували кілька рядів глибоких акваріумів з циркулюючої морською водою, туди посадили корали, до яких прикріпили купу обладнання. Після періоду адаптації в воду вилили суспензію морського дрібнозернистого осаду (взяли з дна в місцях проживання коралів), почекали, поки він осяде, підсадили контрольні фрагменти коралів і стали стежити за динамікою показників, що відслідковуються мікросенсорами.
   Виявилося, що органіка і справді сильно впливає на виживання коралів. При низьких концентраціях її загибель коралів незначна, активність симбіонтів залишається в межах норми. Зате підвищення концентрації відразу викликає омертвіння тканин, при цьому різко знижується вміст кисню і підвищується рівень сірководню, осад навколо корала подкисляється. Отже, підвищена концентрація органіки стає головним підозрюваним у справі про загибель коралів.
  Смертність коралів, покритих осадом з різним вмістом органіки: 0% (це морська вода без добавок, так що там насправді якась органіка все ж є), 0,06%, 0,3% і 0,6% органічних добавок) . Смертність виражена у відсотках відмерлої тканини (А), фотосинтетична активність симбіонтів коралів (B) виражена в квантовому виході фотосинтезу - числі молекул СO2, асимільованих листом у розрахунку на кожен поглинений їм квант світла (стандартний кількісний показник для цього процесу). Контроль в обох дослідах - це не занесений осадом зразок. Добре видно, що при низьких показниках органічного змісту виживання коралів не відрізняється від контролю, а при високих відрізняється дуже сильно.
   Але є ще підозрювані: брак кисню і сірководень. Адже вони напряму пов'язані з замуленням коралів. Тому в наступному досвіді, помістивши корали в темні герметичні бокси, наповнені азотом, влаштували коралів низькокислородну атмосферу. Як це не дивно, але в нізкокіслородной атмосфері корали цілком здатні вижити і легко відновитися після цієї начебто убивчою процедури. Їх симбіонти нітрохи не знижують фотосинтетичну активність.
  Щоб нанести коралу безповоротний шкоду в безкисневих умовах, потрібно ще й знизити рН хоча б до нейтральної (нейтральною вважається рН7, а рН морської води - близько 8). Сильно прискорює цей процес додавання в середовище сірководню: без сірководню омертвіння тканин починається після доби експозиції, а в його присутності - вже через 3:00. Автори при цьому підкреслюють, що рівень сірководню при замулювання починає підвищуватися вже після початку змертвіння живих тканин. Це означає, що загибель коралів служить причиною, а не наслідком підвищення концентрація сірководню. Активна сульфатредукція, як було показано в спеціальному дослідженні з радіоактивними мітками, стартує після початку змертвіння тканин і використовує як джерело сірки мертві тканини корала. У звичайних умовах в стабільному бактеріальному оточенні природні антибіотики корала пригнічують ріст сульфатвідновлювальних бактерій навколо живої тканини, тому сірководневого отруєння самих тканин і симбіонтів не відбувається.

З цих експериментів прояснюється цілком чітка послідовність подій, що призводять до загибелі коралів. Коли у воді і осаді збільшується вміст органіки, то починається бурхливий ріст бактеріальної мікрофлори. При цьому витрачається весь кисень в навколишньому корали мікропросторі, а натомість виділяються органічні кислоти. У результаті складаються смертельні для корала умови і починається омертвіння тканин. На мертвих тканинах миттєво розростаються сульфатредуктори, і виділення сірководню прискорює згубні процеси - вмирають або відкидаються фотосинтетичні симбіонти. Само по собі замулювання не шкодить коралу, потрібні мікроби і їжа для них. Не випадково додавання у воду антибіотика тетрацикліну зупиняє відмирання коралів.
   Таким чином, коралові рифи будуть благоденствувати там, де немає антропогенного або інший за природою евтрофікації прибережних вод. Потрібно зазначити, що збільшення температури води, що сприяє зростанню мікрофлори, відповідно до цієї схеми також неминуче викличе прискорення відмирання коралів. Красиві рифи в традиційних зонах відпочинку, мабуть, приречені.

Джерело: Miriam Weber, Dirk de Beer, Christian Lott, Lubos Polerecky, Katharina Kohls, Raeid M. M. Abed, Timothy G. Ferdelman, Katharina E. Fabricius. Mechanisms of damage to corals exposed to sedimentation // PNAS. Published online before print May 21, 2012.

Фото: http://geografica.net.ua
Джерело: http://elementy.ru/news/431837
Категорія: Сучасні дослідження | Переглядів: 1958 | Додав: wiktor | Теги: Австралія, Великий, Бар'єрний, риф, органіка, Корал | Рейтинг: 0.0/0
Матеріали по темі:


Всього коментарів: 0
avatar