"Olemme kasvattaneet korallit sietämään paremmin tappavia lämpöaaltoja"

Valikoiva kasvatus toimii, mutta riuttojen pelastamiseksi tarvitaan vielä nopeita ilmastotoimia, raportoivat LIAM LACHS, ADRIANA HUMANES ja JAMES GUEST Newcastlen yliopistosta.

Tutkimusryhmämme on kasvattanut korallit, jotka selviävät paremmin meren helleaalloista. Työmme, nyt julkaistu v Luonto Viestintä, osoittaa, että korallin lämmönsietokykyä on mahdollista parantaa jopa yhden sukupolven aikana.

Teimme tämän käyttämällä valikoivaa jalostusta: tekniikkaa, jota ihmiset ovat käyttäneet tuhansia vuosia tuottaakseen eläimiä ja kasveja, joilla on halutut ominaisuudet. Valikoiva jalostus on tapa, jolla ihmiset muuttivat susimaisista koirista bernhardit, chihuahuat ja kaikki välillä.

Nyt valikoivaa jalostusta harkitaan luonnonsuojelun välineenä, erityisesti koralliriuttojen osalta. Coralassist Lab (jonka osa olemme) ja Palau International Coral Reef Center ovat työskennelleet erityisesti korallien lämpöaallon selviytymisen parissa. Uusimmat tuloksemme ovat seitsemän vuoden työn huipentuma.

Meren lämpöaallot laukaisevat korallien massavalkaisua ja kuolleisuutta, ja vuosien 2023-2024 on julistettu neljäs globaali massavalkaisutapahtuma. Avustetut evoluutiomenetelmät – kuten valikoiva jalostus – pyrkivät tehostamaan luonnollista sopeutumista ja säästämään korallien aikaa ilmastonmuutoksen alaisena.

Silti valikoivasti kasvatettujen koralliemme lämmönsietokyvyn parantuminen oli vaatimatonta verrattuna meren tulevaisuuden helleaaltojen voimakkuuteen.

Vaikka valikoiva jalostus on mahdollista, se ei todennäköisesti ole ihmelääke. Meidän on edelleen puututtava joukkokorallien valkaisuun vähentämällä kasvihuonekaasupäästöjä, jotta voimme lieventää lämpenemistä ja antaa avustetuille evoluutioohjelmille aikaa vaikuttaa.

Kuinka kasvattaa korallit lämmönsietokykyä varten

Ensimmäinen askel oli määrittää monien riutalla olevien mahdollisten vanhempien korallien lämmönsietokyky. Sitten valitsimme tietyt yksilöt kasvattamaan kaksi erillistä jälkeläisperhettä, jotka valittiin joko korkean tai alhaisen lämmönsietokyvyn perusteella. Kasvatimme näitä jälkeläisiä kolmesta neljään vuotta, kunnes ne saavuttivat lisääntymiskypsyyden, ja testasimme sitten heidän lämmönsietokykynsä.

Suoritimme selektiivisiä jalostuskokeita kahdelle eri ominaisuudelle, joko sietokyvylle lyhyelle, voimakkaalle lämpöaltistukselle (lämpötilat 3.5 °C normaalin yläpuolella kymmenen päivän ajan) tai vähemmän intensiiviselle, mutta pitkäaikaiselle altistukselle, joka on tyypillistä meren luonnollisille lämpöaalloille (2.5 °C). kuukauden keskiarvon yläpuolella).

Näin pystyimme arvioimaan kunkin ominaisuuden periytyvyyttä, vastetta valikoivaan jalostukseen ja onko molemmilla ominaisuuksilla yhteinen geneettinen perusta.

Vanhempien valinta korkean eikä matalan lämmön sietokyvyn mukaan paransi heidän aikuisten jälkeläistensä sietokykyä molempien testattujen ominaisuuksien suhteen.

Periytyvyys oli noin 0.2-0.3 asteikolla 0-1, mikä tarkoittaa, että noin neljännes jälkeläisten lämmönsietokyvyn vaihtelusta johtui heidän vanhemmiltaan siirtyneistä geeneistä. Toisin sanoen näillä ominaisuuksilla on merkittävä geneettinen perusta, jolle luonnollinen ja keinotekoinen valinta voivat toimia.

Mittaamme kumulatiivista lämpörasitusta ja -toleranssia termeillä astelämpöviikot (°C-viikkoa), joka heijastaa sekä sen kuumenemista että kuinka kauan. Koska ominaisuuksien vaihtelu, joka on tunnistettu näissä tietyissä koralleissa, lämmönsietokykyä voitaisiin teoriassa parantaa noin 1 °C viikossa yhden sukupolven aikana.

Tämäkään parannustaso ei kuitenkaan välttämättä riitä pysymään yhä voimakkaampien lämpöaaltojen tahdissa. Ilmastotoimista riippuen lämpöaaltojen voimakkuuden odotetaan nousevan tulevina vuosikymmeninä noin 3°C-viikkoa vuosikymmenessä, nopeammin kuin tutkimuksessamme saavutettu parannus.

Mielenkiintoista on, että korallit, jotka on kasvatettu selektiivisesti korkean kuin alhaisen lyhyen stressinsietokyvyn vuoksi, eivät selviytyneet paremmin pitkästä lämpöstressistä.

Koska geneettistä korrelaatiota ei havaita, on todennäköistä, että näitä ominaisuuksia ohjaavat riippumattomat geenijoukot, ja korallit, jotka selviytyvät hyvin lyhyestä voimakkaasta lämpöstressistä, eivät välttämättä ole parhaita selviytymään pitkäaikaisista meren lämpöaalloista.

Tällä olisi merkittäviä seurauksia, koska tällainen työ hyötyisi halvoista ja nopeista testeistä, joilla voidaan tehokkaasti tunnistaa lämpöä sietävät pesäkkeet jalostusta varten. Jos nämä testit eivät kuitenkaan pysty ennustamaan, mitkä koralliyhdyskunnat selviävät kuukauden pituisista helleaalloista, se on vakava haaste.

Valikoivan kasvatuksen lisääminen

Koska korallit on mahdollista valikoivasti kasvattaa lämmönsietokyvyn parantamiseksi, seuraava askel on tehdä laajamittaisia ​​kokeita luonnossa. Tämä vaatii todennäköisesti huomattavan määrän valikoivasti kasvatettuja koralleja, ehkä kylvämällä korallin toukkia suoraan riuttoihin tai istuttamalla korallit, jotka kasvatetaan vesiviljelylaitoksessa.

Jotta tämä toimisi, ulkoistuneiden korallien on tultava lisääntymiskykyiseksi ja osallistuttava luonnonvaraisen populaation geenipooliin. Tämän tekeminen erittäin suuressa mittakaavassa on haastavaa, mutta suurten alueiden korallipeittoa ei ehkä ole tarpeen täydentää.

Sen sijaan saattaa riittää, että luodaan verkosto, jossa on vähemmän strategisesti sijoitettuja toukkien tuotantokeskittymiä, jotka sisältävät selektiivisesti kasvatettuja koralleja suurissa tiheyksissä hedelmöityksen onnistumisen maksimoimiseksi. Nämä solmukohdat palvelisivat muiden riuttojen kylvöä ja voisivat tarjota lisäkasvustoa kohdennettuihin toimiin.

Vielä tarvitaan paljon enemmän tutkimusta ja kehitystä, ja monet kriittiset kysymykset ovat edelleen vaille vastausta.

Kuinka monta korallia täytyy istuttaa ulos saadakseen halutun vaikutuksen? Voimmeko varmistaa, ettei ole olemassa kompromisseja, jotka voisivat vaarantaa väestön (todisteita tähän mennessä viittaa siihen, että tämä ei ole suuri riski)? Kuinka voimme välttää valittujen ominaisuuksien laimenemisen, kun ne on lisätty luontoon? Kuinka voimme maksimoida vastaukset valintaan?

Kun otetaan huomioon valtamerten lämpenemisvauhti, avustetun evoluution optimointi ja toteutus sen on tapahduttava pian, jotta heillä olisi mahdollisuus menestyä, vaikka vain pienessä mittakaavassa. Ennen kaikkea koralliriuttojen selviytyminen riippuu edelleen kiireellisistä ilmastotoimista.

Eikö sinulla ole aikaa lukea ilmastonmuutoksesta niin paljon kuin haluaisit? Hanki sen sijaan palkittu viikoittainen yhteenveto sähköpostiisi. Joka keskiviikko The Conversationin ympäristöeditori kirjoittaa Imagine-sähköpostin, jossa käsitellään hieman syvemmälle vain yhtä ilmastoa. kysymys. Liity yli 35,000 XNUMX tähän mennessä tilaaneen lukijan joukkoon.

Myös Divernetissä: TUTKIJAT LÖYDÄVÄT LÄMPÖKÄSITTÄVÄT KOrallit, jotka ovat piilossa näkyvissä, SUPER LÄMMÖNKESTÄVYYS SECOREN SUPER-KORALEISTA, TYYNENMEREN KORALLIRIUTTA OSOITTAA JOTKIN KYKYÄ KESKÄYTYÄ VALTAMEREN LÄMPÖMISESTÄ, DIGITAALISET 3D-MALLIMME VOIVAT AUTTAA ELÄVYTTÄVÄT VALTAVAT KOralliriutat