Програма комп’ютерного моделювання допомагає зусиллям із збереження коралових рифів

Команда дослідників Університету Британської Колумбії Оканаган розробила програму комп’ютерного моделювання, яка допомагає вченим передбачити вплив пошкодження клімату та подальших планів відновлення на коралових рифах по всьому світу.

За словами доктора Бруно Картурана, це важливий крок у боротьбі з кліматичними змінами, які вбивають багато видів коралів і сприяють колапсу цілих екосистем коралових рифів. Коралові рифи надзвичайно складні, що робить їх важкими для вивчення впливу руйнування та регенерації.

Проблема з реальними експериментами

Реальні експерименти не є практичними, оскільки вони потребують від дослідників маніпулювання та порушення великих площ рифів, колоній коралів та популяцій травоїдних. Потім їм потрібно буде відстежувати будь-які структурні зміни та різноманіття протягом декількох років.

Доктор Картуран недавно завершив свої докторські дослідження на факультеті природничих наук Ірвінга К. Барбера.

“Сам собою зрозуміло, проведення експериментів, які будуть порушувати природні коралові рифи, є неетичним і повинно бути уникнуто, а використання великих акваріумів просто недоцільно”, – говорить доктор Картуран. “Через ці причини жодних таких експериментів ніколи не проводилися, що ускладнило нашу здатність передбачити різноманіття коралів та відповідну стійкість рифів”.

Останні дослідження доктора Картурана були опубліковані в Frontiers in Ecology and Evolution.

Створення коралових спільнот

Він використовував моделі для створення 245 коралових спільнот, кожна з яких мала унікальний набір з дев’яти видів і займала площу 25 квадратних метрів. Моделі були розроблені для представлення колоній коралів та різних видів водоростей, які ростуть, конкурують та розмножуються разом, під впливом клімату.

Доктор Картуран каже, що всі ключові компоненти моделей, включаючи характеристики видів, інформовані попередньо існуючими реальними даними з 800 різних видів.

Команда змоделювала різні сценарії, такі як сильні хвилі або інтенсивне тепло, перш ніж виміряти стійкість кожної моделі рифу. Вони відзначили будь-які пошкодження, час відновлення та якість середовища проживання через 10 років після порушення.

Ці симуляції та сценарії привели команду до відкриття, що більш різноманітні спільноти були найбільш стійкими, тобто вони були краще здатні відновлюватися після пошкодження та мали більшу якість середовища проживання через 10 років після порушень.

“Більш різноманітні спільноти більш імовірно мають певні види, які дуже важливі для стійкості”, – сказав доктор Картуран. “Ці види мають особливі характеристики – вони морфологічно складні, конкурентоспроможні та мають добру здатність до відновлення. Коли вони присутні в спільноті, ці види підтримували або навіть збільшували якість середовища проживання після порушення. Навпаки, спільноти без цих видів часто були доміновані шкідливими водоростями в кінці”.

Він також каже, що різноманіття коралів визначає силу та майбутнє здоров’я коралових рифів.

“Що унікальне в нашому дослідженні, так це те, що наші результати застосовуються до більшості коралових спільнот у світі. Відміряючи вплив різноманіття на стійкість у понад 245 різних коралових спільнотах, діапазон різноманіття, ймовірно, перекривається з фактичним різноманіттям коралів, знайденим у більшості рифів”.

Нове дослідження також надає框 для успішного управління цими екосистемами та допомоги у відновленні коралових рифів, відкриваючи, як стійкість коралових спільнот може бути керованою за допомогою встановлених колоній видів з комплементарними характеристиками.

“Це дуже реальний і сумний висновок, що ми можемо одного дня втратити ці важливі види”, – підсумовує доктор Картуран. “Наша модель могла б бути використана для проведення експериментів та, можливо, визначення того, чи можна компенсувати втрату цих видів іншими, більш стійкими, які б запобігли майбутньому колапсу рифів”.