Парадокс Дарвина. Ученые разгадали секрет кораллов — как им удается выжить в отдаленном океане

Во время одной из экспедиций Чарльз Дарвин наткнулся на "огромные кольца коралловых скал" в южной части Тихого океана. Эта находка настолько вдохновила его, что натуралист на всю жизнь увлекся изучением коралловых рифов, пишет Science.

Всю свою жизнь натуралист задавался одним вопросом: как ярким кораллам удается процветать в зачастую бесплодных океанских ландшафтах? В научных кругах эта загадка также известна как "парадокс Дарвина". Ученые десятилетиями пытались пролить свет на загадочную жизнь коралловых рифов и, похоже, теперь им это наконец-то удалось.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

В новом исследовании ученые пришли к выводу, что кораллы, подобно усердным фермерам, восполняют нехватку питательных веществ, собирая и питаясь местными водорослями. По словам кораллового биолога Моники Медины из Университета Пенсильвании, которая не принимала участие в работе, это исследование "действительно очень красивое".

Ученым уже было известно, что кораллы поддерживают взаимоотношения с одноклеточными водорослями, которые являются домом для тканей животных. При этом защищенные от суровых условий океана, водоросли питаются продуктами жизнедеятельности кораллов. В то же время они также преобразовывают солнечный свет в богатые энергией молекулы пищи, которыми питаются кораллы. Кроме того, кораллы также питаются дрейфующим зоопланктоном, чтобы получить другие недостающие питательные вещества.

Впрочем, исследователи отмечают, что сами по себе эти источники пищи не могли бы объяснить столь процветающие огромные и плодовитые коралловые рифы, раскиданные по всему миру. Более ранние исследования уже показали, что вокруг рифов, как правило, не хватает полезных форм питательных веществ, которые необходимы кораллам для роста, в том числе азота и фосфора.

В то же время ученые обнаружили, что морские существа, живущие поблизости морских рифов, выделяют огромное количество неорганического азота и фосфора, которые потребляют водорослевые обитатели рифов.

В ходе нового исследования руководитель лаборатории коралловых рифов в Университете Саутгемптона Йорг Виденманн, задался вопросом, могут ли водоросли улавливать эти питательные вещества, а затем передавать их коралловым хозяевам?

В ходе исследования Виденманн с коллегами поместили образцы кораллов в резервуары без какой-либо еды. В половину из них они добавили неорганические питательные вещества, которыми могли наслаждаться лишь водоросли, живущие на кораллах. Результаты исследования показали, что кораллы в резервуарах без питательных веществ перестали расти и потеряли около 50% своих водорослей-партнеров всего за 50 лет. В результате они стали чахлыми и обесцвеченными. В то же время вторая группа резервуаров, напротив — процветала. Таким образом ученые пришли к выводу, что водоросли обеспечивают кораллы энергией посредством фотосинтеза, однако они также поддерживают их, превращая неорганический азот и фосфор в пищу.

В то же время, ученые все еще не понимали, как водоросли передавали эти питательные вещества кораллам. В ходе исследования ученые рассчитали ожидаемый рост популяции водорослей кораллов с учетом поступления питательных веществ, а затем сопоставили прогнозы с реальностью — фактическое количество водорослей в резервуарах оказалось значительно меньше. Таким образом ученые пришли к выводу, что кораллы в действительности охотятся на водоросли и пожирают их.

Чтобы подтвердить эту догадку, ученые также провели полевое исследование, в ходе которого три года наблюдали за ростом рифов на архипелаге Чагос в Индийском океане. В результате ученым удалось подтвердить, что водоросли являются переносчиками питательных веществ от птиц к коралловых хозяевам.

Ранее Фокус писал о том, что Тихоокеанский коралловый риф научился противостоять адской жаре.