Парадокс Дарвіна. Учені розгадали секрет коралів — як їм вдається вижити у віддаленому океані

Під час однієї з експедицій Чарльз Дарвін натрапив на "величезні кільця коралових скель" у південній частині Тихого океану. Ця знахідка настільки надихнула його, що натураліст на все життя захопився вивченням коралових рифів, пише Science.

Усе своє життя натураліст задавався одним питанням: як яскравим коралам вдається процвітати в часто безплідних океанських ландшафтах? У наукових колах ця загадка також відома як "парадокс Дарвіна". Вчені десятиліттями намагалися пролити світло на загадкове життя коралових рифів і, схоже, тепер їм це нарешті вдалося.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

У новому дослідженні вчені дійшли висновку, що корали, подібно до старанних фермерів, поповнюють нестачу поживних речовин, збираючи й харчуючись місцевими водоростями. За словами коралової біологині Моніки Медіни з Університету Пенсільванії, яка не брала участі в роботі, це дослідження "дійсно дуже красиве".

Вченим уже було відомо, що корали підтримують взаємини з одноклітинними водоростями, які є домівкою для тканин тварин. При цьому захищені від суворих умов океану, водорості харчуються продуктами життєдіяльності коралів. Водночас вони також перетворюють сонячне світло на багаті енергією молекули їжі, якими харчуються корали. Крім того, корали також харчуються зоопланктоном, що дрейфує, щоб отримати інші поживні речовини, яких бракує.

Утім, дослідники зазначають, що самі собою ці джерела їжі не могли б пояснити величезні та плідні коралові рифи, розкидані по всьому світу, які настільки процвітають. Більш ранні дослідження вже показали, що навколо рифів, як правило, не вистачає корисних форм поживних речовин, які необхідні коралам для росту, зокрема азоту і фосфору.

Водночас учені з'ясували, що морські істоти, що живуть поблизу морських рифів, виділяють величезну кількість неорганічного азоту і фосфору, які споживають водоростеві мешканці рифів.

Під час нового дослідження керівник лабораторії коралових рифів в Університеті Саутгемптона Йорг Віденманн поставив собі питання, чи можуть водорості вловлювати ці поживні речовини, а потім передавати їх кораловим хазяям?

Під час дослідження Віденманн з колегами помістили зразки коралів у резервуари без будь-якої їжі. У половину з них вони додали неорганічні поживні речовини, якими могли насолоджуватися лише водорості, що живуть на коралах. Результати дослідження показали, що корали в резервуарах без поживних речовин перестали рости та втратили близько 50% своїх водоростей-партнерів всього за 50 років. Зрештою вони стали чахлими й знебарвленими. Водночас друга група резервуарів, навпаки — процвітала. Так учені дійшли висновку, що водорості забезпечують корали енергією за допомогою фотосинтезу, проте вони також підтримують їх, перетворюючи неорганічний азот і фосфор на їжу.

Водночас вчені все ще не розуміли, як водорості передавали ці поживні речовини коралам. Під час дослідження вчені розрахували очікуване зростання популяції водоростей коралів з урахуванням надходження поживних речовин, а потім зіставили прогнози з реальністю — фактична кількість водоростей у резервуарах виявилася значно меншою. Так учені дійшли висновку, що корали насправді полюють на водорості та пожирають їх.

Щоб підтвердити цей здогад, вчені також провели польове дослідження, під час якого три роки спостерігали за зростанням рифів на архіпелазі Чагос в Індійському океані. Зрештою вченим вдалося підтвердити, що водорості є переносниками поживних речовин від птахів до коралових господарів.

Раніше Фокус писав про те, що Тихоокеанський кораловий риф навчився протистояти пекельній спеці.