Wybielanie koralowe: znaczenie, występowanie i czynniki powodujące wybielanie koralowców

Przeczytaj ten artykuł, aby dowiedzieć się o wybielaniu koralowców: znaczenie, występowanie i czynniki powodujące bielenie koralowców:

Bielenie koralowe odnosi się do utraty koloru koralowców, które tworzą bardzo wrażliwe ekosystemy, rafy koralowe. Rafy koralowe znajdują się w circumtropical płytkich wodach tropikalnych wzdłuż wysp i kontynentów.

Substraty rafy składają się z węglanu wapnia z żywych i martwych koralowców skleraktycznych. Rafy koralowe nazywane są tropikalnymi lasami deszczowymi oceanów, ponieważ mają bardzo wysoką produktywność i różnorodność biologiczną.

Wynika to z tego, że korale twardokrwiste są blisko związane z innymi bezkręgowcami, kręgowcami i roślinami, i razem są zaangażowane w proces ścisłego łączenia zasobów i recyklingu. Koralowe skleraktyny (Phylum Cnidaria) budują szkielety węglanu wapnia zamaskowanego z wody. Gdy koralowy polip zginie, jego szkielet staje się częścią rafy.

Koralowce otrzymują swoje składniki odżywcze i energię poprzez wychwytywanie drobnych organizmów planktonowych i poprzez symbiotyczny związek z pojedynczą komórką zooksantelle, mikroorganizmy autoroficzne różnych taksonów w Phylum Dinoflagellata. Te glony pochłaniają światło słoneczne i przekształcają je w energię. Zooxanthellae pomagają koralowcom produkować składniki odżywcze dzięki ich fotosyntetycznym funkcjom.

Aktywności fotosyntezy pomagają koralowcom w uzyskaniu ustalonych związków węglowych dla energii, zwiększają zwapnienie i pośredniczą w elementarnym strumieniu składników odżywczych. Zooxanthellae otrzymują chronione środowisko do wzrostu, a także dobrą podaż dwutlenku węgla do fotosyntezy. Mimo to wolno rosnące korale konkurują z szybko rosnącymi wielokomórkowymi algami, ponieważ korale mogą karmić się w ciągu dnia poprzez fotosyntezę w zooxanthellae i drapieżnictwo w nocy.

Korale rzeczywiście mają czyste tkanki. Otrzymują one swoje zabarwienie z zooxanthellae i wyglądają pięknie. Szczególny kolor koralowca zależy od żyjącego w nim kladu.

Wybielanie koralowe jest częstą reakcją na stres koralowców na różne zakłócenia, które występują w rafach koralowych, które obejmują zdarzenia naturalne i wywołane przez człowieka. Naturalne zakłócenia, które niszczą rafy, to gwałtowne burze, powodzie, ekstremalne temperatury, zjawiska El Nino Southern Oscillation (ENSO), ekspozycje pod wodą, drapieżne epidemie i epizootia.

Czynniki wywołane przez człowieka, takie jak nadmierna eksploatacja, nadmierne połowy, zwiększona sedymentacja i przeciążenie składników odżywczych, są odpowiedzialne za zwiększony spadek rafy koralowej odnotowany w ostatnim czasie. Od wczesnych lat 80. XX w. Rozjaśnianie rafy koralowej odnotowało wzrost częstotliwości oraz rozpowszechnienie dystrybucji.

Zmęczenie jest również eksponowane przez miękkie korale, gigantyczne małże Tridacna i niektóre gąbki.

Co się dzieje w Wybielaniu Koralowym?

Pod wpływem stresu koralowce wypuszczają swoje zooxantelle, z którymi mają związek symbiotyczny, co prowadzi do ich jaśniejszego lub całkowicie białego wyglądu (algi są odpowiedzialne za piękne zabarwienie korali). To jest bielenie koralowców. Szkielet wapienny ukazuje się przez przezroczyste tkanki koralowca, obecnie pozbawione zooxanthellae.

Gęstości zooxanthellae mogą zmniejszać się, a koncentracja fotosyntetycznych pigmentów w algach może się zmniejszać. Koralowce budujące rafę mają na ogół około 1-5 x 10 ⁶ zooxanthellae cm ^-2 żywej tkanki powierzchniowej i 2-10 pg chlorofilu na zooxanthellae. Dzięki bieleniu około 60-90% zooxanthellae zostaje utraconych, a każdy z tych organizmów traci 50-80% fotosyntetycznych pigmentów.

Wybielanie koralowe poważnie wpływa na koralowce. Jeśli bielenie zmniejsza się z czasem, to znaczy, jeśli czynniki powodujące stres nie są zbyt silne, koralowce mogą odzyskać symbiotyczne glony w ciągu kilku tygodni lub miesięcy. Mogą one następnie zostać ponownie zrekolonizowane przez te same gatunki zooxanthellae lub przez inne.

Ale jeśli wybielenie jest ciężkie, zubożone zooxantelle nie dochodzi do siebie i korale giną. Sama rafa jest wówczas tracona. Po rozpoczęciu wybielania korale mogą kontynuować wybielanie nawet po usunięciu stresora. Eksperci ostrzegają, że całkowita powierzchnia raf koralowych zmniejszyła się o 30 procent w ciągu ostatnich 30 lat. Tylko na Karaibach utracono około 90 procent raf.

Zdolność koralowców do radzenia sobie ze stresem i bieleniem oraz do powrotu do zdrowia po zdarzeniu bielącym jest różna w różnych gatunkach. Na przykład, porites lobata i inne duże, masywne korale mogą z powodzeniem stawić czoła ekstremalnym szokom temperaturowym, podczas gdy Acropora spp. i inne kruche rozgałęzione korale zapadają się na stres termiczny po zdarzeniach wybielających.

Czynniki, które mogą zapewnić ochronę przed masowym bieleniem korali, obejmują odporność na bielenie, tolerancję koralowców i regenerację rafy. Ryzyko bielenia można zmniejszyć również w lokalnych warunkach klimatycznych, takich jak dużo cieni lub strumienie chłodnej wody. Zdrowie i genetyka koralowców i zooxanthellae mogą odgrywać istotną rolę w wywieraniu wpływu na ryzyko wybielania.

Występowanie:

Wszystkie główne regiony rafowe odnotowały masowe śmiertelności koralowców w ekosystemach raf od lat 70. XIX wieku. Ale częstotliwość i skala zaburzeń bielenia wzrosły w ostatnim czasie. W latach 1979-1990 zaobserwowano ponad 60 przypadków wybielania rafy koralowej z 105 masowych śmiertelności koralowców. W ciągu 103 lat poprzedzających ten okres odnotowano tylko trzy przypadki wybielania wśród 63 śmiertelności śmiertelnych koralowców.

Uważa się, że niemal wszystkie największe regiony raf koralowych na świecie - Karaiby / Zachodni Atlantyk, Ocean Indyjski, środkowy i zachodni Pacyfik, Arabska zatoka i Morze Czerwone - od lat 80. XX w. Mają blaknięcie i śmiertelność koralowców.

Przed 1980 r. Zdarzały się wybielacze korali i śmiertelność koralowców w okresach podwyższonej temperatury wody morskiej, ale zakłócenia występowały tylko w niektórych regionach, w szczególności w strefach rafowych. Jednak wydarzenia związane z wybielaniem koralowców od lat 80. miały miejsce na szerokim obszarze geograficznym i wpłynęły na wszystkie strefy raf. Wydarzenia z lat 80. miały miejsce podczas wieloletniej działalności ENSO na dużą skalę.

Czynniki powodujące wybielanie koralowców:

Korale mogą wyglądać na kościste, a nawet trwałe, ale faktem jest, że rafy koralowe są niezwykle wrażliwe na stres środowiskowy. Obecnie są zagrożone zanieczyszczeniem wody, erozją gleby, narażeniem podczas odpływu, warunkami pogodowymi, wysokim wykorzystaniem nawozów, połowami przy użyciu materiałów wybuchowych i nieostrożną jazdą. Globalne ocieplenie miałoby poważny wpływ na rafy koralowe. Globalne ocieplenie oznacza wzrost globalnej temperatury powietrza i wody.

Chociaż ciepłe wody tropikalne pasują do raf, bardzo wysoka temperatura wody morskiej może zaszkodzić zooxanthellae. Globalne ocieplenie spowodowałoby topnienie polarnych czap lodowych i wzrost poziomu mórz.

Jeśli światło słoneczne nie przeniknie przez wodę do koralowców, algi, od których są uzależnione, nie będą w stanie fotosyntezę, a rafy stracą krytyczne źródło energii. Zubożenie warstwy ozonowej zwiększy promieniowanie ultrafioletowe na powierzchni Ziemi i spowoduje zderzenia koralowców. Poniżej znajduje się omówienie czynników wywołujących stres i powodujących blaknięcie koralowców.

Rosnąca temperatura:

Głównym czynnikiem stresogennym jest zwiększona lub zmniejszona temperatura wody związana z globalnym ociepleniem spowodowana działalnością człowieka. Letnie bielenie koralowców przypisuje się wysokiej temperaturze powierzchni morza w połączeniu z wysokim nasłonecznieniem.

Gatunki koralowe rozwijają się w relatywnie wąskim marginesie temperatury; więc ekstremalne temperatury mogą wywołać blaknięcie. Zdarzenia związane z wybielaniem są znane podczas nagłych spadków temperatury (- 3 ° C do -5 ° C przez 5-10 dni), które występują podczas sezonowych wybuchów zimnego powietrza. Jest to częstsze ze względu na wzrost temperatury wody. Mała dodatnia anomalia 1-2 ° C przez 5 do 10 tygodni w okresie letnim może wywołać bielenie.

Wielka Rafa Koralowa (GBR) przeszła osiem masowych wybielaczy od 1979 roku. GBR wzdłuż północnego wybrzeża Australii był świadkiem dwóch masowych wydarzeń związanych z bieleniem korali - w 1998 i 2002 roku, w których stracił 42 procent i 54 procent rafy odpowiednio. Południowy GBR był świadkiem podobnego wydarzenia w 2006 roku.

Większość raf odzyskała, przy niskim poziomie śmiertelności koralowców, ale uszkodzenia były dotkliwe w niektórych miejscach. Na niektórych obszarach zginęło 90 procent koralowców. Jest to przykład podatności raf koralowych na podwyższone temperatury wody w połączeniu z zakwaszeniem oceanów. Podczas gdy rosnące temperatury zwiększyły częstotliwość i intensywność wybielania, zakwaszenie zmniejszyło zdolność zwapnienia koralowców.

Niewielki wzrost temperatury przez wiele tygodni lub duży wzrost (3-4 ° C) w ciągu kilku dni spowoduje dysfunkcję koralowców. Wybielanie koralowe miało miejsce głównie w okresach letnich lub pod koniec przedłużającego się okresu ocieplenia. Podobno miały miejsce w czasach niskiej prędkości wiatru, czystego nieba, spokojnych mórz i małego zmętnienia. Warunki sprzyjają miejscowemu ogrzewaniu i promieniowaniu ultrafioletowemu (UV).

Promieniowanie UV łatwo przenika przez czyste wody morskie. Korale faktycznie zawierają związki pochłaniające promieniowanie UV, które mogą blokować potencjalnie szkodliwe promieniowanie UV. Jednak wzrost temperatury oznacza zmniejszenie stężenia tych związków absorbujących promieniowanie UV w koralach.

Następnie, zooxantelle są bezpośrednio dotknięte przez promieniowanie UV. Nie tylko promieniowanie UV w zakresie 280-400 nm, ale także promieniowanie fotosyntetycznie aktywne (400-700 nm) ma udział w zdarzeniach wybielających.

Subaerial Exposure:

Nagłe wystawienie koralowców na działanie atmosfery, kiedy występuje ekstremalnie niski przypływ, spadki poziomu morza w osłonie El Nino (ENSO) lub podnoszące tektonikę, mogą wywołać bielenie. W połączeniu z wysoką lub niską temperaturą wody, zwiększonym promieniowaniem słonecznym i rozcieńczeniem wody morskiej może dojść do utraty zooxanthellae i śmierci koralowców.

Osadzanie:

Stwierdzono, że ładowanie osadów może sprawić, że algowe zooxanthellae będą bardziej skłonne do wybielania.

Rozcieńczanie świeżej wody Spadki i spływy powstające w wyniku burz rozrzedzają wody rafy i powodują blaknięcie koralowców. Ale takie zdarzenia wybielające są rzadkością. Nawet jeśli występują, ograniczają się do małych obszarów przy brzegu.

Ksenobiotyki:

Kiedy koralowce są narażone na wysokie stężenia zanieczyszczeń chemicznych, takich jak miedź, herbicydy i olej, następuje wybielanie koralowców.

Epizootia:

Patogeny mogą powodować bielenie, ale różni się to od innych rodzajów bielenia. W przypadku wybielaczy wywołanych przez patogeny choroby koralowców powodują nierównomierną lub całkowitą śmierć kolonii i złuszczanie się tkanek miękkich. Na Morzu Śródziemnym koralowiec Oculina patagonica przeszedł bielenie. Było to spowodowane zakaźną bakterią, Vibrio shiloi, która atakowała symbiotyczne zooxantelle. Bakterie są zakaźne tylko w ciepłych okresach. Jasne jest więc, że globalne ocieplenie spowoduje ciepłe warunki sprzyjające rozprzestrzenianiu się patogenów i infekcji koralowców.

Chociaż nie prowadzi to do bielenia korali jako takiego, wzrost stężeń składników odżywczych w otoczeniu, takich jak amoniak i azotan, powoduje wzrost gęstości zooksanteli do dwóch lub trzech razy. Może to powodować skutki uboczne, takie jak obniżenie oporu koralowego i zwiększenie podatności koralowców na choroby.

Wybielanie może być również korzystne:

Ostatnie badania wykazały, że korale, które są konsekwentnie narażone na niski poziom stresu, mogą rozwinąć pewien rodzaj odporności na wybielanie. W rzeczywistości okazało się, że gdy korale są zagrożone, bielenie może pomóc żyjącym koralowcom.

Koralowe kolonie, dotknięte drastycznymi zmianami środowiska, mogą pozbyć się istniejących glonów, tworząc przestrzeń dla innych alg, które mają większą zdolność do rozwoju w groźnych warunkach. Wybielanie jest sposobem, dzięki któremu koralowce odzyskują wigor.

Eksperymenty wykazały, że korale narażone na drastyczne zmiany środowiskowe, które ulegają bieleniu, prawdopodobnie przeżyją w końcu w porównaniu z innymi koralowcami. Wykazano, że korale mają dużą odporność. Chociaż wzrost temperatury jest postrzegany jako czynnik wywołujący wybielanie korali, rafy koralowe kwitły w okresach ciepłych globalnych temperatur w przeszłości, kiedy poziom morza wzrósł o około 18 stóp lub sześć metrów powyżej obecnego poziomu.

Nie jest jednak jasne, czy adaptacyjny proces bielenia będzie w stanie uratować rafy koralowe zaatakowane przez zanieczyszczenia lub wzrost temperatury morza.

Próbując ratować rafy koralowe przed bieleniem, kraje zaczęły rozważać opracowanie krajowych strategii. Zarząd Parku Morskiego Wielkiej Rafy Koralowej opracował "Plan reagowania na korale", aby opracować kompleksową strategię wykrywania i reagowania na szeroko rozpowszechnione wydarzenia związane z wybielaniem koralowców latem. Połączony wysiłek międzynarodowy, szeroki zakres, to potrzeba godziny.