Nowe badanie przyniosło wniosek, który w świecie raf koralowych brzmi niemal zbyt optymistycznie, by mu uwierzyć – zwłaszcza wobec wszystkiego, co dotąd wiadomo o ich kruchej kondycji. Okazuje się, że rafy koralowe mogą być znacznie bardziej połączone, a tym samym bardziej odporne, niż dotąd zakładali naukowcy. Gdy pospolity koralowiec rozgałęziony się rozmnaża, jego potomstwo wcale nie osiedla się w pobliżu rodziców. Larwy dryfują z prądami oceanicznymi, pokonując średnio 100 kilometrów, zanim znajdą miejsce, które mogą nazwać domem. W ten sposób po cichu łączą systemy raf oddalone od siebie o tysiące kilometrów, splatając sieć różnorodności genetycznej, która może okazać się jedną z najlepszych linii obrony rafy przed ocieplającym się oceanem.
Badanie przeprowadzono pod kierunkiem Southern Cross University oraz Francuskiego Narodowego Centrum Badań Naukowych (CNRS). To pierwsza praca, która odwzorowuje powiązania genetyczne między populacjami koralowców w obrębie Wielkiej Rafy Koralowej, atoli Morza Koralowego i Nowej Kaledonii. Naukowcy odkryli przy tym nie trzy oddzielne systemy raf, ale jedną ogromną, połączoną populację hodowlaną.
Larwy, które okazały się niezwykłymi podróżnikami
Zespół badawczy pobrał próbki od ponad tysiąca osobników koralowców w 29 miejscach rafowych, koncentrując się na gatunku rozgałęzionym o nazwie Acropora spathulata. To pospolity budowniczy raf, którego larwy okazały się niezwykłymi podróżnikami. Gdy koralowce tego gatunku odbywają tarło, jaja i plemniki trafiają do słupa wody, gdzie się spotykają, zapładniają i tworzą larwy.
Te larwy dryfują z każdym prądem, który je pochwyci. Osiedlają się średnio około 100 kilometrów od miejsca, w którym żyją ich rodzice. To jedna z najdłuższych odległości rozprzestrzeniania, jakie kiedykolwiek odnotowano dla jakiegokolwiek koralowca.
Jak zauważył główny autor badania Hugo Denis z Southern Cross University i Uniwersytetu Sorbony, ma to konkretne znaczenie dla przetrwania. „To szerokie rozprzestrzenianie może pomóc populacjom w regeneracji po zaburzeniach, takich jak morskie fale upałów, wybuchy populacji korony cierniowej czy cyklony” – powiedział.
CYNICZNYM OKIEM: Koralowce wysyłają potomstwo o setki kilometrów od domu, zanim ono cokolwiek o tym zdecyduje. Natura wymyśliła emigrację zarobkową, zanim człowiek nazwał ją kryzysem.
Rafy koralowe są atakowane z wielu stron jednocześnie. Morskie fale upałów powodują blaknięcie i śmierć koralowców w tempie, które daje wielu rafom niewiele czasu na regenerację między zdarzeniami. Wybuchy populacji korony cierniowej ogołacają rafy, a cyklony powodują fizyczne spustoszenie.
Po każdym z tych zdarzeń tempo odbudowy zależy częściowo od dostępności larw do ponownego zasiedlenia. Najważniejsze jednak jest to, skąd te larwy pochodzą. Rafa korzystająca tylko z lokalnych larw dysponuje ograniczonym zestawem narzędzi genetycznych.
Rafa, która otrzymuje larwy z odległych populacji, ma dostęp do znacznie szerszego zakresu zmienności adaptacyjnej. Niektóre z tych odległych wariantów genetycznych mogą zapewniać tolerancję na ciepło. Inne wspierają szybszy wzrost lub silniejszą odporność na choroby.
Denis ujął to obrazowo. „Różnorodność genetyczna jest paliwem dla adaptacji; niczym wspólny zestaw narzędzi w społeczności: im większa różnorodność narzędzi, tym lepiej można budować nowe rzeczy, naprawiać problemy i reagować na zmieniające się warunki” – wyjaśnił badacz.
Sieć łącząca rafy oddzielone tysiącami kilometrów
Badanie ujawnia szczególnie uderzające połączenie między rafami australijskimi a nowokaledońskimi. Systemy te dzieli otwarty ocean i tysiące kilometrów, a mimo to wymieniają się larwami. Dzieje się to wprawdzie tylko od czasu do czasu, lecz analiza genetyczna nie pozostawia wątpliwości.
Według Denisa ta sporadyczna wymiana ma realną wartość. „Pozwala to populacjom z Australii i Nowej Kaledonii na sporadyczną wymianę gamet i wariantów genetycznych, odrębnych narzędzi kształtowanych przez tysiące lat, które mogą pomóc innym populacjom przystosować się do własnych, zmieniających się warunków środowiskowych” – powiedział.
Koralowce to jednak nie tylko zwierzęta. Każdy koralowiec jest gospodarzem społeczności alg fotosyntetyzujących żyjących w jego tkankach. Te symbionty nadają koralowcom barwę i dostarczają większości ich energii, a gdy woda staje się zbyt ciepła, partnerstwo się załamuje i koralowiec blaknie.
Badanie wykazało, że Acropora spathulata jest gospodarzem nie jednego, lecz pięciu różnych typów symbiontów algowych. Różne typy pojawiają się w różnych warunkach środowiskowych, co daje koralowcom więcej opcji w miarę wzrostu temperatury oceanów.
Starsza autorka badania Cynthia Riginos, badaczka w Australijskim Instytucie Nauk Morskich (AIMS) i na Uniwersytecie Queensland, zwróciła uwagę na ten wątek. „Chodzi tu znacznie bardziej o warunki środowiskowe, w jakich znajdują się symbionty, niż o sam gatunek gospodarza – koralowca” – powiedziała.
Samo śledzenie powiązań genetycznych między odległymi populacjami brzmi teoretycznie prosto, lecz w praktyce jest trudne. Pobieranie próbek w tak szerokim zakresie geograficznym jest rzadkością – logistycznie skomplikowane i kosztowne. „To właśnie sprawia, że badanie Hugo jest niezwykłe i ważne” – oceniła Riginos.
CYNICZNYM OKIEM: Rafy nie wiedzą, gdzie kończą się wody krajowe, a człowiek dzieli ocean granicami na mapie. Przyroda od dawna ignoruje paszporty, których sama nigdy nie wydała.
Z badania płynie wniosek niewygodny dla urzędników. Jeśli populacje koralowców ponad granicami państw są powiązane genetycznie, zarządzanie nimi jak odrębnymi bytami nie ma większego sensu. Strategia chroniąca rafy jednego kraju, a pozostawiająca sąsiednie wody międzynarodowe samym sobie, może chronić coś mniej odpornego, niż się wydaje. Jak podsumował Denis, „rafy koralowe mogą przetrwać tylko wtedy, gdy populacje koralowców będą w stanie przystosować się do cieplejszych wód”. Badanie opublikowano w czasopiśmie „Current Biology”, a wersja preprint jest dostępna na stronie bioRxiv.
