Компьютерная программа моделирования помогает в сохранении коралловых рифов

Команда исследователей из Университета Британской Колумбии Оканаган разработала компьютерную программу моделирования, которая помогает ученым предсказывать влияние повреждений климата и планов восстановления на коралловых рифах 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 из 800 различных видов.

Команда模拟ировала 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, сообщества без этих видов часто были доминирующими вредными водорослями в конце».

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 установленных колоний видов с дополнительными характеристиками.

«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».