Как микробы отражают здоровье коралловых рифов

Куба, являющаяся рифовым ландшафтом в высоко защищенных Хардинес-де-ла-Рейна (Сады Королевы), обеспечивает среду обитания и места кормления для большого количества рыб, включая высших хищников, таких как акулы и груперы. (Фото Эми Апприл, © Океанографический институт Вудс-Хоул)

Сравнение защищенных и затронутых рифов на Кубе и во Флориде

Микроорганизмы играют важную роль в здоровье и защите коралловых рифов, однако изучение этих связей может быть затруднено из-за отсутствия нетронутых рифовых систем в глобальном океане. В рамках совместного исследования, проведенного учеными из Океанографического института Вудс-Хоул (WHOI) и Центра морских исследований (Universidad de La Habana, CIM-UH), сравнивались морская вода из 25 рифов на Кубе и в США. Флорида-Кис, различающиеся по воздействию и защите человека, и обнаружили, что люди с более высоким микробным разнообразием и более низкими концентрациями питательных веществ и органического углерода, главным образом вызванные деятельностью человека, были заметно здоровее.

«Воздействие человека, такое как чрезмерный вылов рыбы и загрязнение, приводит к изменениям в структуре рифов», - говорит аспирантка ВОЗ Лора Вебер, ведущий автор статьи. Здоровый риф является домом для разнообразной группы морских животных, включая травоядных, которые, в свою очередь, помогают контролировать рост водорослей. «Удаление травоядных водорослей, таких как травоядные рыбы и морские ежи, приводит к увеличению количества макроводорослей, что затем приводит к увеличению содержания органического углерода, что способствует деградации коралловых рифов», - добавляет Вебер.

Исследователи взяли пробы морской воды с каждого участка и измерили питательные вещества, а также набор параметров, которые дают представление о микробном сообществе. Они обнаружили заметную разницу между сильно защищенными морскими рифами на Кубе и наиболее уязвимыми прибрежными рифами во Флорида-Кис.

Jardines de la Reina (Сады Королевы), самая большая охраняемая территория на Карибах, представляет собой сложную экосистему небольших островов, мангровых лесов и коралловых рифов, расположенных примерно в 50 милях от южного побережья Кубы. Эти высоко защищенные морские рифы обеспечивают среду обитания и места нагула для большого количества рыб, включая высших хищников, таких как акулы и морские окуни. Здесь исследователи обнаружили низкие концентрации питательных веществ и большое количество Prochlorococcus - фотосинтетической бактерии, которая процветает в водах с низким содержанием питательных веществ.

«На Кубе нет крупномасштабного промышленно развитого сельского хозяйства или обширного развития вдоль большей части ее береговой линии», - говорит Патрисия Гонсалес-Диас, директор CIM-UH и соавтор исследования. «Таким образом, на рифы не поступает много сточных вод и осадков.» Кроме того, рифы Хардинес-де-ла-Рейна могут быть дополнительно защищены от воздействия мангровых лесов и лугов водорослей, которые находятся между островом Куба и рифовая система Хардинес де ла Рейна.

И наоборот, морская вода из более доступных рифов Лос-Канарреос, Куба, которые в большей степени подвержены воздействию людей в результате натурального и незаконного рыболовства, туризма и дайвинга, и прибрежные рифы во Флорида-Кисе содержали более высокие концентрации органического углерода и азота.

Исследование показывает, что защищенные и более здоровые морские кубинские рифы имеют более низкий уровень содержания питательных веществ и углерода, а микробные сообщества более разнообразны с обильными фотосинтетическими микробами по сравнению с более подверженными воздействию прибрежными рифами Флориды. Эта работа предполагает, что офшорная природа и особо охраняемый статус рифов в Хардинес-де-ла-Рейна сыграли роль в сохранении этих рифов здоровыми, находясь вдали от человека или сводя к минимуму его воздействие. Эти результаты могут помочь менеджерам ресурсов в принятии решений по защите и восстановлению карибских коралловых рифов перед лицом среды обитания и изменения климата.

Исследование было опубликовано в журнале «Микробиология окружающей среды» 13 декабря. Соавторами статьи являются коллеги из CIM-UH, Национального научного университета Мексики, Музея науки Филиппа и Патрисии Фрост, Лаборатории морской пехоты Мот и Калифорнийского университета, Санта Барбара. Для получения дополнительной информации посетите лабораторию Эми Апприл.

Финансирование этой работы было предоставлено OceanX и Национальным научным фондом.

Около прибрежных рифов в сильно пострадавших островах Флорида-Кис видны нездоровые кораллы и меньше морских обитателей. На этом гористом звездном коралле (Orbicella faveolata) с берега Саммерлэнд-Ки видны пятна мертвого коралла, заросшего водорослями. (Фото Эми Апприл, © Океанографический институт Вудс-Хоул)