Il nostro gruppo di ricerca ha allevato coralli che sono in grado di sopravvivere meglio alle ondate di caldo marino. Il nostro lavoro, ora pubblicato in Comunicazioni sulla naturaCiò dimostra che è possibile migliorare la tolleranza al calore dei coralli anche nell’arco di una singola generazione.
Lo abbiamo fatto utilizzando l’allevamento selettivo: una tecnica che gli esseri umani utilizzano da migliaia di anni per produrre animali e piante con caratteristiche desiderabili. L’allevamento selettivo è il modo in cui gli esseri umani hanno trasformato i cani simili a lupi in San Bernardo, Chihuahua e terrier Tutto nel mezzo.
Ora, l’allevamento selettivo è visto come uno strumento per la conservazione della natura, in particolare per le barriere coralline. Il Coralassist Lab (di cui facciamo parte) e il Palau International Coral Reef Center stanno lavorando specificamente sulla sopravvivenza dei coralli alle ondate di caldo. I nostri ultimi risultati sono il culmine di sette anni di lavoro.
Le ondate di caldo marino portano a un diffuso sbiancamento e alla morte dei coralli, con il periodo dal 2023 al 2024 dichiarato come il periodo successivo. Quarto evento globale di sbiancamento di massa. Gli approcci evolutivi supportati, come l’allevamento selettivo, mirano a promuovere l’adattamento naturale per guadagnare tempo per le barriere coralline sotto il cambiamento climatico.
Tuttavia, il miglioramento della tolleranza al calore nei coralli allevati selettivamente è stato modesto rispetto all’intensità delle ondate di caldo marino previste in futuro. Anche se l’allevamento selettivo è possibile, è improbabile che si tratti di una soluzione miracolosa. Dovremo ancora affrontare la causa del diffuso sbiancamento dei coralli riducendo le emissioni di gas serra al fine di mitigare il riscaldamento globale e dare tempo ai programmi di sviluppo ausiliari di entrare in vigore.
Come allevare i coralli per tollerare il caldo
Il primo passo è stato determinare la tolleranza al calore di diversi potenziali coralli genitori sulla barriera corallina. Abbiamo quindi selezionato individui specifici per allevare due famiglie separate di prole, selezionati per tolleranza al calore alta o bassa. Abbiamo allevato questi piccoli per tre o quattro anni finché non hanno raggiunto la maturità riproduttiva, e poi abbiamo testato la loro tolleranza al calore.
Abbiamo condotto esperimenti di allevamento selettivo per due diversi tratti: la tolleranza all’esposizione al calore breve e intensa (temperature 3,5°C sopra la norma per dieci giorni) o l’esposizione meno intensa ma a lungo termine più tipica delle ondate di calore marino naturale (2,5°C). superiore alla media mensile). Ciò ci ha permesso di stimare l’ereditarietà di ciascun tratto, la risposta all’allevamento selettivo e se entrambi i tratti hanno una base genetica comune.
La selezione di genitori tolleranti alle alte temperature piuttosto che alle basse temperature ha migliorato la tolleranza della loro prole adulta per entrambi i tratti testati.
Il rapporto di ereditarietà era di circa 0,2-0,3 su una scala da 0 a 1, il che significa che circa un quarto della variazione nella tolleranza al calore della prole era dovuta ai geni trasmessi dai genitori. In altre parole, questi tratti hanno una base genetica significativa su cui può agire la selezione naturale e artificiale.
Misuriamo lo stress termico cumulativo e la tolleranza in termini di Gradi settimane di riscaldamento (°C settimane)che riflette quanto è caldo il clima e quanto dura. Dato a Variazione di tratti specifici in questo particolare coralloLa tolleranza al calore può teoricamente essere aumentata di circa 1°C a settimana entro una generazione.
Tuttavia, anche questo livello di miglioramento potrebbe non essere sufficiente per tenere il passo con ondate di caldo sempre più intense. A seconda dell’azione sul clima, si prevede che l’intensità delle ondate di calore nei prossimi decenni aumenterà di circa il 100%. 3°C-settimane per decennioPiù veloce del miglioramento ottenuto nel nostro studio.
È interessante notare che i coralli allevati selettivamente per tollerare uno stress elevato piuttosto che uno basso non erano migliori nel sopravvivere all’esposizione prolungata allo stress da calore. Sebbene non sia stata rilevata alcuna associazione genetica, è plausibile che questi tratti siano guidati da gruppi di geni indipendenti e che i coralli che sono bravi a sopravvivere a stress da caldo brevi e acuti non siano necessariamente i migliori a sopravvivere alle ondate di caldo marino a lungo termine.
Ciò avrà importanti implicazioni, poiché tale lavoro trarrebbe vantaggio da test economici e rapidi in grado di identificare efficacemente le colonie tolleranti al calore per la riproduzione. Tuttavia, se questi test non sono in grado di prevedere quali colonie di coralli sopravvivranno alle ondate di caldo di un mese, ciò rappresenta una sfida seria.
Ampliare la portata dell’allevamento selettivo
Poiché i coralli possono essere allevati selettivamente per aumentare la loro tolleranza al calore, il passo successivo è condurre esperimenti su larga scala in natura. Ciò probabilmente richiederebbe l’impiego di un gran numero di coralli allevati selettivamente, magari seminando le larve di corallo direttamente sulla barriera corallina o trapiantando coralli allevati in un impianto di acquacoltura.
Affinché ciò funzioni, i coralli cresciuti devono diventare vitali per riprodursi e contribuire al pool genetico selvatico. Farlo su scala molto ampia sarà difficile, ma potrebbe non essere necessario ricostituire la copertura corallina su vaste aree.
In alternativa, potrebbe essere sufficiente creare una rete di centri di produzione larvale posizionati in modo meno strategico, contenenti coralli coltivati selettivamente ad alta densità per massimizzare il successo della fecondazione. Questi centri seminerebbero altri coralli e potrebbero fornire più stormi di deposizione delle uova per azioni mirate.
Sono ancora necessarie ulteriori attività di ricerca e sviluppo, poiché molte domande cruciali rimangono senza risposta. Quanti coralli dovrebbero essere piantati per ottenere l’effetto desiderato? Possiamo garantire che non vi siano compromessi che potrebbero mettere a rischio le popolazioni?Prove finora indica che non si tratta di un rischio significativo)? Come possiamo evitare di diluire i tratti selezionati una volta aggiunti allo stato selvatico? Come possiamo massimizzare le risposte alla scelta?
Dato il rapido aumento delle temperature oceaniche, Ottimizzare e implementare lo sviluppo assistivo Deve accadere presto perché abbiano una possibilità di successo, anche su piccola scala. Soprattutto, la sopravvivenza delle barriere coralline dipende ancora da un’azione urgente sul clima.
Liam Salmonricercatore post-dottorato in ecologia ed evoluzione dei cambiamenti climatici, Università di Newcastle; Adriana UmaniRicercatore post-dottorato in Ecologia della barriera corallina, Università di Newcastle, Università di NewcastleE Giacomo ospitelettore di ecologia della barriera corallina, Università di Newcastle
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