Кораллы гетероксении (Heteroxenia) интригуют зоологов едва ли не со времён Жана-Батиста Ламарка: они совершают ритмичные движения щупальцами, и никто не знает, зачем. Гетероксении, как и другие кораллы, образуют колонии из множества полипов, каждый из которых напоминает цветок с радиально расположенными «лепестками»-щупальцами. И эти «лепестки» у полипа то закрываются, то раскрываются. Такие же пульсирующие движения совершают, например, плывущие медузы, но кораллы, в отличие от медуз, никуда не плывут, они сидят на месте. Можно предположить, что кораллы щупальцами захватывают каких-то животных, чтобы съесть их, но гетероксении не были замечены в хищническом поведении. Однако пульсирующие движения расходуют много энергии, и какая-то веская причина для размахивания щупальцами у кораллов всё же должна быть.

Загадка кораллов гетероксений наконец-то разгадана. (Фото Hebrew University of Jerusalem.)Разгадку удалось найти исследователям из Еврейского университета в Иерусалиме (Израиль). Учёные круглосуточно наблюдали за колониями кораллов с помощью инфракрасной камеры и обнаружили, что днём, после полудня, у животных наступает получасовая сиеста: в это время они перестают сокращать и распускать щупальца. Затем исследователи с помощью лазерного устройства, которым можно было следить за перемещениями частиц в воде, проанализировали потоки воды у кораллов: их направление, силу, турбулентные завихрения и т. п. То есть, грубо говоря, была построена карта течений вблизи кораллов.

Как пишут зоологи в журнале PNAS, пульсация щупальцами нужна кораллам, чтобы, так сказать, проветривать себя. Как и все живые организмы, они нуждаются в питательных веществах, им необходим газообмен и освобождение от продуктов обмена веществ. Хотя кораллы живут в море, а не в стоячем пруду, им всё равно нужно перемешивать воду вокруг себя, чтобы «использованная» вода быстрее выходила из тела полипов и из колонии.

Хотя каждый полип пульсирует независимо от других, суммарный эффект от активности всех «колонистов» идёт на общую пользу: сокращения щупалец, пусть и несинхронные, значительно усиливают вентиляцию воды, причём особенно это сказывается на восходящих потоках, которые идут от кораллов во внешнюю среду. Но это всё равно не оправдывает энергетических затрат на «размахивание» щупальцами. То есть, может быть, и оправдывает, но тогда учёным надо точно оценить разницу между бездействующими кораллами и пульсирующими.

Кораллы, как известно, живут в симбиозе с водорослями, которым для фотосинтеза нужен углекислый газ и которые выделяют кислород, образовавшийся в результате фотосинтеза. Исследователи сравнили уровень фотосинтеза в пульсирующих и отдыхающих полипах, и оказалось, что пульсация заметно активирует фотосинтез. Сокращая щупальца, кораллы выводят из тела и окружающей воды избыток кислорода, который, будучи в больших концентрациях, подавляет фотосинтез. Ну а чем активнее происходит фотосинтез у водорослей-симбионтов, тем лучше самим кораллам.

В результате плюсы от сократительной активности перевешивают минусы. Пульсируя, кораллы расходуют энергию, но благодаря постоянному проветриванию они с лихвой возмещают энергетические затраты. К тому же не надо забывать, что это ещё и помогает вывести продукты обмена.

Конечно, можно было бы сразу сказать, что кораллы пульсируют ради «перемешивания», однако уровень энергетических затрат от такого «перемешивания» требовал уточнить, что именно перемешивают кораллы и стоит ли оно того. В общем, загадка кораллов, похоже, разгадана — через 200 лет с того момента, когда их необычная пульсация привлекла к себе внимание естествоиспытателей.

Подготовлено по материалам Phys.Org.

Кораллы, окружающие Японию, устремились на север. Один из видов, к примеру, с помощью океанского течения покрывает 14 км в год. Пожалуй, это самое яркое напоминание о том, насколько быстро может измениться экосистема в связи с глобальным потеплением.

Acropora palmata (фото NOAA) Средняя скорость переселения видов на суше составляет менее километра в год, в море — менее 5 км. Рекордсменом считается один из видов кальмаров: почти 200 км в год на протяжении восьми лет.

Хироя Ямано из Центра глобальных экологических исследований в Цукубе (Япония) и его коллеги стали первыми, кто засвидетельствовал массовую миграцию кораллов, но их выводы соответствуют ряду других наблюдений. Так, у берегов Флориды в 2004 году кораллы Acropora cervicornis и Acropora palmata были обнаружены севернее своего обычного ареала, а в Австралии рыба, обитающая в кораллах, заплыла намного южнее.

Исследователи проанализировали данные о наблюдениях за кораллами в японских водах с 1930-х годов. Из девяти видов, насчёт которых существовала самая достоверная информация, в сторону полюса передвинулись четыре. С 1998 года Международным союзом охраны природы последним присвоены статусы «находящиеся в состоянии, близком угрожаемому» и «уязвимые».

Учёные отмечают, что за последние сто лет температура воды в окрестностях Японии выросла на 0,7–2,4 ˚C.

Общая картина реакции кораллов на глобальное потепление чрезвычайно сложна. По мере роста концентрации углекислого газа в атмосфере увеличивается и поглощение его океаном. В воде с повышенной кислотностью кораллы теряют оболочку из карбоната кальция, и рифы растворяются. Некоторые кораллы, впрочем, могут пережить потерю оболочки, но рыб и прочих обитателей рифов это не радует. Кроме того, повышение температуры нарушает симбиоз кораллов и определённых водорослей, что приводит к так называемому обесцвечиванию кораллов и делает их особенно уязвимыми.

Результаты исследования будут опубликованы в журнале Geophysical Research Letters.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Изучение глубоководных кораллов показало, что в семидесятых годах прошлого века тёплое течение у восточных берегов Канады сместилось к северу.

Горгониевый коралл Primnoa resedaeformis (фото Fisheries and Oceans Canada) Внимание геологов, которые приняли участие в масштабном международном проекте, привлёк участок Атлантического океана у берегов Новой Шотландии. Здесь поступающие с севера холодные воды Лабрадорского течения встречаются с тёплым Гольфстримом, и в области их смешивания создаётся процветающая экосистема.

Признаки нарушения баланса между Гольфстримом и Лабрадорским течением были обнаружены ещё несколько лет назад при анализе сохранившихся в глубоководных отложениях останков микроорганизмов. Специалистов, однако, не устраивало временнóе разрешение исследований, результаты которых говорили лишь о том, что изменения произошли в последние 150 лет. «Ограничивают возможности методики сами обитатели океана, которые вмешиваются в естественный процесс захоронения и нарушают структуру отложений», — поясняет ведущий автор работы Оуэн Шервуд (Owen Sherwood).

Группа г-на Шервуда действовала совершенно по-другому, сфокусировавшись на изучении горгониевых кораллов. Они живут очень долго и извлекают азот из воды, тем самым документируя «борьбу» двух течений, имеющих разные изотопные характеристики.

Работа была построена на измерении соотношения изотопов ¹⁵N/¹⁴N в аминокислотах, взятых у кораллов. Постепенный рост эндоскелета последних даёт возможность проследить за тем, как менялся состав воды в течение последних восемнадцати веков.

По сообщению авторов, влияние Гольфстрима заметно возросло в начале 70-х годов прошлого века, причём это событие вполне можно назвать уникальным. Учёные, разумеется, связали его с глобальными изменениями климата, но оценивать значимость изменений не торопятся, замечая, что делать выводы, опираясь на данные по небольшой области океана, было бы неверно.

Полная версия отчёта будет опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Изменение спектральных характеристик сумеречного света, как считают биологи из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре и Университета Дьюка, помогает коралловым полипам синхронизировать свои действия.

Гаметы дожидаются своего часа и разом отправляются в плавание. (Фото с сайтов Aims.Gov.Au и Coralcoe.Org.Au.) Кораллы лишены глаз и не имеют развитой нервной системы, но справляются с одной весьма сложной задачей: представители одного вида ухитряются синхронно выпускать гаметы в воду. Это обеспечивает им успешное размножение и происходит в один или несколько вечеров в одни и те же часы, а иногда «разрешённый» интервал сокращается даже до 20 минут. Объяснить, как животные добиваются такой точности синхронизации, трудно.

Исследования многих видов кораллов говорят о том, что выпуск гамет привязан к лунному циклу. Очевидно, беспозвоночные чувствуют изменения каких-то внешних параметров, связанных с действием нашего спутника, и эти изменения должны быть достаточно заметны и чётко локализованы во времени.

По предположению авторов, важную роль здесь играют характеристики сумеречного света. Как известно, вечером длина пути солнечного излучения в атмосфере увеличивается, вклад озона в поглощение на длинных волнах растёт, что в результате приводит к синему смещению. При сравнении с дневным светом лунный представляется красносмещённым, причём нарастающая Луна на закате находится над горизонтом, а убывающая — за ним. Отсюда можно сделать вывод о том, что наш спутник влияет на спектр сумеречного света, и в период полнолуния параметры последнего варьируются как никогда быстро.

Чтобы проверить гипотезу, учёные отправились на Американские Виргинские острова, к колониям кораллов, и попробовали зарегистрировать такие изменения под водой. Попытка увенчалась успехом; согласно расчётам, для обнаружения сдвига спектральных характеристик достаточно всего двух светочувствительных пигментов типа опсина, настроенных на зелёный и синий цвета. Местные кораллы Acropora palmata, что характерно, выпускали гаметы на третью и четвёртую ночи после полнолуния в период с 21:30 до 21:50.

Конечно, предложенный способ подходит не для всех кораллов. Глубоководные виды заметить какие-то изменения в спектре просто не смогут.

Полная версия отчёта будет опубликована в издании Journal of Experimental Biology.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Биоэкологи из Технологического института Джорджии (США) обнаружили, что бычки, живущие в коралловых зарослях, служат чем-то вроде службы спасения или полиции, избавляя кораллы от нежелательных соседей. Исследователи изучали кораллы Acropora nasuta, обитающие в водах архипелага Фиджи. Она из самых больших неприятностей, которая может случиться с Acropora nasuta, — это крупная зелёная водоросль Chlorodesmis fastigiata: физический контакт с ней губителен из-за её токсинов.

Коралловый бычок G. histrio, приплывший на призыв коралла, чтобы избавить его от токсичной зелёной водоросли C. fastigiata (фото Danielle Dixson / Georgia Institute of Technology)Однако исследователи заметили, что ядовитая водоросль растёт заметно хуже, если в кораллах живут бычки Gobiodon histrio и Paragobiodon echinocephalus. Появление этих рыб за три дня почти на треть сокращало популяцию водоросли, тогда как без бычков она продолжала расти и убивать кораллы. Наблюдение за рыбами и анализ содержимого их желудка показали, что Gobiodon histrio и впрямь питается злонамеренной водорослью, а Paragobiodon echinocephalus всего лишь обкусывает её в тех местах, где она соприкасается с кораллом, но откушенные кусочки не глотает. Исследователи допускают, что Gobiodon histrio, который натурально ест водоросль, имеет от этого свою выгоду: водорослевые токсины могут защищать его от домогательств хищников. Так или иначе, объединёнными усилиями бычки на 70–80% снижают вред, наносимый кораллам водорослями.

Но самым любопытным оказалось то, что рыбы ликвидируют токсичного чужака именно в ответ на призывы коралла о помощи. Исследователи «показывали» бычкам образцы воды, взятые из окружения нормальных, здоровых кораллов, которых ничто не беспокоило, — и рыбы на такую воду не реагировали. Но стоило предъявить бычкам образцы из мест контакта коралла и водоросли, как они сразу же устремлялись к источнику запаха. То есть кораллы действительно звали на помощь бычков, используя для этого какое-то химическое вещество. Исследователи также пытались раздражать кораллы нейлоновыми нитями, смоченными или не смоченными в токсичном экстракте водоросли. Так удалось выяснить, что главную роль тут играл именно водорослевый токсин, а не контакт водоросли и коралла: никаких призывов о помощи в ответ на простой механический контакт кораллы не выделяли.

При этом никаких других кораллов рыбы не защищали, только вид Acropora nasuta, служивший для бычков домом. Gobiodon histrio и Paragobiodon echinocephalus питаются слизистыми выделениями коралла, а также одноклеточными водорослями и зоопланктоном, которые обитают тут же. Поэтому можно сказать, что рыбы защищают кораллы в обмен на стол и кров. Это напоминает взаимоотношения между некоторыми деревьями и муравьями, которые в обмен на жильё защищают растения от паразитов. Однако не все обитатели кораллов отличаются столь высокой сознательностью. Например, помацентровые рыбы, услышав тревожный сигнал, спешат убраться подальше: очевидно, они попросту боятся, как бы и им следом не досталось.

Что же до самого сигнального вещества, то учёные не исключают, что это может быть просто общий сигнал, который кораллы выделяют в ответ на любой вид стресса. Однако более вероятным кажется то, что это адресный призыв о помощи, специфичный по отношению к стрессу (ядовитой водоросли) и имеющий конкретного получателя — рыбью службу спасения. Ну а что за молекулы тут действуют, исследователи пока не знают, но планируют выяснить это в ближайшее время. 

Результаты исследований опубликованы в журнале Science.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Терновый венец съел почти четверть Большого барьерного рифа.

Океанологи из Австралийского института морских наук показали, что с 1985 года площадь Большого барьерного рифа уменьшилась на 50,7%, причем в гибели почти половины кораллов виноваты морские звезды. Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Специалисты института почти 40 лет наблюдали за состоянием 214 коралловых рифов близ северо-восточного побережья Австралии, которые образуют цепь общей длиной 2300 километров. Обобщив наблюдения, авторы статьи пришли к выводу, что с каждым годом площадь рифов сокращалась на 0,5-1,5%.

При этом самый значительный вклад в гибель кораллов, 48%, вносят тропические шторма и циклоны, еще 10% погибших кораллов приходится на процессы «обесцвечивания», вызванные гибелью водорослей-симбионтов из-за повышения температуры океана. Остальные же 42% кораллов уничтожила морская звезда Acanthaster planci.

Эта звезда, которую называют терновым венцом из-за ее многочисленных шипов, питается коралловыми полипами, постепенно растворяя поверхность рифов. По мнению ученых, вспышки размножения звезды вызваны нарушениями в экосистемах, связанными с деятельностью человека и изменениями климата.

Авторы статьи прогнозируют, что к 2022 году площадь рифов уменьшится еще в два раза. Остановить это процесс можно, только взяв под контроль численность тернового венца. Так как в нормальных условиях рифы за год восстанавливаются в среднем на 0,89%, то, если обеспечить им длительную «передышку», кораллы постепенно вернут утраченные позиции.

Источник: infox.ru