Но в новой обзорной статье представлены доказательства, свидетельствующие в пользу более тонкого подхода к планированию этих экспериментов — такого, который признает и целенаправленно включает вариативность, присущую природе.В статье, опубликованной в последнем выпуске Current Climate Change Reports, основное внимание уделяется исследованиям, изучающим, как потепление и закисление океана может повлиять на кораллы и коралловые водоросли. Ведущий автор Эмили Ривест Уильяма Институт морских наук Мэри Вирджиния заявляет, что его результаты, вероятно, также применимы к другим основным видам рифов, таким как устрицы.«Диапазон значений pH и температуры, с которыми некоторые организмы сталкиваются ежедневно, превышает изменения, которые мы ожидаем увидеть в мировом океане к концу века», — отмечает Ривест, доцент VIMS. «Но мы на самом деле не знаем, как эта изменчивость влияет на их физиологию и их способность реагировать на будущие изменения.
В рассмотренных нами статьях предполагается, что эта изменчивость важна, и нам необходимо включить ее в наши эксперименты».Действительно, растет консенсус в отношении того, что степень изменчивости температуры и pH, с которой организм сталкивается в своей текущей среде, вероятно, повлияет на его реакцию на потепление и подкисление в будущем. Например, коралл, растущий в лагуне на заднем рифе, чьи ограниченные воды могут резко нагреваться каждый день под палящим солнцем, может быть менее восприимчив к долгосрочному потеплению, чем коралл, растущий в более открытых водах с умеренным климатом. морда рифа. То же самое может относиться ко всем видам или популяциям адаптированных к теплу кораллов.
В своей статье Ривест и соавторы Стив Комо и Кристофер Корнуолл из Университета Западной Австралии рассмотрели почти 100 исследований того, как предсказанные изменения pH или температуры океана могут повлиять на рост кораллов. Но их обзор показал, что только «горстка» исследований целенаправленно изменяла эти факторы или изучала важность естественной изменчивости для функционирования рифовых организмов.Эксперименты, в которых учитывалась вариабельность, можно разделить на две категории. «Один тип — это исследования, в которых вы собираете кораллы с участков с высокой изменчивостью и участков с низкой изменчивостью и смотрите, как они работают в контролируемых лабораторных условиях», — говорит Ривест. «Если изменчивость важна для формирования их реакции на изменение окружающей среды, то их реакция будет зависеть от того, откуда они родом».Второй тип «рассматривал изменчивость лабораторных методов лечения — перенос кораллов в лабораторию и выращивание их в постоянных или переменных условиях, а затем обеспечение их дополнительным стрессом и наблюдение за тем, влияет ли изменчивость, с которой они столкнулись в лаборатории, на их реакцию на этот стресс. . "Ривест и ее коллеги обнаружили, что включение вариативности в план эксперимента дает неоднозначные и интригующие результаты.
«Кораллы из местообитаний с большей изменчивостью температуры, как правило, проявляют большую термотолерантность, — говорит Ривест, — но последствия изменчивости pH в прошлом менее очевидны». С другой стороны, она говорит: «В лабораторных исследованиях изменчивость pH часто ограничивала эффекты закисления океана, но влияние изменчивости температуры на реакцию на потепление было неоднозначным».Ривест, Комо и Корнуолл говорят, что их результаты требуют дополнительных исследований. «Мы хотим, чтобы наша статья ознаменовала начало новой эры в исследованиях того, как изменение климата влияет на основные виды», — говорит Ривест. «Нам действительно нужно рассматривать текущую среду обитания животного в качестве отправной точки для того, как оно будет реагировать в будущем — мы хотим, чтобы это стало предметом обсуждения в нашей области, того, как мы должны разрабатывать эксперименты и думать об этих подвижных вопросах. вперед."
Команда утверждает, что их результаты могут также найти практическое применение. «Если мы лучше знаем, как изменчивость окружающей среды влияет на способность животных переносить будущие изменения окружающей среды, то мы можем думать об этом в контексте восстановления и сохранения», — говорит Ривест. «Например, если вы нацеливаетесь на риф для восстановления, мы могли бы начать программу обучения кораллов, где вы выращиваете их в лаборатории в различных условиях, чтобы они были готовы к успешной работе в среде рифа». Этот подход уже применяется в Гавайском институте морской биологии, Австралийском институте морских наук и других исследовательских лабораториях по всему миру.Ривест возглавила одно из полевых исследований, включенных в недавнюю обзорную статью, в которой она сравнила кораллы из теплых вод Французской Полинезии с более прохладными водами Тайваня, и теперь планирует распространить это исследование на различных животных и водоемов рядом с ней. новый дом на восточном побережье США.
Она присоединилась к преподавательскому составу Вирджинского института морских наук в Глостер-Пойнт в 2016 году.«Я думаю об устрицах как о кораллах Чесапикского залива», — говорит Ривест. «Они обеспечивают аналогичные преимущества в том, что создают трехмерную среду обитания, которая поддерживает другие виды. А изменчивость pH и температуры в заливе даже более драматична, чем мы видим на многих коралловых рифах. Поэтому я планирую спросить то же самое. типы вопросов здесь.
Мы можем многое узнать о том, как устрицы отреагируют на будущие изменения окружающей среды, просто изучив естественные градиенты окружающей среды, с которыми они сталкиваются в заливе прямо сейчас ».Также она планирует начать серию лабораторных исследований. «У меня еще не было возможности легко управлять изменчивостью температуры и pH в лаборатории, — говорит Ривест, — но аквариумная система, которую я создаю здесь, позволит мне это сделать».
Она строит систему в Лаборатории исследования морской воды в ВИМС, одном из крупнейших центров подобного рода в стране.