Selektywna hodowla poprawia nieznacznie tolerancję koralowców na ciepło, ale globalne redukcje emisji są nadal niezbędne, aby pomóc koralowcom przetrwać przyszłe ocieplenie.
Nowe badanie wykazało, że selektywna hodowla może prowadzić do umiarkowanego wzrostu tolerancji koralowców na ciepło.
Zespół ekspertów z laboratorium Coralassist Lab na Uniwersytecie w Newcastle przeprowadził pierwsze na świecie badanie dotyczące selektywnej hodowli dorosłych koralowców w celu poprawy tolerancji na ciepło – zdolności do wytrzymywania ekstremalnych morskich fal upałów. Badanie wykazało, że to podejście hodowlane okazało się skuteczne, pokazując, że tolerancję na ciepło dorosłego potomstwa koralowców można zwiększyć nawet w ciągu jednego pokolenia.
Jednak poprawa była niewielka w porównaniu z przyszłymi morskimi falami upałów oczekiwanymi w związku ze zmianą klimatu. Autorzy podkreślają, że szybka redukcja globalnej emisji gazów cieplarnianych jest absolutnym wymogiem, aby złagodzić ocieplenie i dać koralowcom możliwość adaptacji.
Badanie opublikowano w czasopiśmie Komunikacja przyrodnicza. Został on przeprowadzony we współpracy z Uniwersytetem Wiktorii, Horniman Museum and Gardens, Międzynarodowym Centrum Raf Koralowych Palau, Uniwersytetem w Derby i Uniwersytetem w Exeter.
Publikacja jest efektem pięcioletniego projektu rozpoczętego przez dr Jamesa Guesta przy wsparciu finansowym Europejskiej Rady ds. Badań Naukowych.
Nie jest to złote rozwiązanie
„Ta praca pokazuje, że hodowla selektywna jest wykonalna, ale nie jest skutecznym rozwiązaniem i że potrzebne są dalsze badania, aby zmaksymalizować wyniki hodowli” – mówi główny autor badania, Liam Lachs, pracownik naukowy podoktorski na Uniwersytecie w Newcastle. Kontynuuje, stwierdzając, że „równolegle szybkie redukcje globalnych emisji gazów cieplarnianych są absolutnym wymogiem, aby złagodzić ocieplenie i dać koralowcom możliwość adaptacji.
Dr Guest, wykładowca wydziału ekologii raf koralowych w Szkole Nauk Przyrodniczych i Środowiskowych Uniwersytetu w Newcastle, wyjaśnia, że „wyniki pokazują, że hodowla selektywna może być realnym narzędziem zwiększania odporności populacji. Jednak nadal istnieje wiele wyzwań, które należy pokonać. Ile koralowców należy przesadzić, aby zapewnić korzyści dzikim populacjom? Czy możemy zapewnić, że nie będzie żadnych kompromisów (jak dotąd dowody sugerują, że nie jest to duże ryzyko)? Jak możemy uniknąć rozmycia wybranych cech po dodaniu do środowiska naturalnego? Jak możemy zmaksymalizować reakcje na selekcję?
„Biorąc pod uwagę umiarkowany poziom poprawy, jaki osiągnęliśmy w tym badaniu, skuteczność takich interwencji będzie również zależała od pilnych działań klimatycznych”.
Udana próba hodowlana
Hodowla selektywna jest praktykowana przez ludzi od tysięcy lat w celu uzyskania zwierząt i roślin o pożądanych cechach. Obecnie rozważa się go jako narzędzie ochrony przyrody, zwłaszcza raf koralowych. Te ekosystemy morskie są w pierwszej kolejności narażone na skutki zmiany klimatu, ponieważ koralowce budujące rafy są bardzo wrażliwe na morskie fale upałów. Mogą one wywołać masowe blaknięcie i śmiertelność koralowców, które już doprowadziły do znacznego spadku liczebności raf na całym świecie.
Eksperci przeprowadzili selektywne próby hodowlane dla dwóch różnych cech: tolerancji na krótką intensywną ekspozycję na ciepło (10 dni, do +3,5°C) lub mniej intensywną, ale długoterminową ekspozycję, bardziej typową dla naturalnych morskich fal upałów (1 miesiąc, osiągając +2,5°C).
Zespół odkrył, że wybór kolonii rodzicielskich ze względu na wysoką, a nie niską tolerancję na ciepło, zwiększył tolerancję dorosłego potomstwa. Wynik ten dotyczył reakcji zarówno na ekspozycję 10-dniową, jak i 1-miesięczną. Teoretycznie tolerancję na ciepło można zwiększyć o około 1°C na tydzień w ciągu jednego pokolenia. Jednak ten poziom poprawy prawdopodobnie nie będzie wystarczający, aby dotrzymać kroku niesłabnącemu ociepleniu.
Co dalej?
Hodowla selektywna pod kątem tolerancji na krótki stres nie wykazała dowodów na zwiększenie zdolności potomstwa do przetrwania długotrwałej ekspozycji na stres cieplny. Ponieważ nie wykryto korelacji genetycznej, prawdopodobne jest, że cechy te podlegają niezależnej kontroli genetycznej. Miałoby to ważne implikacje, ponieważ w interwencjach skorzystałyby z tanich i szybkich testów, które mogą skutecznie identyfikować kolonie tolerujące ciepło do celów hodowlanych. Jeśli jednak testy te nie pozwolą przewidzieć przeżycia dorosłych kolonii w naturalnych morskich falach upałów, stanowi to poważne wyzwanie w zakresie interwencji w zakresie zarządzania.
Główna autorka badania, dr Adriana Humanes, stażystka podoktorska w Coralassist Lab na Uniwersytecie w Newcastle, podkreśla, że: „Pozostaje jeszcze wiele pracy, zanim będzie można pomyślnie wdrożyć hodowlę selektywną. Konieczne jest głębsze zrozumienie, aby określić, którym cechom nadać priorytet i w jaki sposób te cechy są genetycznie skorelowane”.
Zabierz wiadomość do domu
Autorzy twierdzą, że ta praca stanowi ważny dowód na słuszność koncepcji: możliwa jest selektywna hodowla koralowców w celu przetrwania dorosłych osobników podczas fali upałów. Teraz wzywają do przeprowadzenia większej liczby badań i rozwoju, aby zrozumieć, w jaki sposób zoperacjonalizować interwencje hodowlane i zmaksymalizować wyniki, aby, miejmy nadzieję, dotrzymać kroku niższym poziomom ocieplenia, które można osiągnąć przy jednoczesnym działaniu na rzecz klimatu.
Odniesienie: „Selektywna hodowla zwiększa tolerancję koralowców na ciepło na morskie fale upałów” autorstwa Adriana Humanes, Liam Lachs, Elizabeth Beauchamp, Leah Bukurou, Daisy Buzzoni, John Bythell, Jamie RK Craggs, Ruben de la Torre Cerro, Alasdair J. Edwards, Yimnang Golbuu, Helios M. Martinez, Paweł Palmowski, Eveline van der Steeg, Michael Sweet, Alex Ward, Alastair J. Wilson i James R. Guest, 14 października 2024 r., Komunikacja przyrodnicza.
DOI: 10.1038/s41467-024-52895-1
Badanie zostało sfinansowane przez Europejską Radę ds. Badań Naukowych.
