Una barriera corallina sana all'isola di Swains, Samoa americane. NOAA / NMFS / PIFSC / CRED, squadra di oceanografia., CC BY

Le barriere coralline ospitano così tante specie che spesso vengono chiamate "le foreste pluviali dei mari". Oggi si trovano di fronte a una serie spaventosa di minacce, tra cui riscaldamento dell'oceano e acidificazione, la pesca eccessiva ed inquinamento. In tutto il mondo, oltre un terzo di tutte le specie di corallo sono a rischio di estinzione.

Sono uno dei tanti scienziati che lo sono studiando i coralli per trovare modi per aiutarli a sopravvivere e recuperare. Come un recente rapporto delle esposizioni nazionali di scienza, ingegneria e medicina, i ricercatori stanno esplorando molte strategie diverse. Alcuni, come l'allevamento gestito per rendere i coralli più tolleranti agli stress, sono già in fase di sviluppo su piccola scala. Altri, come spostare i coralli per colonizzare nuove aree, non sono ancora stati testati.

Il mio lavoro esamina se una maggiore diversità di specie coralline sulle scogliere possa aiutare i coralli a sopravvivere e prosperare. In uno studio pubblicato all'inizio di quest'anno, il mio collega Mark Hay e ho trovato prove che la risposta è si. Questa scoperta potrebbe aiutare ad informare strategie più ampie per rendere le barriere coralline più resistenti negli oceani alterati.

In natura, più è meglio

Gli ecosistemi sono più sani se contengono molte specie che se ne ospitano solo poche? Questa è una domanda centrale in ecologia. In generale, gli scienziati hanno scoperto che gli ecosistemi sono più diversificati specie di fondazione - quelli definire un sistema e sono inseparabili da esso, come gli alberi di una foresta, tendono ad esserlo più sano e funzioni meglio.

Fino a poco tempo fa nessuno aveva applicato questo test alle barriere coralline. Ma sappiamo che le barriere coralline sane sono ecosistemi strutturalmente complessi dominati dai coralli. Al contrario, le barriere coralline che sono state danneggiate da stress come eventi di sbiancamento dei coralli tendono a diventare paesaggi semplificati, meno diversi, spesso dominati dalle alghe.

Per il nostro studio abbiamo scelto un'area della barriera corallina sulla costa sud-occidentale dell'isola principale delle Fiji, Viti Levu, nel Pacifico meridionale. Molte barriere coralline lungo questa costa sono state pesantemente degradate dalla pesca eccessiva e da altre attività legate all'uomo, riducendo la copertura corallina e consentendo alle alghe di dominare.

Ci sono centinaia di specie di coralli nel Pacifico, ma su scale più piccole, abbiamo trovato solo cinque specie o meno durante le indagini preliminari condotte sulla scogliera degradata nel nostro sito. Dal momento che queste condizioni rispecchiano ciò che sta accadendo a molte barriere coralline in tutto il mondo, l'abbiamo visto come un luogo ideale per verificare se la diversità dei coralli è importante per la "nuova normalità" che ci aspettiamo di vedere sulle barriere coralline del futuro.

Le barriere coralline stressate dalla pesca eccessiva possono rapidamente diventare dominate dalle alghe. Alcuni tipi di alghe producono sostanze chimiche che respingono le larve di coralli e pesci, il che può impedire il ripristino delle barriere degradate.

Giardini sottomarini

Il nostro team ha creato trame di cemento 48 sul fondo marino della barriera corallina degradata, che serviva da base per i coralli sperimentali. Abbiamo creato giardini a una sola specie che contenevano ciascuno una delle tre specie di corallo - Pocillopora damicornis, comunemente noto come corallo cavolfiore; Porites cylindrica, noto anche come corallo dito giallo; e Acropora millepora, una delle numerose specie conosciute come coralli staghorn. Abbiamo anche piantato giardini misti contenenti tutte e tre le specie.

Abbiamo scelto questi coralli perché sono comuni alle barriere coralline del Pacifico e sono rappresentativi di diverse famiglie di coralli che hanno mostrato risposte diverse a una varietà di disturbi dannosi. In tutto, ogni giardino conteneva individui corallini 18, per un totale di coralli 864.

 A Porites cylindrica corallo piantato nei nostri giardini sperimentali. Ogni corallo era incorporato all'interno di un collo della bottiglia di soda capovolto usando resina epossidica, che ci permetteva di attaccarli o rimuoverli facilmente dalle parcelle del giardino. Cody Clements, CC BY-ND

Per valutare le prestazioni di ogni corallo man mano che cresceva, dovevamo rimuoverle periodicamente dai loro appezzamenti. Così abbiamo tagliato le cime di centinaia di bottiglie di soda e piantato un singolo corallo nel collo rovesciato di ogni bottiglia con stucco epossidico. Abbiamo inserito i tappi delle bottiglie nelle nostre lastre di cemento in modo da poter facilmente svitare ogni collo della bottiglia per esaminare il corallo che conteneva, quindi riavvitarlo nella sua base. Durante i mesi di 16 abbiamo pesato i coralli e monitorato altre misure del loro benessere, tra cui la morte e la colonizzazione dei tessuti di ogni giardino da alghe nocive.

Giardini di corallo sperimentali su una scogliera degradata nelle isole Figi. I giardini con un mix di specie di coralli si comportano meglio dei giardini che contengono una sola specie. Cody Clements, CC BY-ND

Abbiamo costantemente trovato che i coralli coltivati ​​in giardini di specie miste hanno prestazioni migliori rispetto a quelli in terreni a specie singola. Nel giro di quattro mesi, la crescita dei coralli nei giardini di specie miste stava addirittura superando i migliori giardini monospecifici. Ciò suggerisce che diverse specie possono trarre beneficio l'un l'altro in modi ancora sconosciuti, almeno durante le prime fasi dello sviluppo di una comunità di coralli.

Esempi di giardini corallini a specie singola e mista nel corso del nostro esperimento 16-mese. A quattro mesi, gli orti di specie miste hanno sovraperformato i giardini delle singole specie in più modi: crescendo più velocemente in media anche dei giardini delle singole specie con le migliori prestazioni (Acropora millepora). Entro 16 mesi, la crescita è stata paragonabile tra specie miste e Acropora giardini, ma le prestazioni aggregate dei giardini delle singole specie hanno continuato a rimanere indietro rispetto alle loro controparti di specie miste. Clements e Hay, 2019, CC BY-ND

Perché è più meglio?

La prossima domanda è ciò che ha guidato gli effetti che abbiamo osservato. Speriamo di indagare su un numero di lead in esperimenti futuri. Ad esempio, gli agricoltori lo osservano comunemente piantare un mix eterogeneo di colture aiuta a ridurre la diffusione delle malattie infettive tra gli individui. Potrebbe lo stesso essere vero per le barriere coralline?

I nostri risultati iniziali offrono preoccupazione e speranza per il futuro delle barriere coralline. Se la diversità è parte integrante del benessere del corallo, la continua perdita di specie potrebbe alterare drasticamente questi ecosistemi in modo da portare a un ulteriore declino della barriera corallina. Quante parti possono essere rimosse dal "motore dell'ecosistema" prima che si rompa?

Detto questo, molti dei strategie nel rapporto National Academies coinvolgere l'uso della biodiversità - sia a livello genetico che di specie - per migliorare la resilienza della barriera corallina. Gli esempi includono i coralli incrociati tra le popolazioni; alterando i geni del corallo per dare loro nuove funzioni, come una maggiore tolleranza al calore; e spostare i coralli tolleranti allo stress oi geni del corallo in nuove posizioni.

Promettenti progressi nella tecnologia, come ad esempio mappatura delle barriere coralline dall'aria, può anche aiutare i ricercatori a valutare la salute dei coralli e determinare quali specie contengono. Queste informazioni di base possono aiutare a meglio informare gli sforzi di gestione e ripristino.

I coralli sono nei guai, ma non sono ancora giù per il conteggio. Forse sfruttare il potere della loro rimanente biodiversità può contribuire a dare loro una possibilità di combattere.

Circa l'autore

Cody Clements, Postdoctoral Fellow, Georgia Institute of Technology

Questo articolo è ripubblicato da The Conversation sotto una licenza Creative Commons. Leggi il articolo originale.

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