산호 재앙: 과학자들이 표백의 숨겨진 위험을 밝히다

[이매진]

산호 재앙: 과학자들이 표백의 숨겨진 위험을 밝히다

https://scitechdaily.com/coral-calamity-scientists-uncover-hidden-perils-of-bleaching/

2023년 5월 24일 UNIVERSITY OF CALIFORNIA - SANTA BARBARA 작성

Deron Burkepile 교수는 Moorea 주변의 암초에서 백화 과정에서 산호를 관찰합니다. 신용: 제프 리앙

Moorea에서 수행된 연구의 새로운 발견은 산호 골격의 존재가 백화 현상 이후 산호초의 복구에 상당한 영향을 미친다는 것을 보여줍니다.

자연재해는 한 지역에 대혼란을 일으켜 생태계를 구성하는 종 의 갑작스러운 파괴로 이어질 수 있습니다 . 이것이 발생하는 방식은 복구 프로세스에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다. 예를 들어, 화재는 풍경을 잿더미로 만들고 열파는 수많은 나무 잔해를 만듭니다. 마찬가지로 폭풍 해일과 산호 백화는 바다 밑을 혼란에 빠뜨립니다.

UC Santa Barbara 의 연구원들은 이 두 가지 유형의 교란이 산호초에 어떤 영향을 미칠 수 있는지 조사했습니다. 그들은 두 상황에서 사망률이 비슷한 경우에도 산호가 폭풍보다 백화에서 복구하기가 더 어렵다는 것을 발견했습니다. 백화로 인한 골격 잔해는 천천히 자라는 산호를 능가하는 조류에 대한 보호막을 제공합니다. 카이 코페키(Kai Kopecky) 박사가 이끄는 이 연구는 최근 Ecology 저널에 게재되었습니다 .

대부분의 얕은 물 산호는 안전한 집과 영양분을 대가로 동물에게 음식을 제공하는 공생 조류를 수용합니다. 그러나 극한 상황에서는 이 배열이 정렬되지 않아 산호가 백화라고 알려진 과정에서 파트너를 추방하게 만들 수 있으며 이는 종종 치명적입니다.

해초는 교란 후에 신속하게 암초를 차지할 수 있습니다. 신용: 제프 리앙

UC Santa Barbara의 연구원들은 1980년대 후반부터 프랑스령 폴리네시아의 무레아 섬 주변의 산호와 암초 생태계를 연구해 왔습니다. Kopecky의 두 번째 섬 방문은 주요 백화 현상과 일치했습니다. "많은 밝은 흰색 산호 골격을 보는 것은 매우 충격적입니다."라고 그는 말했지만 그는 섬의 암초가 과거에 놀라울 정도로 회복력이 있음이 입증되었다는 사실에 위안을 얻었습니다.

불행히도 이번에는 다른 패턴이 나타나기 시작했습니다. 암초의 공간을 놓고 산호와 경쟁하는 주요 경쟁자인 해초는 탈색된 해골을 식민화하기 시작했습니다. Kopecky는 스켈레톤의 존재가 암초를 조류가 더 우세한 상태로 향하는 경로에 설정하고 있는지 궁금했습니다.

Moorea의 이전 연구는 열대 암초가 산호 또는 해초가 지배하는 군집을 호스팅할 수 있음을 보여주었습니다. 이러한 뚜렷한 상태는 작은 교란에 탄력적이지만 큰 충격은 히스테리시스라는 과정에서 생태계를 한 곳에서 다른 곳으로 뒤집을 수 있습니다. 일단 이런 일이 발생하면 조건이 충족되더라도 암초는 이전 상태로 되돌아가지 않습니다. 시스템은 새로운 균형을 찾았습니다.

Kopecky는 해골을 제자리에 남겨두는 표백 사건과 암초를 샅샅이 뒤지는 폭풍 후에 암초 역학을 비교하기 위해 수학적 모델을 개발했습니다. 그는 5개의 미분 방정식 시스템을 사용하여 빈 공간, 살아있는 산호와 죽은 분기 산호, 암초의 해초 덮개 사이의 전환을 포착했습니다.

결과는 말하고 있었다. Kopecky는 "그 해골들이 암초에 남아 있다는 사실만으로도 근본적으로 다른 회복 패턴이 나타납니다."라고 말했습니다.

산호 골격은 어린 조류를 억제하는 초식 동물로부터 어린 조류를 보호하는 것 같습니다. 동물은 모든 틈새에 들어갈 수 없으므로 조류가 퍼질 발판을 얻습니다.

이 보호는 어린 산호에게 동일한 이점을 제공하는 것으로 보이지 않습니다. 저자들은 산호가 조류만큼 포식자로부터 많은 압력에 직면하지 않는다고 의심합니다. 게다가 조류는 기회가 주어지면 빠르게 산호보다 더 커질 수 있습니다. “산호는 문자 그대로 암석을 쌓고 있는 반면, 조류는 대부분 빠르게 자라는 부드럽고 잎이 많은 물질입니다.

암초 축적은 느린 과정이며 산호초는 일반적으로 모집에 의해 균형을 이룹니다. 새로운 성장은 죽은 해골을 더 큰 암초 구조에 통합합니다. 그러나 표백은 한 번에 많은 산호, 특히 가장 오래되고 가장 어린 산호를 죽이고 해골은 결국 침식을 통해 부서지기 쉽습니다. 그것은 어린 산호가 그들의 삶을 구축할 수 있는 강력한 기반이 아닙니다.

죽은 해골이 산호의 회복을 방해한다면 왜 그냥 제거하지 않습니까?

이 접근 방식은 다른 생태계에서 지원을 받고 있습니다. Kopecky는 "시스템이 미래의 교란에 더 탄력적으로 대처할 수 있도록 규정된 화재나 숲의 죽은 나무를 솎아내는 것을 생각해 보십시오."라고 말했습니다.

그러나 산호 골격은 많은 이점을 제공합니다. 그들은 잡다한 종류의 동물을 위한 서식지를 형성하며 일부 증거는 암초의 구조적 복잡성이 더 빠른 산호 회복과 관련이 있음을 시사합니다.

Kopecky는 "효과는 그 구조의 특성에 따라 달라집니다."라고 말했습니다. 재료 밀도, 강도 및 공간 레이아웃은 모두 암초 역학에 영향을 미칩니다. "이러한 측면은 나가서 암초에 착암기를 시작하기 전에 고려해야 합니다."

팀은 죽은 산호 뼈대가 제거되었을 때 산호초가 어떻게 회복되는지를 탐구하는 것을 포함하여 Moorea에서 진행 중인 일련의 실험을 가지고 있습니다. 몇몇 다른 사람들은 Kopecky가 자신의 모델을 만드는 데 사용한 가정을 테스트하고 있습니다. 예를 들어, 죽은 산호가 실제로 초식동물을 얼마나 줄입니까? 그리고 해골은 살아있는 산호의 성장에 어떤 영향을 미칩니 까?

"Kai의 연구는 생태학에서 수학적 모델의 가치를 보여주는 전형적인 예입니다."라고 Moeller는 말했습니다. 산호는 수백 년 동안 살 수 있으며 산호초 복구에는 수십 년이 걸릴 수 있습니다. “현실적으로 할 수 있는 실험이 아닙니다.

"하지만 모델이 있고 다른 실험을 수행했기 때문에 해당 모델을 설정하는 방식을 신뢰한다면 수십 년 후에 이러한 예측을 할 수 있습니다."

참조: "재료 유산은 탄력성을 저하시킬 수 있습니다: 구조 유지 교란은 산호초에 대한 체제 변화를 촉진합니다" Kai L. Kopecky, Adrian C. Stier, Russell J. Schmitt, Sally J. Holbrook 및 Holly V. Moeller, 2023년 2월 18일, 생태 .
DOI: 10.1002/ecy.4006