Корали

Мілководні рифоутворюючі корали — це тварини, яких водночас можна вважати твариною, рослиною і мінералом разом. Корали отримують їжу, захоплюючи її за допомогою щупалець, але у них існує і симбіоз з одноклітинними водоростями зооксантелами (Zooxanthellae).

Зооксантели — це тип динофлагелят, групи, яка також включає водорості, відповідальні за «червоні приливи». Будучи фотосинтетичними, зооксантели змушують і організм корала діяти як рослина, в синтетичному стилі. Нарешті, корали мають скелет, причому тварина і її симбіонти знаходяться в кам'яній чаші, зробленій з мінералу арагоніту.

Історія досліджень коралових рифів

Завдяки своїм унікальним якостям корали вивчались впродовж тисячі років. Навіть Аристотель описав їх у своїх «Сходах природи» (Scala Naturae). Однак найвідоміший дослідник коралів в історії — Чарльз Дарвін. Він запропонував теорію походження коралових рифів і, зокрема, атолів в Тихому океані, яка виявилась значною мірою коректною, хоч вченим і знадобилось чимало часу, щоб її довести.

Теорія Дарвіна, вперше описана в його монографії «Будова та розподіл коралових рифів», дуже важлива. Він припустив, що якщо на поверхні океану є вулкан, рифи можуть формуватись уздовж його краю. У міру того, як вулкан повільно занурюється під воду, переставши активно рости, корали залишаються. Врешті виходить те, що називають облямівковими рифами. Це означає, що є острів посеред лагуни і кільце коралів навколо нього. Згодом вулкан опускається ще нижче, острів зникає, а залишається лише кільце коралів. Так з'являється класичний атол. Неймовірно те, що Дарвін створив цю теорію, просто дивлячись на карти, ще до того, як своїми очима побачив коралові атоли.

Після Дарвіна, на початку ХХ століття, була здійснена велика експедиція до Великого Бар'єрного рифу з метою вивчення коралів. В середині ХХ століття були роботи Томаса Горо, який почав розглядати корали як тварин і вивчати їх симбіоз. Історія вивчення коралів багата: рифи, особливо в початковий період, вивчались однаково як геологами, так і біологами, і самі корали вивчали зоологи.

Формування коралових рифів

Симбіоз з клітинами рослин дозволяє коралам рости відносно швидко. Це важливо, тому що від цього залежить можливість формування рифа: на мілководді живуть різні істоти, які руйнують риф. Відбувається свого роду гонка між творінням і руйнуванням, і на мілководді не було б жодного великого рифу без симбіонтів, які забезпечують збільшення скелетного матеріалу протягом тривалого часу.

У глибоких водах набагато менше шкідливих фізичних і біологічних чинників, і деякі глибоководні корали теж формують рифи, хоча у них і немає цих симбіотичних відносин, і існують вони без підтримки сонячної енергії.

До того ж існує багато дрібних коралів, які живуть як поодинокі організми, іноді як маленькі колонії. Вони не будують великих рифів.

Коралові рифи в основному утворюються в тропіках на мілководді. Їх також можна знайти в субтропіках, але не в холодній воді. Двадцятитисячолітній Великий Бар'єрний риф, який знаходиться біля Австралії, найбільший і має довжину 2000 кілометрів.

Різноманітність коралів

Корали прості за своєю структурою і пов'язані з гідрами, морськими анемонами і медузами. У них є певна форма скелета, яка відрізняється в залежності від виду корала, і структура, яка називається поліпом. Він нагадує консервну банку з відірваною кришкою, так що на одному кінці циліндра є отвір, оточений щупальцями. Через цей отвір надходить їжа, а потім і виводяться відходи. Так що це дуже проста біологічна структура — у неї навіть немає справжніх органів, як у вищих тварин.

Незважаючи на цю простоту, існує величезна різноманітність коралів — близько 1500 видів. Вид акропора (Acropora) найрізноманітніший, і це найбільш поширені корали на мілководді, особливо в Тихому океані. Всі вони розгалужуються тим чи іншим чином: деякі утворюють величезні території, що нагадують луки з копицями сіна зі стовбурів акропори, в той час як інші більш щільні. Деякі ростуть у вигляді великих пластин або столів. Їх усіх відрізняє те, що вони ростуть дуже швидко для коралів.

Інший цікавий тип — корал велика зірка (Montastraea cavernosa), що являє собою кам'яний корал, який можна зустріти в Карибському морі. Незважаючи на те, що він набув значного поширення і був досліджений багатьма вченими, виявилось, що це не один вид, як ми думали раніше, а кілька. Це демонструє, як багато відкриттів в області дослідження коралів ще має бути зроблено, включаючи дослідження на базовому рівні.

Розмноження коралів

У коралів дуже незвичайна репродуктивна біологія: багато з них розмножуються раз на рік під час масового нересту, коли вони випускають пакети яйцеклітин і сперматозоїдів у своєрідній підводній мегаоргії. В цьому випадку відбувається статеве розмноження через вивільнення гамет.

Корали також розмножуються брунькуванням нових поліпів або навіть через фрагментацію на частини, з яких потім відновлюються. Навіть в цьому плані корали неймовірно різноманітні.

Роль коралів в екосистемі

Рифи — найрізноманітніша з усіх морських екосистем. Завдяки своїм скелетам корали утворюють фізичне середовище, багато в чому забезпечуючи багатовимірну складність, якою користуються інші організми, що живуть в затишних куточках і щілинах коралів, або прикріплюються до нижньої поверхні, або просто харчуються ними.

Дуже мало відомо про організми, які живуть з коралами, а це щонайменше мільйон різних видів, а можливо, і близько десяти мільйонів — ми не уявляємо, скільки точно. Зазирнувши всередину рифа, можна знайти незрівнянне різноманіття, і всі ці організми, вражаюче цікаві, красиві, живуть разом на дуже маленькому просторі. Якщо скласти докупи всі рифи, то вийде площа, рівна приблизно території Франції, і при цьому вони вміщають від чверті до третини всіх живих організмів в океані.

Величезна кількість родин риб, морських водоростей, равликів, восьминогів, креветок, крабів, лобстерів і інших, менш відомих нам груп мешкає в коралах. Візьміть майже будь-кого, хто живе в океані, і ви знайдете представника його виду на кораловому рифі. Іноді ці організми навіть допомагають рифам. Риби, наприклад, контролюють морські водорості, що дуже важливо для коралів, оскільки морські водорості з ними конкурують. Необхідна популяція риб, яка оберігатиме корал від їх засилля. Однак сьогодні це вже не найбільша небезпека, яка загрожує коралам.

Ефект глобального потепління

Корали, які живуть з симбіотичними водоростями, особливо чутливі до найменших підвищень температури. Коли вона перевищує звичайний сезонний максимум навіть на один градус за Цельсієм, це серйозно порушує здатність динофлагелят до фотосинтезу. В результаті запускається ланцюгова реакція, яка призводить до розриву відносин: корали проганяють симбіонтів в процесі, названому знебарвленням коралів, оскільки без симбіонтів вони практично білі.

Корали необов'язково гинуть, але якщо умови не повернуться до норми достатньо швидко, вони почнуть вмирати. І вмирають вони від голодної смерті, оскільки їм необхідна їжа, яку вони отримують від симбіонтів. Але це приклад прямого ефекту глобального потепління. Вуглекислий газ — основна причина потепління — також змінює хімічний склад води, роблячи її більш кислою, що призводить до труднощів в рості коралів. Майбутнє коралів дійсно залежить від того, яку стратегію поведінки виберуть люди на найближче десятиліття. Це визначить, наскільки серйозним буде потепління, а також окислення океану.

Але наразі найбільші збитки коралам завдають не глобальне потепління і зміна клімату, а наслідки місцевого надмірного рибальства, забруднення і руйнування середовища. Тому, якщо ми зможемо забезпечити місцевий захист, це дасть нам час на з'ясування того, як вирішити більш глобальну і складну проблему зміни клімату.

Сучасні дослідження коралів

Сьогодні ми отримуємо багато нових відомостей про корали, використовуючи нові генетичні методи. Наприклад, ми багато дізнаємось про те, як корали реагують на стрес, включаючи потепління. За останні десять або двадцять років було проведено багато роботи для з'ясування факторів, що дозволяють деяким коралам протистояти глобальному потеплінню. Початкові результати були пов'язані з відкриттям того, що деякі симбіонти набагато стійкіші до підвищення температури, ніж інші, і це призвело до величезної кількості робіт, присвячених фізіології взаємозв'язку між коралами і динофлагелятами.

Останнім часом ми вивчаємо генетичну різноманітність тварини корала і як вона може забезпечити стійкість до глобального потепління. Дослідження варіацій, пов'язаних з коралами і їх симбіонтами, і того, як можна їх використовувати для створення коралів, які будуть більш стійкими до кліматичних змін, є великою частиною останніх досліджень, але існує і безліч інших напрямків роботи. Наприклад, великою проблемою зараз є хвороба корала, і багато досліджень присвячено цьому. Тепер нам відомо набагато більше про захворювання корала і його знебарвлення.

Ми також багато знаємо про взаємовідносини між локальними впливами і здоров'ям коралового рифу. У 2016 році на Гаїті була проведена зустріч, в якій взяли участь близько двох тисяч осіб, було проведено 112 сесій на конференції протягом чотирьох-п'яти днів, так що були представлені сотні і сотні статей. З цієї великої кількості статей, присвячених коралам, вчені сподіваються дізнатись значно більше про ці красиві, унікальні і дивовижно різноманітні організми.

Джерело: www.eco-live.com.ua