Počítačový modelovací program pomáhá chránit korálové útesy

Tým výzkumníků z University of British Columbia Okanagan vyvinul počítačový modelovací program, který pomáhá vědcům předpovídat účinek poškození klimatem a následných restauračních plánů na korálové útesy po celém světě.

Podle Dr. Bruna Carturana je to zásadní krok v boji proti změně klimatu, která zabíjí mnoho korálových druhů a přispívá ke kolapsu celých korálových ekosystémů. Korálové útesy jsou však extrémně složité, což činí studium dopadu devastace a regenerace obtížným.

Problém s experimenty v reálném světě

Experimenty v reálném světě nejsou praktické, protože by vyžadovaly, aby výzkumníci manipulovali a narušovali velké oblasti útesů, korálových kolonií a populací býložravců. Poté by museli sledovat jakékoli strukturální změny a rozmanitost po několik let.

Dr. Carturan nedávno dokončil své doktorské studium na Irving K. Barber Faculty of Science.

„Je zbytečné říkat, že provádění experimentů, které by narušily přírodní korálové útesy, je neetické a mělo by se tomu zabránit, zatímco použití velkých akvárií je jednoduše neproveditelné,“ říká Dr. Carturan. „Z těchto důvodů nebyly takové experimenty nikdy provedeny, což bránilo naší schopnosti předpovídat korálovou rozmanitost a související odolnost útesů.“

Dr. Caturanův nejnovější výzkum byl zveřejněn v Frontiers in Ecology and Evolution.

Vytvoření korálových komunit

Použil modely k vytvoření 245 korálových komunit, z nichž každá má jedinečnou sadu devíti druhů a zabírá povrch 25 metrů čtverečních. Modely byly navrženy tak, aby reprezentovaly korálové kolonie a různé druhy řas, které rostou, konkurují si a rozmnožují se společně, zatímco jsou ovlivňovány klimatem.

Dr. Caturan říká, že všechny klíčové složky modelů, včetně vlastností druhů, vycházejí z již existujících dat z reálného světa z 800 různých druhů.

Tým simuloval různé scénáře, jako jsou silné vlny nebo intenzivní teplo, před měřením odolnosti každého modelovaného útesu. Poznamenali jakékoli poškození, dobu zotavení a kvalitu habitatu 10 let po narušení.

Tyto simulace a scénáře vedly tým k objevu, že více rozmanité komunity jsou nejodolnější, což znamená, že jsou lepší v zotavení se z poškození a mají větší kvalitu habitatu 10 let po narušení.

„Více rozmanité komunity jsou pravděpodobně vybaveny určitými druhy, které jsou velmi důležité pro odolnost,“ řekl Dr. Carturan. „Tyto druhy mají specifické vlastnosti – jsou morfologicky složité, konkurenceschopné a mají dobrou kapacitu zotavení. Když jsou přítomny v komunitě, tyto druhy udržovaly nebo dokonce zvyšovaly kvalitu habitatu po narušení. Naopak, komunity bez těchto druhů byly často dominovány škodlivými řasami na konci.“

Také říká, že korálová rozmanitost určuje sílu a budoucí zdraví korálových útesů.

„Co je jedinečné na naší studii, je to, že naše výsledky se vztahují na většinu korálových komunit na světě. Měřením účinku rozmanitosti na odolnost ve více než 245 různých korálových komunitách se rozsah rozmanitosti pravděpodobně překrývá s skutečnou korálovou rozmanitostí nalezenou ve většině útesů.“

Nová studie také poskytuje rámec pro úspěšné řízení těchto ekosystémů a pomoc s obnovou korálových útesů odhalením, jak lze odolnost korálových komunit řídit pomocí zavedených kolonií druhů se komplementárními vlastnostmi.

„Je to velmi reálný a smutný závěr, že můžeme jednoho dne ztratit tyto důležité druhy,“ uzavírá Dr. Carturan. „Náš model by mohl být použit k experimentování a případnému určení, zda ztráta těchto druhů může být kompenzována jinými, odolnějšími druhy, které by zabránily konečnému kolapsu útesů.“