„Am crescut corali pentru a tolera mai bine valurile de căldură letale”

Reproducerea selectivă funcționează, dar este încă nevoie de acțiuni climatice rapide pentru a salva recifele, raportează LIAM LACHS, ADRIANA HUMANES și JAMES GUEST de la Universitatea Newcastle

Grupul nostru de cercetare a crescut corali capabili să supraviețuiască mai bine valurilor de căldură marine. Lucrarea noastră, acum publicată în Natura Comunicaţii, arată că este posibil să se îmbunătățească toleranța la căldură coralilor chiar și în cadrul unei singure generații.

Am făcut acest lucru folosind reproducerea selectivă: o tehnică folosită de oameni de mii de ani pentru a produce animale și plante cu caracteristici dorite. Creșterea selectivă este modul în care oamenii au transformat câini asemănătoare lupului în St Bernard, chihuahua și totul între ele.

Acum, reproducerea selectivă este considerată un instrument pentru conservarea naturii, în special pentru recifele de corali. Laboratorul Coralassist (din care facem parte) și Palau International Coral Reef Center au lucrat în special la supraviețuirea valului de căldură a coralilor. Cele mai recente rezultate ale noastre sunt punctul culminant al muncii de șapte ani.

Valurile de căldură marine declanșează albirea masivă a coralilor și mortalitatea, 2023-2024 fiind declarat al patrulea eveniment global de albire în masă. Metodele de evoluție asistată – cum ar fi reproducerea selectivă – urmăresc să stimuleze adaptarea naturală pentru a câștiga timp pentru corali în condițiile schimbărilor climatice.

Cu toate acestea, îmbunătățirea toleranței la căldură la coralii noștri crescuți selectiv a fost modestă în comparație cu intensitatea valurilor de căldură marine așteptate în viitor.

Deși reproducerea selectivă este fezabilă, probabil că nu este un panaceu. Va trebui totuși să abordăm cauza albirii în masă a coralilor prin reducerea emisiilor de gaze cu efect de seră pentru a atenua încălzirea și pentru a oferi programelor de evoluție asistată timp să aibă efect.

Cum să reproduci coralii pentru toleranță la căldură

Primul pas a fost de a determina toleranța la căldură a multor potențiali corali părinți de pe recif. Apoi, am ales indivizi specifici pentru a reproduce două familii separate de descendenți, selectați fie pentru toleranță la căldură ridicată sau scăzută. Am crescut acești urmași timp de trei până la patru ani până când au ajuns la maturitatea reproductivă și apoi le-am testat toleranța la căldură.

Am efectuat teste de reproducere selectivă pentru două trăsături diferite, fie toleranța la o expunere scurtă și intensă la căldură (temperaturi cu 3.5 °C peste normal timp de zece zile), fie o expunere mai puțin intensă, dar pe termen lung, mai tipică valurilor marine naturale (2.5 °C). peste medie timp de o lună).

Acest lucru ne-a permis să estimăm ereditabilitatea fiecărei trăsături, răspunsul la reproducerea selectivă și dacă ambele trăsături au o bază genetică comună.

Selectarea părinților pentru toleranță la căldură ridicată, mai degrabă decât cea scăzută, a îmbunătățit toleranța descendenților lor adulți pentru ambele trăsături testate.

Eritabilitatea a fost de aproximativ 0.2 până la 0.3 pe o scară de la 0 la 1, ceea ce înseamnă că aproximativ un sfert din variabilitatea toleranței la căldură a descendenților s-a datorat genelor transmise de la părinții lor. Cu alte cuvinte, aceste trăsături au o bază genetică substanțială pe care poate acționa selecția naturală și artificială.

Măsurăm stresul termic cumulat și toleranța în termeni de săptămâni de încălzire grad (°C-săptămâni), care reflectă atât cât de cald se face, cât și cât timp. Având în vedere variabilitatea trăsăturilor identificate la acești corali particulari, toleranța la căldură ar putea fi, teoretic, îmbunătățită cu aproximativ 1°C-săptămână într-o singură generație.

Cu toate acestea, chiar și acest nivel de îmbunătățire ar putea să nu fie suficient pentru a ține pasul cu valuri de căldură din ce în ce mai intense. În funcție de acțiunea climatică, se preconizează că intensitatea valurilor de căldură va crește în următoarele decenii cu aproximativ 3°C-săptămâni pe deceniu, mai rapid decât îmbunătățirea obținută în studiul nostru.

Interesant, coralii crescuți selectiv pentru o toleranță la stres mai mare decât scăzută, nu au fost mai buni pentru a supraviețui expunerii lungi la stres termic.

Fără nicio corelație genetică detectată, este plauzibil ca aceste trăsături să fie determinate de seturi independente de gene, iar coralii care sunt buni să supraviețuiască stresului termic scurt și ascuțit nu sunt neapărat cei mai buni pentru a supraviețui valurilor de căldură marine pe termen lung.

Acest lucru ar avea implicații importante, deoarece astfel de lucrări ar beneficia de teste ieftine și rapide care pot identifica în mod eficient coloniile tolerante la căldură pentru reproducere. Cu toate acestea, dacă aceste teste nu pot prezice care colonii de corali vor supraviețui valurilor de căldură de o lună, aceasta reprezintă o provocare serioasă.

Creșterea creșterii selective

Deoarece este posibil să se reproducă selectiv coralii pentru o toleranță crescută la căldură, următorul pas este efectuarea de teste pe scară largă în sălbăticie. Acest lucru va necesita probabil desfășurarea unui număr considerabil de corali crescuți selectiv, poate prin însămânțarea directă a larvelor de corali pe recife sau plantarea de corali crescuți într-o instalație de acvacultură.

Pentru ca acest lucru să funcționeze, coralii supraplantați trebuie să devină ei înșiși reproductivi și să contribuie la fondul genetic al populației sălbatice. A face acest lucru la scară foarte mare va fi o provocare, dar s-ar putea să nu fie necesară refacerea acoperirii coralilor pe suprafețe mari.

În schimb, ar putea fi suficient să se creeze o rețea de mai puține centre de producție de larve localizate strategic, care să conțină corali crescuți selectiv la densități mari pentru a maximiza succesul fertilizării. Aceste centre ar servi la însămânțarea altor recife și ar putea oferi mai multe reproducători pentru acțiuni specifice.

Mai este nevoie de mult mai multă cercetare și dezvoltare, multe întrebări critice rămânând fără răspuns.

Câți corali trebuie să fie plantați pentru a avea efectul dorit? Ne putem asigura că nu există compromisuri care ar putea compromite populațiile (dovezi până acum sugerează că acesta nu este un risc mare)? Cum putem evita diluarea trăsăturilor selectate odată adăugate în sălbăticie? Cum putem maximiza răspunsurile la selecție?

Având în vedere ritmul încălzirii oceanelor, optimizarea si implementarea evolutiei asistate va trebui să se întâmple în curând pentru ca ei să aibă șanse de succes, chiar dacă doar la scară mică. Mai presus de toate, supraviețuirea recifelor de corali depinde încă de o acțiune urgentă pentru climă.

Nu ai timp să citești despre schimbările climatice atât cât ți-ai dori? În schimb, primiți rezumatul săptămânal premiat în căsuța dvs. de e-mail. În fiecare miercuri, editorul de mediu al The Conversation scrie Imagine, un scurt e-mail care intră puțin mai adânc într-un singur climat problema. Alăturați-vă celor peste 35,000 de cititori care s-au abonat până acum.

Tot pe Diversnet: OAMENII DE ȘTIINȚĂ DEscoperă corali toleranți la căldură, ascunși la vedere, MULTE MARE DE REZISTENȚĂ LA CĂLDURĂ DE LA SUPER-CORALII SECORE, RECIFUL DE CORAL PACIFIC LA DISTANȚĂ ARĂ ABILITATE DE A FACȚI FACȚIA ÎNCĂLZIREA OCEANULUI, MODELELE NOASTRE DIGITALE 3D POT AJUTA LA RENVIREA URIAȘI RECIFE DE CORALI