Program Pemodelan Komputer Membantu Upaya Konservasi Terumbu Karang

Tim peneliti di University of British Columbia Okanagan telah mengembangkan program pemodelan komputer yang membantu ilmuwan memprediksi efek kerusakan iklim dan rencana restorasi pada terumbu karang di seluruh dunia.

Menurut Dr. Bruno Carturan, ini adalah langkah penting dalam melawan perubahan iklim, yang membunuh banyak spesies karang dan menyebabkan keruntuhan ekosistem terumbu karang secara keseluruhan. Namun, terumbu karang sangat kompleks, membuatnya sulit untuk dipelajari dampak kerusakan dan regenerasi.

Masalah dengan Eksperimen Dunia Nyata

Eksperimen dunia nyata tidak praktis karena akan memerlukan peneliti untuk memanipulasi dan mengganggu area terumbu karang yang luas, koloni karang, dan populasi herbivora. Mereka kemudian perlu memantau perubahan struktural dan keanekaragaman selama beberapa tahun.

Dr. Carturan baru-baru ini menyelesaikan studi doktoralnya dengan Fakultas Sains Irving K. Barber.

“Tidak perlu dikatakan, melakukan eksperimen yang akan mengganggu terumbu karang alami adalah tidak etis dan harus dihindari, sedangkan menggunakan akuarium besar adalah tidak mungkin,” kata Dr. Carturan. “Oleh karena itu, tidak ada eksperimen seperti itu yang pernah dilakukan, yang telah menghambat kemampuan kita untuk memprediksi keanekaragaman karang dan ketahanan terumbu karang yang terkait.”

Penelitian terbaru Dr. Caturan dipublikasikan di Frontiers in Ecology and Evolution.

Membuat Komunitas Karang

Ia menggunakan model untuk membuat 245 komunitas karang, dengan masing-masing memiliki satu set unik dari sembilan spesies dan menduduki permukaan 25 meter persegi. Model tersebut dirancang untuk merepresentasikan koloni karang dan berbagai spesies alga yang tumbuh, bersaing, dan bereproduksi bersama-sama sambil dipengaruhi oleh iklim.

Dr. Caturan mengatakan bahwa semua komponen kunci dari model, termasuk sifat spesies, diberitahu oleh data dunia nyata yang ada dari 800 spesies yang berbeda.

Tim mensimulasikan berbagai skenario seperti gelombang kuat atau panas intens sebelum mengukur ketahanan setiap model terumbu karang. Mereka mencatat kerusakan, waktu pemulihan, dan kualitas habitat 10 tahun setelah gangguan.

Simulasi dan skenario ini menyebabkan tim menemukan bahwa komunitas yang lebih beragam lebih tahan, artinya mereka lebih baik dalam pemulihan dari kerusakan dan memiliki kualitas habitat yang lebih baik 10 tahun setelah gangguan.

“Komunitas yang lebih beragam lebih mungkin memiliki spesies tertentu yang sangat penting untuk ketahanan,” kata Dr. Carturan. “Spesies ini memiliki sifat khusus – mereka morfologis kompleks, kompetitif dan memiliki kapasitas pemulihan yang baik. Ketika hadir dalam komunitas, spesies ini mempertahankan atau bahkan meningkatkan kualitas habitat setelah gangguan. Sebaliknya, komunitas tanpa spesies ini sering didominasi oleh alga berbahaya di akhir.”

Ia juga mengatakan bahwa keanekaragaman karang menentukan kekuatan dan kesehatan masa depan terumbu karang.

“Apa yang unik dengan studi kami adalah hasil kami berlaku untuk sebagian besar komunitas karang di dunia. Dengan mengukur efek keanekaragaman pada ketahanan dalam lebih dari 245 komunitas karang yang berbeda, rentang keanekaragaman yang mungkin tumpang tindih dengan keanekaragaman karang yang sebenarnya ditemukan di sebagian besar terumbu karang.”

Studi baru ini juga memberikan kerangka untuk mengelola ekosistem ini dengan sukses dan membantu dengan restorasi terumbu karang dengan mengungkapkan bagaimana ketahanan komunitas karang dapat dikelola dengan koloni spesies yang memiliki sifat komplementer.

“Ini adalah kesimpulan yang sangat nyata dan sedih bahwa kita mungkin suatu hari kehilangan spesies penting ini,” kata Dr. Carturan. “Model kami dapat digunakan untuk melakukan eksperimen dan mungkin menentukan apakah kehilangan spesies ini dapat dikompensasikan oleh spesies lain yang lebih tahan, yang akan mencegah keruntuhan terumbu karang yang akhirnya.”