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Adattare le Barriere Coralline in un Mondo Che Si Riscalda

La ricerca svela come i coralli affrontano l'aumento delle temperature e le implicazioni per la loro sopravvivenza.

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Il riscaldamento globale sta cambiando le condizioni in cui molte specie vivono, specialmente negli ambienti marini. Questo può influenzare quanto bene questi organismi possono sopravvivere e prosperare. I coralli, essenziali per la salute degli ecosistemi marini, sono tra i più minacciati dall’aumento delle temperature. La sopravvivenza dei coralli e dei servizi che forniscono, come cibo e turismo, è strettamente legata a come riescono a far fronte a temperature in aumento.

Tolleranza Termica e Coralli

I coralli sono formati da piccoli animali chiamati coralli che spesso vivono in acque calde e poco profonde. Questi coralli si affidano a una relazione speciale con alghe microscopiche, che li aiutano a ottenere energia dalla luce solare. Quando le temperature dell'acqua salgono troppo, le alghe possono subire danni, causando sbiancamento nei coralli, il che significa che perdono il loro colore e la relazione vitale con le alghe. Questo può portare alla morte dei coralli e influenzare l'intero ecosistema della barriera corallina.

Diverse specie di coralli hanno capacità varie di tollerare il calore. Alcuni coralli possono adattarsi ai cambiamenti di temperatura locali durante la loro vita, mentre altri possono trasmettere tratti che aiutano le generazioni future a sopportare acque più calde. I ricercatori stanno studiando queste differenze per guidare gli sforzi di conservazione e prevedere quali popolazioni di coralli potrebbero sopravvivere mentre gli oceani continuano a scaldarsi.

Eventi di Sbiancamento dei coralli

Negli ultimi decenni, eventi in cui i coralli perdono le loro alghe a causa dello stress termico-conosciuti come sbiancamento di massa-sono diventati più frequenti. Questi eventi influenzano significativamente la salute dei coralli e possono portare a mortalità diffusa. Studi recenti suggeriscono che una grande percentuale delle barriere coralline del mondo ha subito sbiancamento, minacciando la biodiversità marina e le comunità che dipendono da questi ecosistemi.

Comprendere come diverse specie di coralli rispondono allo stress termico è essenziale per la conservazione. Misurando quanto bene vari coralli affrontano temperature più elevate, gli scienziati possono valutare quali popolazioni sono più propense a sopravvivere ai cambiamenti climatici futuri.

Focus della Ricerca: Acropora spathulata

Una specie di corallo che ha attirato l'attenzione è l’Acropora spathulata. Questo corallo si trova comunemente sulla Grande Barriera Corallina e gioca un ruolo significativo nella costruzione della struttura della barriera. I ricercatori sono particolarmente interessati a misurare quanto sia tollerante al calore questa specie in diverse località della barriera, che si estende per oltre mille chilometri.

Per studiare questo, gli scienziati hanno raccolto campioni da 14 diversi siti della barriera e hanno misurato come questi coralli rispondessero a diversi trattamenti di temperatura che simulavano lo stress termico. Hanno registrato gli indicatori di salute dei coralli e miravano a identificare quali barriere avessero i coralli più tolleranti al calore.

Metodi di Studio

Gli scienziati hanno raccolto campioni di corallo all'inizio del 2022, concentrandosi sulla salute dei coralli in condizioni controllate di stress termico. L'esperimento prevedeva di sottoporre i campioni di corallo a diversi aumenti di temperatura e monitorare le loro risposte. Raccogliendo dati su fattori come profondità, pigmentazione e esposizione alla temperatura, i ricercatori miravano a capire come queste variabili influenzassero la salute dei coralli.

Tratti Fenotipici e Misurazioni

Due misurazioni chiave sono state utilizzate per valutare la salute dei coralli: l'efficienza fotosintetica e il contenuto di clorofilla. L'efficienza fotosintetica indica quanto bene i coralli possono convertire la luce solare in energia, mentre il contenuto di clorofilla riflette la salute delle alghe simbiotiche. Monitorando le variazioni di queste misure durante gli esperimenti di stress termico, i ricercatori sono stati in grado di valutare i livelli di stress che i coralli hanno subito.

Risultati: Variazione della Tolleranza dei Coralli

I risultati hanno mostrato che l’Acropora spathulata ha mostrato una gamma di livelli di tolleranza al calore in diversi siti della barriera. In generale, i coralli hanno tollerato temperature fino a 3°C-6°C sopra le loro temperature estive normali senza stress significativo. Tuttavia, a 9°C sopra la norma, alcuni coralli hanno subito cali di salute. Questa variazione nella tolleranza evidenzia le differenze in come i coralli si adattano ai loro ambienti locali.

A livello della barriera, i ricercatori hanno trovato differenze nelle soglie termiche, con le barriere meridionali che generalmente supportano coralli in grado di tollerare temperature più elevate rispetto alle barriere settentrionali. Tuttavia, i singoli coralli all'interno della stessa barriera mostrano anche variazioni significative, suggerendo che alcuni coralli sono più adatti a sopportare lo stress termico di altri.

Fattori Ambientali

I ricercatori hanno anche esaminato come i fattori ambientali influenzassero la salute dei coralli. Hanno analizzato aspetti come l'esposizione storica alla temperatura e il movimento dell'acqua, scoprendo che i coralli esposti a una varietà di temperature nel tempo tendevano a essere più resilienti. Le barriere con un miglior movimento dell'acqua sembravano anche ridurre lo stress dei coralli durante le ondate di calore, sottolineando l'importanza delle condizioni acquatiche dinamiche nella salute dei coralli.

Implicazioni per la Conservazione dei Coralli

I risultati di questa ricerca hanno importanti implicazioni per gli sforzi di conservazione dei coralli. Identificando quali popolazioni di Acropora spathulata sono più tolleranti al calore, i conservazionisti possono concentrarsi sulla protezione di queste aree e incoraggiare la crescita di coralli resilienti. Queste informazioni possono aiutare a guidare le decisioni sulla gestione dei parchi marini e sui progetti di ripristino dei coralli.

L'Importanza delle Barriere Coralline

Le barriere coralline sono ecosistemi vitali che forniscono numerosi benefici, tra cui protezione della costa, turismo e biodiversità marina. Servono da vivai per molte specie di pesci e contribuiscono alla salute complessiva degli ecosistemi oceanici. Proteggere questi habitat è essenziale non solo per la vita marina, ma anche per le comunità costiere che dipendono dalle barriere per il loro sostentamento.

Direzioni Futuri della Ricerca

Sebbene questo studio abbia fornito preziose informazioni sulla tolleranza al calore dell’Acropora spathulata, sono necessarie ulteriori ricerche per comprendere i meccanismi genetici sottostanti che conferiscono la tolleranza al calore. Queste informazioni potrebbero portare a strategie di conservazione più efficaci, soprattutto alla luce dei cambiamenti climatici in corso.

Conclusione

La minaccia continua del riscaldamento globale richiede una comprensione più profonda di come le barriere coralline, in particolare specie come l’Acropora spathulata, possano adattarsi a condizioni in cambiamento. Studiando la tolleranza termica e la salute dei coralli in diverse barriere, gli scienziati possono informare meglio gli sforzi di conservazione e lavorare per garantire la sopravvivenza di questi ecosistemi importanti in un mondo che si scalda.

Concentrandosi sulle popolazioni più resilienti, possiamo aumentare le possibilità di sopravvivenza delle barriere coralline ai cambiamenti ambientali e mantenere il loro ruolo critico negli ecosistemi marini.

Fonte originale

Titolo: Thermal tolerance traits of individual corals are widely distributed across the Great Barrier Reef

Estratto: Adaptation of reef-building corals to global warming depends upon standing heritable variation in tolerance traits upon which selection can act. Yet limited knowledge exists on heat tolerance variation among conspecific individuals separated by meters to hundreds of kilometers. Here, we performed standardized acute heat stress assays to quantify the thermal tolerance traits of 768 colonies of Acropora spathulata from 14 reefs spanning 1060 km (9.5{degrees} latitude) of the Great Barrier Reef. Thermal thresholds for photochemical efficiency and chlorophyll retention varied considerably among individual colonies both among reefs ([~]6 {degrees}C) and within reefs ([~]3 {degrees}C). Although tolerance rankings of colonies varied between traits, the most heat tolerant corals (i.e. top 25% of each trait) were found at virtually all reefs, indicating widespread phenotypic variation. Reef-scale environmental predictors explained 12-62% of trait variation. Corals exposed to high thermal averages and recent thermal stress exhibited the greatest photochemical performance, likely reflecting local adaptation and stress pre-acclimatization, and the lowest chlorophyll retention suggesting stress pre- sensitization. Importantly, heat tolerance relative to local summer temperatures was the greatest on southern reefs suggestive of higher adaptive potential. These results can be used to identify naturally tolerant coral populations and individuals for conservation and restoration applications.

Autori: Hugo DENIS, L. K. Bay, V. J. L. Mocellin, M. S. Naugle, G. Lecellier, S. W. Purcell, V. Berteaux-Lecellier, E. J. Howells

Ultimo aggiornamento: 2024-03-08 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.01.28.576773

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.01.28.576773.full.pdf

Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia biorxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

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