 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
Тайная сексуальная жизнь глубоких темных кораллов
Деревянная рыбацкая лодка, пыхтя, пересекает фьорд Комау, полоску темной воды, зажатую между заснеженными вершинами чилийской Патагонии. Над черным бакланом, нарисованным вручную на носу, развевается на ветру чилийский флаг. Борис Эрнандес, рыбак, который является одним из немногих поселенцев в этом отдаленном фьорде, смотрит в запотевшие иллюминаторы из каюты лодки. Держа одну руку на педали газа, он направляет судно к месту, которое запомнил, но в остальном неотличим от окружающего. Он заглушает двигатель, натягивает желтую шапочку на уши и выходит на палубу. Впереди маячит отвесный утес.
— Прямо здесь, — говорит Эрнандес по-испански. Он указывает на водную глубину. В этом самом месте Эрнандес натянул рыболовные сети, запутавшиеся в белых узловатых ветвях мертвых кораллов. Их скелеты напоминают архитектуру какого-нибудь отдаленного тропического рифа, но Desmophyllum dianthus — это не обычный тепловодный коралл. Вместо того чтобы образовывать мелководные рифы, полные харизматичных рыб, D. dianthus процветает в полной темноте и при температуре, близкой к минусовой, на глубине до 2000 метров. Вместо того чтобы добывать пищу с помощью фотосинтезирующих водорослей в своих клетках, он ловит и убивает планктон и крошечных креветок жалящими щупальцами. И хотя D. dianthus и другие холодноводные кораллы обитают по всему мировому океану, включая Антарктику, обеспечивая среду обитания, по меньшей мере, столь же важную, как и тропические коралловые рифы, глубокие и негостеприимные условия, которые они предпочитают, затрудняют их изучение.Только здесь, в ледяных водах Комау и двух других близлежащих фьордах, D. dianthus обитает достаточно близко к поверхности, чтобы аквалангисты в открытой воде могли добраться до него без какого-либо специального снаряжения. Всего в 30 метрах под нами, прямо в чернильный мрак, тянутся вертикальные стены, густо заросшие зарослями D. dianthus и несколькими другими видами кораллов.
D. dianthus обычно обитает в глубоких, негостеприимных условиях, которые затрудняют изучение этого вида. Фотография Игнасии Асеведо-Ромо с лодки Эрнандеса, однако, здесь не на что смотреть, кроме воды, такой темной, что она кажется скорее черной, чем синей. Эта вода является причиной того, что D. dianthus выживает так близко к поверхности. Пресная вода, богатая осадками, образующимися в результате дождей и таяния ледников, плавает поверх соленой воды, образуя светонепроницаемый слой, который затемняет окружающую среду внизу. Благодаря этой необычной особенности ученые во фьорде Комау могут изучать основные биологические процессы D. dianthus способами, которые были бы невозможны в его обычной глубоководной среде обитания. И в наши дни “все больше людей проявляют интерес к изучению [кораллов]”, — говорит Эрнандес. Он стал кем-то вроде научного гида, который водит исследователей, нескольких туристов и даже на редкость бесстрашного журналиста в коралловые сады Комау.В июне 2024 года международная команда ученых нырнула в эти воды, чтобы собрать образцы. Теперь кораллы — и ученые — ждут своего часа в темной лаборатории-холодильнике, предоставленной государственным агентством по рыболовству на острове Чилоэ, Чили, в 90 километрах от залива Анкуд. В любой момент ученые надеются стать свидетелями того, чего никто никогда раньше не видел, — нереста D. dianthus и появления на свет новых коралловых детенышей в лабораторных условиях.
Три сообщения в WhatsApp, написанные заглавными буквами и быстро сменяющие друг друга: «ДЕТЕНЫШИ». являются. приход. Сообщения возымели желаемый эффект: Райан Уоллер резко выпрямилась в постели, посмотрела на часы — 11:00 — и натянула пальто. Уоллер, морской биолог из Гетеборгского университета в Швеции, ждала этого момента несколько дней; коралл, который ее команда месяцем ранее осторожно извлекла из Комау-фьорда и за которым с тех пор посменно наблюдали 24 часа в сутки 7 дней в неделю, наконец-то готов к размножению.
Уоллер мчится под морозными, под звездным небом зимней ночи в столь же холодную лабораторию, где она присоединяется к кандидату наук Диего Морено Морану, родом из Мексики, и чилийской аспирантке Игнасии Асеведо-Ромо. Холод не беспокоит Уоллер — она посвятила этому всю свою карьеру, путешествуя зимой от полушария к полушарию, от Швеции до Чили, от Аляски до Антарктиды, пытаясь поймать холодноводных кораллов во время их нереста. Она одна из немногих людей во всем мире, изучающих размножение холодноводных кораллов, и известна своим стремлением добывать образцы любыми необходимыми способами — из музейных коллекций столетней давности и в экспедициях на кораблях и подводных лодках на глубинах до 5000 метров, даже в штормовую зимнюю погоду.В одолженной правительством лаборатории в чилийской Патагонии аспиранты Игнасия Асеведо-Ромо (слева) и Диего Морено Моран (в центре) помогают морскому биологу Райану Уоллеру, который использует фонарик, чтобы осветить крошечных личинок кораллов в колбе. Фото Кристиана Эллиота
Несмотря на такие усилия, ученые до сих пор ничего не знают о репродуктивном поведении 96 процентов видов холодноводных кораллов, включая D. dianthus, одного из самых распространенных холодноводных кораллов. Поскольку такие кораллы находятся под растущей угрозой из-за изменения климата и глубоководного траления, добычи полезных ископаемых и бурения, лучшее понимание D. dianthus могло бы помочь обеспечить их выживание во всем мире. В частности, выяснение того, как и когда они размножаются, может иметь решающее значение для активизации усилий по восстановлению глубоководных коралловых экосистем по всему миру, которые были повреждены промышленностью.Уоллер прибывает в лабораторию как раз вовремя. Как только она туда попадает, кораллы, свисающие вниз головой, как крошечные красные, оранжевые, розовые и белые пальмы с щупальцами, начинают представлять собой драматическое зрелище. Самки раздуваются, их полупрозрачные щупальца наполняются сотнями крошечных оранжевых яйцеклеток, которые ровным тонким потоком выходят из их открытых ртов. Чтобы не отстать, самцы выбрасывают в воду облака молочно-белой спермы, а затем сдуваются, обмякшие и обессиленные. Ученые буквально охают и ахают, наблюдая за происходящим.
Ваш браузер не поддерживает видеоэлемент.Самка D. dianthus раздувается, наполняясь сотнями крошечных оранжевых икринок, а затем выпускает их ровным потоком в воду. Видео Игнасии Асеведо-Ромо
“Любые сомнения, которые возникают у вас из-за того, что вы действительно устали, исчезают, как только вы входите в эту комнату”, — говорит Уоллер. “На планете так мало людей, которые когда-либо видели, как это происходит, особенно у глубоководных видов”.
Исследователи работают часами, держа руки в ледяной воде, сжимая стаканпипетки и собирают сперматозоиды и яйцеклетки, заполняют пробирки, разделяют гаметы на пары и наполняют охлажденные инкубаторы пробирками. Солнце взойдет раньше, чем им придет время отогреть замерзшие руки, потрескавшиеся от воздействия морской воды, и, наконец, отдохнуть. Примерно через шесть часов они поймут, стоили ли их усилия того.
О существовании холодноводных кораллов известно на протяжении веков. В середине 1700-х годов аптекари в Бергене, Норвегия, продавали коралловые амулеты из фрагментов, вытащенных из рыболовных сетей, чтобы защитить от чумы. Современные историки-естествоиспытатели, такие как епископ Эрих Понтоппидан, нарисовали красивые диаграммы, выдвинув теорию о том, что кораллы — это камни или, возможно, растения. Исследования проводились в соответствии с новыми технологическими разработками. В 1860-х годах историк-естествоиспытатель Чарльз Уайвилл Томсон с помощью землечерпалок и паровых лебедок поднял огромные массы живых кораллов со дна у берегов Шотландии, опровергнув существовавшую в то время азойскую теорию о том, что морские глубины являются мертвой зоной. (Изменения давления привели к быстрой гибели особей Уайвилла Томсона.) Затем, в 1950-х годах, военные гидролокаторы позволили составить карту морского дна. Куда бы ни посмотрели ученые, они находили массивные скалистые хребты и горы, которые, как выяснилось в 1970-х годах, когда появились исследовательские подводные аппараты, были покрыты рифообразующими видами кораллов. При ближайшем рассмотрении оказалось, что некоторые из этих подводных образований полностью состоят из скелетов кораллов, которые тысячелетиями возводились с нуля и изобиловали формами жизни, которые еще не были определены.Морской биолог Дж. Мюррей Робертс из Эдинбургского университета в Шотландии называет эти коралловые холмы “городами морских глубин”. Кораллы, из которых они состоят, могут вырастать всего на несколько миллиметров в год, но некоторые достигают 300 метров в высоту, что достаточно для того, чтобы создавать течения, которые переносят органический материал — пищу — с поверхности к себе. Холодноводные кораллы сохранялись таким образом в течение миллионов лет, процветая в межледниковые периоды и распространяясь к полюсам, а затем вымирая и отступая к экватору во время ледниковых периодов или когда менялись запасы пищи. Некоторые коралловые подводные горы настолько стары, что геохимики используют их в качестве климатических архивов, пробуривая чередующиеся слои кораллов и ледниковых отложений, чтобы разгадать химический состав древнего океана, заключенный в костных скелетах кораллов. Один из них, найденный на глубине около 365 метров у побережья Гавайев, является старейшим из известных постоянно живущих морских организмов на Земле, его возраст составляет 4265 лет.Историк-естествоиспытатель Эрих Понтоппидан изобразил холодноводные кораллы для своей книги «Естественная история Норвегии», опубликованной в 1755 году, хотя и назвал их “морскими овощами”. Изображение предоставлено Интернет-архивом.
“Это поражает меня”, — говорит Мишель Тейлор, морской биолог из Эссекского университета в Англии. “Когда в Египте люди задумывались о строительстве пирамид, [личинки] приземлились. И затем, на протяжении всего времени существования человечества, которое прошло с тех пор, [риф] просто становился немного больше, обзаводясь еще одним полипом, маленькой веточкой”.
Наука о холодноводных кораллах получила развитие в 1990-х годах, во всем мире. время, когда Робертс и Уоллер впервые вышли на работу. Коммерческие рыболовы все активнее тралят морские глубины и уничтожают рифы, которые ученые даже не обнаружили, особенно в международных водах за пределами юрисдикции отдельных государств. По оценкам ученых, на сегодняшний день траление затрагивает почти 14 процентов всех континентальных шельфов и склонов глубиной более 1000 метров. Благодаря современному оборудованию траулеры могут за считанные минуты соскрести тысячелетние коралловые сады с вершин подводных гор, чтобы поймать прячущуюся в них рыбу. Эрик Кордес, глубоководный эколог из Пенсильванского университета Темпл, говорит, что некоторые участки уже представляли собой плоские поля коралловых обломков, когда ученые впервые обнаружили их. До того, как здесь появились траулеры, это “вероятно, были большие холодноводные коралловые рифы”, — добавляет он. “Мы просто никогда их не видели”.
Обитатели этих рифов — от трески до губок, от трубчатых червей до брахиопод — соперничают по разнообразию с тропическими рифами. Они играют ключевую роль в глобальном круговороте углерода и азота, служат нерестилищами для промысловых видов рыб и, вероятно, содержат неизвестные фармакологические соединения. Но поскольку большинство людей не могут их видеть, тропические коралловые рифы уделяют им лишь малую долю внимания.Чтобы найти и спасти оставшиеся холодноводные рифы, Робертс и другие ученые начали использовать инструменты с высоким разрешением, такие как эхолоты, которые могут измерять батиметрию и определять форму и твердость морского дна, а также дистанционно управляемые подводные аппараты с камерами. В отсутствие океанических карт они определили нишу, в которой могут обитать холодноводные кораллы, и использовали эти данные в моделях для прогнозирования возможного местонахождения кораллов. В тех местах, где кораллы действительно были обнаружены, Соединенные Штаты, Австралия и Новая Зеландия закрыли большие районы для рыболовства. Между тем, в 2006 году Организация Объединенных Наций потребовала от государств-членов защищать уязвимые экосистемы, такие как холодноводные коралловые рифы, от разрушительных методов рыболовства. Несмотря на эти меры защиты, правоприменение остается сложным, особенно в международных водах, и холодноводные кораллы по-прежнему сталкиваются с антропогенными угрозами, такими как траловый промысел, глубоководная добыча полезных ископаемых и разведка нефти.
D. dianthus растет в холодных водах по всему мировому океану, включая Антарктику, обеспечивая среду обитания для множества видов. Фото Томаса Херана
На сегодняшний день открыто около 4200 видов холодноводных кораллов, что более чем в два раза превышает количество известных тропических кораллов. Каждая экспедиция открывает несколько новых видов и часто новый риф. По оценкам ученых, площадь холодноводных рифов по меньшей мере вдвое превышает площадь тропических рифов, хотя их точная протяженность остается неизвестной.
Эти экосистемы и разнообразие, которое они содержат, по словам Тейлора, представляют собой “неисчислимое богатство». Вероятно, нам следует разрешить исследовать это, прежде чем уничтожать”.
Поскольку мелководные кораллы все чаще становятся жертвами повышения температуры океана и обесцвечивания, у холодноводных кораллов может быть больше шансов выжить в будущем. Тем не менее, поскольку они растут невероятно медленно, особенно в самых холодных и глубоких частях океана, рифы, уничтоженные тралением, не восстанавливались в течение последних 20 лет. Для полноценного восстановления могут потребоваться столетия.
Вот почему ученые тестируют метод активного восстановления — погружение фрагментов живых кораллов в разрушенные рифы, чтобы дать новой жизни больше шансов укорениться. Из 16 текущих или планируемых проектов по реставрации, о которых знает Тейлор, большинство являются маломасштабными, например, испанские рыбаки пытаются вернуть кораллы, которые они случайно вытащили в море своими сетями. Но у некоторых есть амбициозные цели. Исследователи из Норвегии, Швеции, Франции и Испании планируют масштабные реставрационные работы в Средиземном море и на Срединно-Атлантическом и Арктическом хребтах с использованием искусственных рифовых структур, засеянных молодыми кораллами, в то время как Робертс является соруководителем международного проекта по разработке новых пилотных проектов, которые в конечном итоге позволят расширить масштабы реставрационных работ.
“Так что это очень ново. И одним из самых больших препятствий для восстановления является понимание репродукции”, — говорит Тейлор. “Если вы хотите восстановить территорию, вам нужно понимать, как размножаются животные, иначе вы делаете это вслепую”. Одно дело — размещать взрослые кораллы на морском дне. Чтобы знать, на каком расстоянии друг от друга расположены новые рифы, чтобы кораллы могли “перекрестно опыляться”, а также понять, смогут ли появившиеся личинки достичь других популяций, расположенных дальше, требуется фундаментальное понимание того, как размножаются кораллы, а каждый вид отличается от другого.
Ваш браузер не поддерживает видео.
Самец коралла D. dianthus выбрасывает в воду облако молочно-белой спермы. Видео Диего Морено Морана
Поскольку морские экспедиции по сбору образцов невероятно дороги и отнимают много времени, не говоря уже об опасности, поскольку большинство кораллов нерестятся в сезон зимних штормов, прогресс был медленным. “Нужно быть очень грубым и неуклюжим, чтобы заниматься глубоководными кораллами”, — говорит Робертс. “Это действительно сложно. И для решения самого простого вопроса требуется весь этот набор”.
Вот почему, когда Уоллер узнала, что пара немецких биологов обнаружила D. dianthus в относительно неглубоких патагонских фьордах, она помчалась в Чили. На отвесных скалах фьорда растет D. dianthus, образуя вертикальный лес морских животных — сотни тысяч особей тянутся сюда, чтобы полакомиться планктоном, который каждый день поднимается на поверхность и каждый вечер опускается на дно фьорда. В то время как глубоководный D. dianthus растет низкорослым и коренастым, группами по два-три человека, и имеет широкий рот, разновидность фьордового вида длинная и тонкая, образуя густые группы особей, которые тянутся к толще воды, чтобы поймать как можно больше пищи.
Дождевая вода и таяние ледников помогают сохранять воду во фьорде Комау в чилийской Патагонии достаточно темной и холодной, чтобы поддерживать существование видов, которые в противном случае обитают только в океанских глубинах. Фото Томаса Херана
Ее первое погружение во фьорд Комау около 15 лет назад было похоже на “ночное погружение в середине дня”, — говорит Уоллер. Ее не волновало, что видимость была плохой даже с включенным налобным фонарем, или что ее пальцы онемели и были неуклюжими, или что у нее было всего несколько минут запаса воздуха, чтобы провести его в 30 метрах под поверхностью. “Когда я впервые увидела эти [виды] глубоководных кораллов, которые раньше видела только через иллюминатор погружного аппарата, — говорит она, — это было действительно удивительно. Знаете, я мог бы засунуть голову в коралл, я мог бы потыкать коралл, я мог бы взять образец. Это то, чего вы просто не сможете сделать с помощью робота или на экране телевизора.” А доступность образцов D. dianthus предоставила уникальную возможность — доставить живых особей в лабораторию, чтобы понаблюдать за их нерестом.
В предоставленной правительством рыбохозяйственной лаборатории на острове Чилоэ 28 особей D. dianthus подвешены в резервуарах большего размера, которые постоянно охлаждаются в ванне из отфильтрованной морской воды, как холодный мармит. В июле, пока ученые живут здесь, теряя счет времени в темноте и холоде, Чилоэ становится островом любви для коралловых рифов. В отличие от большинства тропических кораллов, где целые рифы состоят из генетически идентичных полипов, D. dianthus — одиночный коралл, каждый полип генетически индивидуален. Это означает, что пол конкретного экземпляра, выловленного во фьорде, остается тайной до тех пор, пока он не будет готов проявиться в виде потока яйцеклеток или сперматозоидов. “Было бы замечательно, если бы они сами обозначили себя цветом или что-то в этом роде, но они этого не делают”, — говорит Уоллер. “Поэтому нам остается только наблюдать и ждать, когда они по-настоящему покажут нам, кто они такие”.
В отличие от большинства тропических кораллов, холодноводные — плотоядные, они ловят и убивают планктон и крошечных креветок жалящими щупальцами. Фото Томаса Херана
Возможно, им не хватает мозгов, но у каждого отдельного коралла, похоже, есть свой собственный разум, и через несколько недель команда привыкла к тому, что у кораллов разные характеры. Некоторые спокойно переносят свет фонарика или хлопанье двери; другие сворачивают щупальца при малейшем беспокойстве, предпочитая уединение — они делают это только при выключенном свете. Исследователи, ведущие это шоу, испытывают свое терпение, уговаривая участников coral сотрудничать. “Все они занимаются своими делами”, — говорит Уоллер. “Если они счастливы, то у них будет хорошее потомство; если они несчастливы, то они просто закрываются”.
Сегодня вечером и самцы, и самки решили нереститься. После того, как команда собрала сперму — а это было отчаянное усилие, поскольку она быстро растворялась в воде, — Уоллер и Асеведо-Ромо принялись за пипетирование яйцеклеток, осевших на дно емкостей. Тем временем Моран склоняется над микроскопом, кропотливо подсчитывая отдельные сперматозоиды, чтобы определить концентрацию и то, как далеко они могут проникнуть в воде, чтобы успешно достичь яйцеклеток и оплодотворить их.
Все, что касается этого процесса — проводимого в холодных условиях, в относительной безвестности и с использованием методов, которые необходимо разрабатывать с нуля, — лишь немного сложнее, чем изучение нереста тропических кораллов. Ученые, изучающие тропические кораллы, ныряют с маской и трубкой среди теплых рифов в ту прекрасную ночь, когда кораллы в полнолуние мечут икру, собирая яйца и сперматозоиды в ведра, чтобы отнести их в свои лаборатории. Концентрация сперматозоидов настолько высока, что ее можно измерить по цвету воды. С другой стороны, в холодноводных рифах только несколько кораллов нерестятся одновременно, хотя каждый самец производит много сперматозоидов. И в отличие от тропических яйцеклеток, которые эволюционировали так, чтобы смешиваться со сперматозоидами в поверхностных волнах, яйцеклетки холодноводных кораллов не приспособлены касаться поверхности, поэтому их нужно осторожно доставать пипеткой по одной, чтобы они не взорвались.
Морской биолог Райан Уоллер, один из немногих людей в мире, изучающий размножение холодноводных кораллов, переливает личинки из одной мензурки в другую. Фото Кристиана Эллиотта
“Я часто слышу этот вопрос: почему у вас в Мексике растут тропические кораллы, почему вы страдаете от холода?” — спрашивает Моран, продолжая работать. Его ответ был небрежным: “Кто-то должен это сделать”.
После подсчета и сортировки сперматозоидов и яйцеклеток команда приступает к работе, смешивая различные концентрации каждого из них, чтобы определить минимум, необходимый для оплодотворения. Первоначальные результаты оказались настолько неожиданными, что ученые задались вопросом, не перепутали ли они что—нибудь — D. dianthus требуется поразительно низкая концентрация сперматозоидов: примерно 500 на миллилитр воды, по сравнению с одним миллионом на миллилитр у тропических кораллов. Уоллер объясняет, что это хорошая эволюционная стратегия для кораллов, живущих в среде с сильным течением, которая быстро распространяет яйцеклетки и сперматозоиды. Сперматозоиды могут рассеиваться на огромные расстояния и при этом умудряться оплодотворять яйцеклетки, что означает, что D. dianthus может создавать новые рифы по всему мировому океану, вдали от родительских колоний.Исследователи объединяют яйцеклетки и сперматозоиды разных самок и самцов, чтобы определить, какие пары более совместимы, и обменивают недавно заявленных самцов и самок кораллов-соперников в аквариумах, чтобы попытаться произвести больше личинок. В перерывах они моют стеклянную посуду, принимают горячий душ, пьют чай, увлажняют потрескавшиеся руки и дремлют. В течение периода нереста, который длится несколько недель, каждый коралл может метать икру один или несколько раз, редко согласовывая это со своими соседями. Никто не знает, когда произойдет следующий нерест; команда должна быть готова к работе в любое время. “Это постоянный цикл”, — говорит Уоллер. “Все происходит в соответствии с их графиком … Мы ничего не контролируем, и это нормально”.
Чтобы проиллюстрировать, как мало ученые знают о критической первой стадии жизни холодноводных кораллов, Уоллер указывает на Primnoella chilensis, коралл-хлыст, который растет на горизонтальных ступенях во фьорде Комау. Команда Уоллера срезала образцы по наитию, собирая D. dianthus; теперь в отдельном аквариуме в лаборатории P. chilensis покачивается на слабом течении. Вблизи они похожи на оранжевые трубочисты — тонкие стебли, покрытые завитками крошечных полипов.
Primnoella chilensis, еще один холодноводный коралл, обитающий во фьорде Комау, обладает своими уникальными репродуктивными стратегиями. Уоллер ожидала, что P. chilensis, как и D. dianthus, будет размножаться широковещательно, но ее команда обнаружила, что вместо этого самки выводят потомство, собирая пакеты спермы для оплодотворения икринок в укромных уголкахи трещины их длинных тел, а затем выпадают полностью сформировавшиеся личинки, которые ползают по дну аквариума. Это открытие имеет значение для возможных будущих реставраций и моделей подключения, поскольку ползающие личинки не могут перемещаться так далеко, как пловцы, которые путешествуют автостопом по океанским течениям.Кордес, глубоководный эколог, внимательно следит за такой работой. С 2010 года он изучает, как разлив нефти Deepwater Horizon в Мексиканском заливе повредил холодноводные рифы. Теперь, совместно с Национальным управлением океанических и атмосферных исследований (NOAA), его команда (в которую входит один из бывших студентов Уоллера) отлила точные копии скелетов рифов из кораллового песка и бетона и установила первоначальную испытательную конструкцию с прикрепленными к ней восемью фрагментами кораллов. Это первая в мире по-настоящему глубокая попытка восстановления кораллов в холодной воде на глубине около 1000 метров; в прошлом году команда NOAA провела аналогичное испытание на мелководье. Еще слишком рано говорить о том, увенчаются ли какие-либо усилия успехом, но есть надежда восстановить физическую структуру и функции среды обитания поврежденных рифов, не дожидаясь столетий.
“Океанские глубины — это очень большое место. Мы можем создать эти искусственные рифы везде, где захотим, но только при наличии хорошего источника личинок они действительно превратятся в настоящие холодноводные коралловые рифы”, — говорит Кордес. И единственный способ, с помощью которого его команда может обеспечить попадание личинок на искусственные рифы, — это знать, как перемещаются личинки и как их движение согласуется со сложными океанскими течениями. “Без этой информации мы просто бросим кучу камней глубоко в море, и они так и будут там лежать”.
Примерно через шесть часов после смешивания сперматозоидов и яйцеклеток в лаборатории на острове Чилоэ команда с триумфом возвращается к пробиркам с эмбрионами D. dianthus. Под микроскопом одна клетка превращается в две, две — в четыре, а четыре — в восемь. Детеныши протокоралла, по словам Морана, похожи на крошечные желтые ягоды морошки, “лучшей ягоды” в Швеции, где он учится у Уоллера. После еще нескольких делений в этой “ягодной фазе” потомство становится личинками: это первый вид, выведенный в лабораторных условиях. Команда пересаживает их в большие колбы с отфильтрованной морской водой, насыщенной кислородом, где личинкам будет больше места для роста.
Личинки кораллов D. dianthus, выведенных в лаборатории на острове Чилоэ, плавают под микроскопом. Фото Игнасии Асеведо-Ромо (Ignacia Acevedo—Romo)
Через несколько дней крошки становятся видны невооруженным глазом — они похожи на крупинки золотой пыли или блесток, медленно кружащихся вокруг, или на дрожжи сразу после того, как их размешают в теплой воде, но до того, как они растворятся. Асеведо-Ромо помещает несколько особей в чашку Петри. Под микроскопом видно, что их маленькие желтоватые тельца, примерно вдвое толще человеческого волоса, покрыты собственными крошечными волосками, которые они используют для плавания. Сначала волоски растут с одной стороны, объясняет она, поэтому личинки плавают кругами, пока не вырастут еще больше и не научатся управлять кораблем, поднимаясь в колбе все выше и выше.
Еще через несколько дней личинки полностью развиваются. В дикой природе эти нежные семена глубоководных одуванчиков могли бы преодолевать сотни километров, преодолевая океанские течения неделями и более, прежде чем выбрать место для поселения, прикрепляться к камням, удлинять свои тела и, в конечном счете, превращаться в коралловых полипов, чтобы прожить остаток своей жизни в течение столетий. Ученые предполагают, что D. dianthus впервые попал во фьорд Комау из морских глубин таким образом, перемещаемый течениями через необычно короткий континентальный шельф в коралловую утопию — изобилие пищи, бесплатная недвижимость на голых скалах и относительно стабильные температуры и течения.
Тем не менее, несмотря на то, что команда Уоллера отвечает на фундаментальные вопросы о размножении кораллов, чтобы получить информацию о реставрациях в отдаленных районах, Патагонский фьорд, из которого они извлекают свои образцы, быстро меняется. Сейчас кораллы нерестятся на целый месяц раньше, чем когда Уоллер впервые нырнул туда в 2008 году, возможно, из-за повышения температуры. “Вы пытаетесь изучить их и получить исходные данные, и возникает вопрос, являются ли они исходными на данный момент, когда уже происходит так много изменений?” Спрашивает Уоллер. Поскольку во фьорде нет постоянных данных о температуре, узнать это невозможно.
Чилийская аспирантка Игнасия Асеведо-Ромо и кандидат наук Диего Морено Моран с помощью микроскопа изучают личинок первых кораллов D. dianthus, выведенных в лаборатории. Фото Кристиана Эллиота
Несмотря на статус Комау как охраняемой морской территории, лососевые фермы все чаще заселяются, выбрасывая органические загрязнения из фекалий и остатков пищи. В 2012 году ученые обнаружили массовое вымирание кораллов на месте отбора проб, где всего за несколько недель до этого были сотни тысяч здоровых кораллов. В течение двух месяцев большинство образцов погибло.Юрген Лаудиен, эколог из немецкого института полярных и морских исследований имени Альфреда Вегенера, определил, что загрязнение окружающей среды биогенными веществами с близлежащих аквакультурных ферм способствовало росту водорослей, что в конечном итоге привело к гибели кораллов. Очередное массовое цветение водорослей в 2021 году погубило миллионы лососей и еще больше кораллов, окрасив воду и издав резкий запах, который сохранялся в течение нескольких дней.Тем не менее, как существа, пережившие за тысячи лет климатические и геологические потрясения, холодноводные кораллы, возможно, обладают врожденной устойчивостью к изменениям температуры и кислотности. По словам Лаудиена, фьорд Комау — это естественная лаборатория для путешествий во времени. Его глубины уже сейчас имеют такую же кислотность, какой, по прогнозам, будет весь океан к концу столетия, поэтому он позволяет заглянуть в будущее, с которым сталкиваются холодноводные кораллы по всему миру. Некоторые ученые опасаются, что повышение кислотности океана приведет к разрушению оснований многих массивных подводных гор планеты; по прогнозам, к 2100 году около 73 процентов холодноводных рифов окажутся в воде, слишком кислой для того, чтобы кораллы могли отвердеть и сформировать скелеты. Кораллы, которые Уоллер изучает в Антарктиде, уже страдают — иногда, когда она трет их под водой, ее рука оказывается покрытой мелом, растворенным скелетом.Но некоторые исследования показывают, что у D. dianthus во фьорде дела обстоят лучше, чем ожидалось — коралл способен повышать рН в пространстве между живой тканью полипа и его скелетом настолько, чтобы сделать возможным обызвествление даже в кислых условиях. Повышениевнутреннего уровня pH связано со значительными энергетическими затратами, которые кораллы могут себе позволить во фьордах, где много пищи, но могут быть менее доступны в глубоководных районах, бедных питательными веществами. И никто не знает, могут ли личинки пережить изменения температуры, кислотности или солености.
Несмотря на недавние достижения, репродуктивные стратегии большинства холодноводных кораллов по-прежнему остаются загадкой, что затрудняет усилия по восстановлению. Фото Томаса Херана
В конечном счете, долгосрочная судьба холодноводных кораллов — это просто еще одна загадка в области, полной неизведанного. Но, учитывая, что фьорд Комау дает ученым возможность изучать тайны морских глубин, ответы могут скрываться прямо под поверхностью лодки рыбака Бориса Эрнандеса.
Вернувшись во фьорд Комау, Эрнандес привязывает свою лодку к причалу и возвращается в хижину, в которой он жил. он построил дом вручную и живет в нем круглый год, с видом на плоскую вершину пика Эль-Тамбор. Стоит безоблачный, солнечный зимний день, который 20 лет назад был бы замечательным, но теперь выпадает все чаще. В лесу много зелени и нет снега. Маленькая круглая оранжевая птичка чукао перепрыгивает тропинку, ведущую к хижине. Далеко за фьордом мы видим верхушки садков лососевой фермы, едва виднеющиеся над водой.
Внутри домика на обшитых деревянными панелями стенах висят фотографии D. dianthus в рамках рядом с портретами детей Эрнандеса. Книги о биоразнообразии Комау лежат аккуратной стопкой на прикроватном столике; они написаны на английском, который Эрнандес не умеет читать, но все равно хранит их. Рыбак осторожно поднимает с подоконника высохший белый скелет коралла и указывает на кусок моноволоконной лески, проходящий через его ствол. Коралл рос вокруг него в течение многих лет, прежде чем погиб.
Рыбак Борис Эрнандес перед своим домиком ручной постройки в чилийской Патагонии держит в руках скелет коралла D. dianthus, который он вытащил сетями из близлежащего фьорда. Фото Кристиана Эллиота
На протяжении десятилетий Эрнандес мало что знал об экосистемах, из которых произошел этот коралл, и еще меньше о самом коралле. Сегодня он понимает больше — например, что места обитания кораллов также являются лучшими для рыбалки из-за созданной ими среды обитания. Он рад, что сыграл небольшую роль в том, чтобы помочь людям лучше разобраться в тонкостях жизни холодноводных кораллов. Сидя у потрескивающего в дровяной печи огня, Эрнандес размышляет о том, какую ценность эта информация может сыграть для будущего рифов, как за пределами его дома, так и во всем мире. “Худшие ошибки, — говорит он, — совершаются по незнанию“.
Эта история была поддержана грантом Пулитцеровского центра.
Другие новости: