Datorprogram för modellering hjälper till med korallrevsbevarande insatser

Ett team av forskare vid University of British Columbia Okanagan har utvecklat ett datorprogram för modellering som hjälper forskare att förutsäga effekten av klimatskador och eventuella restaureringsplaner på korallrev över hela världen.

Enligt Dr. Bruno Carturan är detta ett avgörande steg i kampen mot klimatförändringar, som dödar många korallarter och bidrar till kollapsen av hela korallrevsekosystem. Korallrev är dock extremt komplexa, vilket gör det svårt att studera effekterna av förstörelse och återväxt.

Problem med verkliga experiment

Verkliga experiment är inte praktiska eftersom de skulle kräva att forskare manipulerar och stör stora områden av rev, korallkolonier och herbivora populationer. De skulle sedan behöva övervaka eventuella strukturändringar och diversitet under flera år.

Dr. Carturan har nyligen avslutat sin doktorsavhandling vid Irving K. Barber Faculty of Science.

“Det är onödigt att säga att genomförandet av experiment som stör naturliga korallrev är oetiskt och bör undvikas, medan användning av stora akvarier är helt ogenomförbart”, säger Dr. Carturan. “Av dessa skäl har inga sådana experiment någonsin genomförts, vilket har hindrat vår förmåga att förutsäga koralldiversitet och den associerade motståndskraften hos revet.”

Dr. Carturans senaste forskning publicerades i Frontiers in Ecology and Evolution.

Skapande av korallgemenskaper

Han använde modeller för att skapa 245 korallgemenskaper, var och en med en unik uppsättning av nio arter och som upptog en yta på 25 kvadratmeter. Modellerna var utformade för att representera korallkolonier och de olika arterna av alger som växer, konkurrerar och reproducerar tillsammans medan de påverkas av klimatet.

Dr. Carturan säger att alla nyckelkomponenter i modellerna, inklusive arters egenskaper, är informerade av befintliga, verkliga data från 800 olika arter.

Teamet simulerade olika scenarier som starka vågor eller intensiv värme innan de mätte varje modellrevs motståndskraft. De noterade eventuell skada, återhämtningstid och habitatkvalitet 10 år efter störningen.

Dessa simuleringar och scenarier ledde teamet till att upptäcka att mer diversifierade gemenskaper var de mest motståndskraftiga, vilket innebar att de var bättre på att återhämta sig från skador och hade en högre habitatkvalitet 10 år efter störningarna.

“Mer diversifierade gemenskaper är mer benägna att ha vissa arter som är mycket viktiga för motståndskraft”, säger Dr. Carturan. “Dessa arter har specifika egenskaper – de är morfologiskt komplexa, konkurrerande och har en god förmåga att återhämta sig. När de finns i en gemenskap, upprätthåller eller ökar dessa arter till och med habitatkvaliteten efter störningen. I kontrast, gemenskaper utan dessa arter dominerades ofta av skadliga alger i slutet.”

Han säger också att koralldiversitet bestämmer styrkan och den framtida hälsan hos korallrev.

“Vad som är unikt med vår studie är att våra resultat gäller för de flesta korallgemenskaper i världen. Genom att mäta effekten av diversitet på motståndskraft i mer än 245 olika korallgemenskaper, överlappar diversitetsspannet troligen den faktiska koralldiversitet som finns i de flesta rev.”

Den nya studien ger också en ram för att framgångsrikt hantera dessa ekosystem och bistå med korallrevsrestaurering genom att avslöja hur korallgemenskapernas motståndskraft kan hanteras med etablerade kolonier av arter med kompletterande egenskaper.

“Det är en mycket verklig och sorglig slutsats att vi kanske en dag förlorar dessa viktiga arter”, avslutar Dr. Carturan. “Vår modell kunde användas för att experimentera och kanske bestämma om förlusten av dessa arter kan kompenseras av andra, mer resistenta arter, som skulle förhindra den eventuella kollapsen av revet.”