アメリカ領サモアのSwains島の健康的なサンゴ礁。 NOAA / NMFS / PIFSC / CRED、海洋学チーム。, CC BY
サンゴ礁には非常に多くの種が生息しているため、「海の熱帯雨林」と呼ばれることがあります。今日では、次のような困難な脅威に直面しています。 海洋温暖化と酸性化, 乱獲 肩のリボンは気分によって 汚染。 世界中で、全サンゴ種の3分の1以上が 絶滅の恐れがある.
私は多くの科学者の一人です サンゴの勉強 彼らが生き残り、回復するのを助ける方法を見つけること。 科学、工学および医学の国立アカデミーからの最近の報告が示すように、研究者は探求しています さまざまな戦略。 サンゴのストレス耐性を高めるための管理された繁殖など、すでに小規模で開発されているものもあります。 そのような新しい地域を植民地化するためにサンゴを移動するなど、他の人はまだテストされていません。
私自身の研究では、サンゴ礁上のサンゴ種の多様性がサンゴの生存と繁栄に役立つかどうかを調べています。 今年初めに発表された研究では、私の同僚 マークヘイ そして私はその証拠を見つけました 答えはイエスです。 この発見は、変化した海でサンゴ礁をより回復力のあるものにするためのより広い戦略を知らせるのに役立つかもしれません。
自然界では、もっと良い
生態系は、ほんの数種類しか含まれていない場合よりも多くの種が含まれている場合の方が健康的ですか。 これは生態学の中心的な問題です。 一般的に、科学者たちはより多様な生態系 基礎種 - あれ システムを定義し、それと不可分です森の中の木のように、 より健康でより良い機能.
最近までサンゴ礁にこのテストを適用した人はいませんでした。 しかし、我々は健康的なサンゴ礁が、サンゴによって支配されている多様で構造的に複雑な生態系であることを知っています。 それとは対照的に、 サンゴの漂白イベント 単純化された、あまり多様でない風景になりがちで、海藻が多く見られます。
私たちの研究のために、私たちは南太平洋のフィジーの本島、ビティレブ島の南西部の海岸のリーフエリアを選びました。 この海岸沿いの多くのサンゴ礁は、乱獲やその他の人間関連の活動、サンゴ礁の減少、海藻の優占によって深刻な被害を受けています。
太平洋には何百ものサンゴ種がありますが、小規模では、敷地内の劣化したサンゴ礁について予備調査を行ったところ、5種類以下の種しか見つかりませんでした。 これらの状況は世界中の多くのサンゴ礁に起こっていることを反映しているので、サンゴの多様性が将来のサンゴ礁で見られることが予想される「新しい常態」のために重要であるかどうかをテストする理想的な場所としてそれを見ました。
乱獲によってストレスを受けているサンゴ礁は、すぐに海藻に支配されるようになります。 ある種の海藻は、サンゴや魚の幼虫をはね返す化学物質を生産します。
水中庭園
私たちのチームは、劣化したサンゴ礁の海底に48のコンクリートプロットを作成しました。 それぞれが3つのサンゴ種の1つを含む単一種の庭園を作りました - Pocillopora damicornis、一般的にカリフラワーサンゴとして知られています。 Porites cylindrica、黄色の指サンゴとしても知られています。 そして アクロポラ・ミレポラ、サンゴ礁として知られている多くの種の一つ。 私達はまた3つの種すべてを含む混合庭園を植えました。
これらのサンゴは、太平洋全体のサンゴ礁に共通しており、さまざまな有害な擾乱に対してさまざまな反応を示しているさまざまなサンゴ家族の代表であるため、これらのサンゴを選択しました。 全部で、それぞれの庭は18サンゴ個体を含み、合計864サンゴが含まれています。
A Porites cylindrica 実験用の庭園に珊瑚が植えられています。 各サンゴは、エポキシ樹脂を使用して上下逆さのソーダの瓶の首の中に埋め込まれていました。 コーディクレメンツ, BY-ND CC
成長したときの各サンゴの性能を評価するために、我々はそれらをそれらのプロットから定期的に取り除く必要がありました。 そこで私たちは何百ものソーダ瓶の上を切り落とし、それぞれの瓶の逆さまの首に個々のサンゴをエポキシパテで植えました。 私達は私達が容易に私達がそれが握った珊瑚を調べるために各びんの首を緩め、次にそれをその基礎にねじ込むことができるように私達のコンクリートスラブにびんの帽子を埋めた。 16ヶ月にわたって、サンゴの重さを測り、組織の死や有害な海藻による各庭の植民地化など、その他の幸福度の測定を行いました。
フィジーの劣化した礁の上の実験的なサンゴ庭園。 サンゴ種が混在する庭園は、1つの種しか含まれていない庭園よりも優れていました。 コーディクレメンツ, BY-ND CC
私たちは一貫して、混合種の庭で育ったサンゴが単一種のプロットのそれよりも良く機能することを発見しました。 4ヶ月以内に、混合種の庭園でのサンゴの成長は、最高のパフォーマンスを誇る単一種の庭園を超えていました。 これは、少なくともサンゴコミュニティの開発の初期段階では、異なる種が未知の方法で互いに恩恵を受ける可能性があることを示唆しています。
16月の実験期間中の単一種および混合種のサンゴ園の例。 4か月の時点で、混合種の庭園は複数の点で単一の種の庭園を上回っていました。アクロポラ・ミレポラ） 16ヶ月までに、成長は混合種の間で同等でした アクロポラ しかし、単一種の庭園の総パフォーマンスは、それらの混合種の対応物よりも遅れをとっていました。 クレメンツとヘイ、2019, BY-ND CC
なぜもっと良いの？
次の質問は、私たちが観察した効果を駆り立てたものです。 今後の実験でいくつかのリードを調査したいと思います。 例えば、農民は一般的にそれを観察します 作物の多様な組み合わせを植えることは感染症の広がりを減らすのに役立ちます 個人の間で。 サンゴ礁についても同じことが言えますか。
私たちの最初の発見は、サンゴ礁の将来に対する懸念と希望の両方を提供します。 多様性がサンゴの幸福にとって不可欠であるならば、継続的な種の喪失はこれらの生態系を劇的に変化させ、さらなるサンゴ礁の減少につながる可能性があります。 故障する前に「エコシステムエンジン」からいくつの部分を削除することができますか？
そうは言っても、 National Academiesレポートの戦略 サンゴ礁の回復力を高めるために、生物多様性を利用すること - 遺伝的および種レベルの両方で - を含む。 例としては、個体群間の異種交配サンゴが挙げられます。 より高い耐熱性のような新しい機能をそれらに与えるためにサンゴの遺伝子を変えること。 ストレス耐性のあるサンゴやサンゴ遺伝子を新しい場所に移動する。
以下のような技術の有望な進歩 サンゴ礁を空からマッピングまた、研究者がサンゴの健康状態を評価し、それらに含まれる種を特定するのに役立つ可能性があります。 このベースライン情報は、管理および復旧作業をより適切に知らせるのに役立ちます。
サンゴは問題を抱えていますが、まだ数えられていません。 おそらく彼らの残っている生物多様性の力を利用することは彼らに戦闘機会を与えるのを助けることができます。
著者について
コーディクレメンツ、ポスドク研究員、 ジョージア工科大学
この記事はから再公開されます 会話 クリエイティブコモンズライセンスの下で 読む 原著.
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