Компьютерная программа моделирования помогает в сохранении коралловых рифов

Команда исследователей из Университета Британской Колумбии Оканаган разработала компьютерную программу моделирования, которая помогает ученым предсказывать влияние климатического ущерба и возможных планов восстановления на коралловые рифы по всему миру.

По словам доктора Бруно Картурана, это важный шаг в борьбе против изменения климата, которое убивает многие виды кораллов и способствует коллапсу целых экосистем коралловых рифов. Однако коралловые рифы чрезвычайно сложны, что делает трудным изучение воздействия разрушения и восстановления.

Проблема с реальными экспериментами

Реальные эксперименты не практичны, поскольку они потребуют от исследователей манипулирования и нарушения больших участков рифов, колоний кораллов и популяций травоядных. Затем им пришлось бы отслеживать любые структурные изменения и разнообразие в течение нескольких лет.

Доктор Картуран недавно завершил свои докторские исследования на факультете науки Ирвинга К. Барбера.

«Не нужно говорить, что проведение экспериментов, которые будут нарушать естественные коралловые рифы, неэтично и должно быть избегнуто, а использование больших аквариумов просто нецелесообразно», – говорит доктор Картуран. «По этим причинам, такие эксперименты никогда не проводились, что препятствовало нашей способности предсказать разнообразие кораллов и связанную с ним устойчивость рифов».

Последние исследования доктора Картурана были опубликованы в Frontiers in Ecology and Evolution.

Создание сообществ кораллов

Он использовал модели для создания 245 сообществ кораллов, каждое из которых имело уникальный набор из девяти видов и занимало площадь 25 квадратных метров. Модели были разработаны для представления колоний кораллов и различных видов водорослей, которые растут, конкурируют и размножаются вместе, подвергаясь воздействию климата.

Доктор Картуран говорит, что все ключевые компоненты моделей, включая характеристики видов, основаны на существующих реальных данных о 800 различных видах.

Команда моделировала различные сценарии, такие как сильные волны или интенсивное тепло, прежде чем измерить устойчивость каждой модели рифа. Они заметили любые повреждения, время восстановления и качество среды обитания через 10 лет после нарушения.

Эти симуляции и сценарии привели команду к выводу, что более разнообразные сообщества были наиболее устойчивыми, то есть они лучше восстанавливались после повреждений и имели более высокое качество среды обитания через 10 лет после нарушений.

«Более разнообразные сообщества с большей вероятностью имеют определенные виды, которые очень важны для устойчивости», – сказал доктор Картуран. «Эти виды имеют особые характеристики – они морфологически сложны, конкурентоспособны и имеют хорошую способность к восстановлению. Когда они присутствуют в сообществе, эти виды поддерживали или даже увеличивали качество среды обитания после нарушения. Напротив, в сообществах без этих видов в итоге часто доминировали вредные водоросли».

Он также говорит, что разнообразие кораллов определяет силу и будущее здоровье коралловых рифов.

«Что уникально в нашем исследовании, так это то, что наши результаты применимы к большинству коралловых сообществ в мире. Измеряя влияние разнообразия на устойчивость более чем 245 различных коралловых сообществ, диапазон разнообразия, вероятно, перекрывается с фактическим разнообразием кораллов, найденным в большинстве рифов».

Новое исследование также предоставляет основу для успешного управления этими экосистемами и помощи в восстановлении коралловых рифов, раскрывая, как устойчивость коралловых сообществ может быть управляема с помощью сформировавшихся колоний видов с взаимодополняющими признаками.

«Это очень реальный и печальный вывод, что мы можем потерять эти важные виды», – заключает доктор Картуран. «Наша модель может быть использована для экспериментов и, возможно, определения того, можно ли компенсировать потерю этих видов с помощью других, более устойчивых, которые предотвратят окончательный коллапс рифов».