Войти
Миграция видов кораллов к полюсу относится к явлению, вызванному повышением температуры моря, когда кораллы колонизируют более прохладный климат в попытке обойти обесцвечивание кораллов, повышение уровня моря и закисление океана. В эпоху антропоцена изменение глобального климата нарушило фундаментальные природные процессы и привело к заметным изменениям в подводной сфере. В то время как коралловые рифы обесцвечиваются в тропических областях, таких как Большой Барьерный риф, даже более впечатляюще и, возможно, более тревожно; - рост тропических видов кораллов в регионах с умеренным климатом, имевший место за последнее десятилетие. Коралловые рифы часто сравнивают с «канарейками в угольной шахте», которые использовались шахтерами в качестве индикатора качества воздуха. Во многом таким же образом «коралловые рифы чувствительны к изменениям окружающей среды, которые могут нанести ущерб другим местам обитания в будущем», что означает, что они первыми визуально продемонстрируют истинные последствия глобального потепления для мира природы..
изменение климата не новое явление, что означает морская среда и ее обитатели всегда были подвержены естественному нагреву и охлаждению земли. Современные кораллы впервые появились более 200 миллионов лет назад в юрский период, и с тех пор пережили многочисленные катаклизмы Земли, включая периоды, когда атмосферный CO2 был намного выше, чем в настоящее время. Современные экосистемы коралловых рифов находятся под угрозой из-за нескольких факторов, действующих вместе, в дополнение, конечно, к повышению температуры моря. Многие из них пострадали в результате разрушительных методов рыболовства, связанных с использованием динамита и траловых сетей. Другие, на континентальном шельфе, были покрыты илом в результате ускоренной эрозии внутри страны. Загрязнение прибрежных городов и сельскохозяйственных угодий также приводит к зарастанию рифов водорослями, а все более сильные штормы ускоряют эрозию рифов.
Ряд антропогенных факторов, включая увеличение выбросов парниковых газов выбросы - что означает увеличение содержания CO 2 в атмосфере и других долгоживущих парниковых газов, таких как метан, закись азота и галоидоуглероды - и изменения в почвенном покрове - что означает замену более темных лесов более светлыми пахотными землями и лугами - привели к такому быстрому повышению температуры, которое произошло за последние 50 лет. В дополнение к ранее перечисленным, глобальное потепление также вызвало развитие вредоносных аномалий, включая серьезное сокращение популяций криля и повсеместный рост морских звезд «терновый венец », морские ежи и медузы ; все они способствуют ухудшению состояния коралловых рифов и их обитателей. Но обесцвечивание кораллов, повышение уровня моря и закисление океана представляют гораздо большую угрозу, чем эти природные аномалии. Их совокупное воздействие привело к уничтожению почти 50% коралловых рифов мира и заставило оставшиеся кораллы покинуть свои тропические дома, чтобы колонизировать более прохладные воды. Как их уничтожение, так и их миграция имеют наблюдаемые и катастрофические последствия для всей морской экосистемы.
Обесцвеченная колония Acropora кораллов Существует симбиотическая связь между коралловые полипы и фотосинтезирующие водоросли, называемые зооксантеллами, без которых ни один из них не выжил бы. Однако, когда температура поверхности моря превышает примерно 29 ° C или более, даже на пару дней отношения между кораллом и его зооксантеллами становятся несбалансированными. Поскольку коралловое животное стало неспособным накапливать достаточно энергии на этом этапе, оно вытесняет зооксантеллы и становится белым, иначе. отбеливатели. Но без этого основного источника питания коралл вскоре погибнет; если температура воды не упадет и зооксантеллы не будут заменены. Хотя кораллы могут восстановиться после обесцвечивания, это занимает несколько лет, а недавнее увеличение масштабов и частоты глобальных обесцвечиваний означает, что рифам не дается время, необходимое для восстановления. Только в 2010 году погибло 80% кораллов Индонезии, а в 2016 году обесцвечивалось 29% Большого Барьерного рифа. Это глобальное явление: всего 2% индо-тихоокеанских рифов содержат столько же живых кораллов, сколько в 1980-х годах. Это означает, что рост рифов и физическая эрозия должны быть тщательно сбалансированы, иначе возникнет угроза исчезновения.
Коралловые рифы выжили в течение многих миллионов лет, несмотря на значительные колебания климата и уровня моря, в течение многих ледниково-межледниковых циклов. В то время как исчезновение рифов в прошлом объяснялось указанными естественными колебаниями - либо уровень моря снизился настолько, что кораллы обнажились и исчезли, либо вода поднялась так сильно, что кораллы утонули, - наши рифы столкнулись с совершенно новой угрозой. исчезновения на беспрецедентном уровне. Новым в настоящее время является масштаб и частота повышения и потепления уровня моря в сочетании со значительным повышением концентрации CO2 в атмосфере и других факторов стресса, вызванных вредной деятельностью человека. Для сравнения, потепление в конце последнего оледенения составляло в среднем около 1 ° C за тысячу лет, а с тех пор увеличилось на 0,5 градуса за последнее столетие. Точно так же уровень моря повышался во время последнего оледенения в среднем на 1 метр за 100 лет, а с тех пор увеличился на 25 см, что проблематично, поскольку кораллы полагаются на непосредственную близость к солнцу для фотосинтеза. Хотя ожидаемые темпы повышения температуры и уровня моря в следующем столетии, таким образом, сами по себе не являются беспрецедентными, они произойдут в совершенно ином контексте.
Pteropod раковина, растворенная в морской воде, скорректирована к химическому составу океана, прогнозируемому на 2100 год С начала промышленной революции, pH поверхностных океанических вод упал на 0,1 единицы pH, а поскольку шкала pH составляет логарифмический, это изменение соответствует увеличению кислотности на 30%. Подкисление океана относится к увеличению кислотности и последующему снижению pH океанов Земли, что очень проблематично, когда речь идет о поглощении атмосферного CO 2. Несмотря на то, что почти 50% коралловых рифов в мире потеряны или серьезно повреждены, коралловые рифы поглощают даже больше CO 2, чем деревья. В целом океан фактически поглощает 93% тепла, которое удерживается на Земле атмосферным углеродом. Коралловые рифы способствуют этому, сами фотосинтезируя углерод; и поддерживая такие океанические организмы, как фитопланктон и крылоногие, которые используют атмосферный углерод для создания своих тел и раковин из карбоната кальция. Когда они умирают, они опускаются ниже освещенного солнцем поверхностного слоя моря на дно океана и включаются в отложения. Это комбинация подобных процессов, которые удаляют углекислый газ из атмосферы; что является одним из немногих полупостоянных способов сделать это. Однако при низком pH морской воды (который составляет около 7,8 и ниже) формирование панцирей из карбоната кальция становится гораздо более трудным, как и поглощение атмосферного CO2. Это означает, что достаточно скоро закисление океана замедлит формирование самого рифа и, наконец, предотвратит его образование в больших частях океана. Если это произойдет, и если океан станет неспособным поглощать углекислый газ, то ученые предсказывают, что температура поверхности Земли превысит 50 ° C, что, вероятно, станет непригодным для жизни.
Коралл Рост в заливе Капустного дерева, Новый Южный Уэльс.Однако один из способов избежать потепления океана кораллам - это мигрировать в более прохладные воды. планктонные личинки кораллов могут колонизировать подходящие новые районы, но для кораллов такие места, как Большой Барьерный риф; необходимая скорость миграции составляет около 15 км в год, что намного быстрее, чем кораллы могут расти. Еще одним недостатком является то, что воздействие закисления океана сильнее в более прохладных водах. Таким образом, коралловые рифы могут «сжаться до более узких широт из-за потепления океана в тропиках и закисления океана в более прохладных океанах». Это явление было названо глобальной миграцией видов кораллов к полюсу, стремящихся к более прохладному климату, или ростом кораллов в умеренных регионах.
Там, где и без того тропические воды Большого Барьерного рифа быстро нагреваются (иногда до 35 ° C), медленно прогревающиеся и ранее умеренные воды Сиднея становятся все более биоразнообразными. На северных пляжах Сиднея обнаружено по крайней мере четыре типа жестких и ветвящихся кораллов, включая Pocillopora aliciae; Вид, за которым наблюдает морской эколог и профессор университета Дуглас Бут, был зарегистрирован только в Порт-Стивенс, который находится примерно в 120 км к северу. Это самая дальняя зарегистрированная миграция всех тропических кораллов на юг, что, возможно, связано с силой Восточно-Австралийского течения, которое перемещает виды на юг вдоль восточного побережья. Эти ветвящиеся кораллы служат средой обитания для ряда морских видов, которые обычно встречаются намного дальше на север, таких как крабы-трапеции, тропические бычки и несколько видов стрекоз. Совместное прибытие неместных кораллов и морских видов демонстрирует, как миграция тропических кораллов к полюсам может изменить морскую среду и ее обитателей.
Согласно недавнему исследованию, проведенному Хиройо Ямана из Центра глобальных экологических исследований в Цукуба, Япония, примерно так же и кораллы в Японии бегут на север. 122>; который отслеживал движение кораллов на 14 км в год. По сравнению со средней скоростью распространения наземных растений и животных, которая составляет 1 км в год, это относительно быстрая миграция, которую невозможно было бы даже увидеть в геологическое время. Из девяти различных типов кораллов, расположение колоний которых Ямано и его команда определили, они обнаружили, что четыре сместились к полюсу за последние 100 лет, а пять остались стабильными. Ямано, однако, отмечает, что эти четыре перемещенных лица были определены как «уязвимые » или «находящиеся под угрозой » Международным союзом охраны природы с 1998 Скорость их миграции, возможно, связана с движением к полюсу океанских течений, которые проходят вдоль восточного побережья Японии и способны переносить коралловые полипы в «новые подходящие районы для колоний или рифов».
Миграция к полюсу может быть «хорошей новостью» для выживания некоторых уязвимых видов кораллов, но не обязательно положительным моментом для морских экосистем в целом. Поскольку океаны, окружающие Южную Африку, нагреваются в одних областях и охлаждаются в других, многие подводные растения и животные были вынуждены переселиться, что привело к наблюдаемым экологическим изменениям и породило серьезные основания для беспокойства об окружающей среде.
По мере охлаждения окружающей среды на юго-западном побережье многие морские организмы, такие как «мидии, водоросли, ракушки, крабы., лобстеры, анчоусы, сардины и субтропические рыбы, ". мигрировали в сторону потепляющего восточного побережья. Менее очевидны и крошечные планктонные организмы, которые являются «настоящими центрами морских экосистем». Лобстеры являются основными хищниками донных организмов, таких как морские ежи, питающиеся водорослями , и морские ушки. Их миграция на восток к Кейп-Пойнт означает, что эти травоядные практически исчезли с территории, что позволило водорослям и другим водорослям процветать. Конечным результатом является преобразование сообщества с преобладанием травоядных животных в сообщество с преобладанием водорослей. Кроме того, хотя две трети всей биомассы анчоуса и сардины были распределены вдоль западного побережья до 1995 года, почти три четверти из них теперь проживают на востоке, по состоянию на 2008 год. Это привело к созданию относительно серьезного географического несоответствия. между гнездовыми колониями морских птиц и тюленей на островах западного побережья и их «теперь уже далекой добычей». Б. Скоулз обнаружил сильную корреляцию между миграцией вышеупомянутых организмов на восток и снижением успешности размножения морских птиц. Сокращение популяции, возможно, было наиболее драматичным для пингвинов, в частности, которые из-за своей неспособности летать не могут добывать корм на больших расстояниях. Кроме того, поскольку течение Агульяс потеплело, рифообразующие кораллы на восточном побережье медленно мигрируют на юг, поскольку высокие температуры на севере серьезно повредили рифы в Кении и Танзания
Другими словами, это означает, что виды кораллов покидают восточное побережье, а иностранные хищники приближаются. Изменения, происходящие в Южной Африке и в подводном мире в целом, (1) создают неравенство между хищником и добычей, (2) изменение привычек размножения и моделей миграции и (3) преобразование коралловых рифов, которые защищают и поддерживают все виды морской жизни, в сообщества с преобладанием водорослей, которые, как нельзя ожидать, будут поддерживать жизнь, которая в настоящее время собирается на востоке. Их коллективное воздействие в результате повышения температуры представляет собой серьезную угрозу для местных и неместных морских видов.
Если коралловые рифы полностью откажутся от своих тропических домов, это, возможно, будет иметь последствия и для человеческих сообществ, поскольку коралловые рифы образуют основу подводных биоразнообразие, от которого зависят многие средства к существованию. Рифы составляют 600 000 квадратных километров поверхности Земли (Crossland, Hatcher, Smith, 1990), что означает, что они покрывают менее 2% дна океана; и тем не менее они составляют одну из самых разнообразных экосистем в мире, обеспечивая морскую среду обитания более чем 30 000 видов организмов (Burke, 2012). Они постоянно служат приютом и обеспечивают защиту от хищников более чем 25% мировой популяции рыб, а также служат питомниками для большей части подводной жизни. Они не только биологически важны для морской экосистемы в целом, но также важны в социальном и экономическом плане для поддержания рыболовства и получения дохода для развивающихся стран за счет туризма. Это особенно актуально для прибрежных сообществ, таких как Индонезия, которые в значительной степени полагаются на туризм на своих рифах, который, по оценкам, приносит около 375 миллиардов долларов ежегодно. Таким образом, средства к существованию многих людей зависят от здоровья коралловых рифов и поддерживаемого ими биоразнообразия. Кроме того, коралловые рифы также обеспечивают еду и лекарства, защиту от эрозии на береговой линии и песок для пляжей.
