Коралл Элкхорн ( Acropora palmata ) — важный коралл, образующий рифы в Карибском море . Этот вид имеет сложное строение со множеством ветвей, напоминающих рога лося ; отсюда и общее название. Разветвленная структура создает среду обитания и убежище для многих других видов рифов. Известно, что коралл Элкхорн быстро растет, средняя скорость роста составляет от 5 до 10 см (от 2,0 до 3,9 дюйма) в год. Они могут размножаться как половым, так и бесполым путем, хотя бесполое размножение встречается гораздо чаще и происходит посредством процесса, называемого фрагментацией .
Хотя кораллы Элкхорна доминировали в Карибском бассейне в начале 1980-х годов, с тех пор численность этого вида резко сократилась. Ученые подсчитали, что в период с 1980 по 2006 год, когда он был внесен в Закон об исчезающих видах (ESA), популяция сократилась примерно на 97%. Это снижение произошло из-за множества факторов, включая болезни, рост водорослей, изменение климата, закисление океана и деятельность человека. В мае 2006 года коралл Элкхорн был официально внесен в список находящихся под угрозой исчезновения в ЕКА вместе с другим видом рода Acropora — кораллом-оленьим рогом . В настоящее время предпринимаются некоторые природоохранные усилия для защиты этого вида и содействия увеличению генетической изменчивости между видами.
.jpg/1280px-Acropora_palmata_(Elkhorn_coral).jpg)
Коралл Элкхорн образует твердые структуры, похожие на рога, состоящие из карбоната кальция . Эти структуры могут иметь высоту более 2 (> 6 футов) и ширину 13 метров (43 фута) и имеют тусклый коричнево-желтый цвет. [3]
Основным источником питательных веществ коралла Элкхорн являются фотосинтезирующие водоросли, зооксантеллы , которые живут внутри клеток коралла. [4] Таким образом, кораллы Элкхорна сильно зависят от солнечного света в качестве источника существования, в результате чего кораллы Элкхорна уязвимы к повышенной мутности или прозрачности воды. Во время обесцвечивания или длительных периодов повышенной мутности коралл Элкхорн может получать питание из альтернативных источников пищи посредством фильтрационного кормления. [5]
Как уже упоминалось, в тканях коралла Элкхорн живут особые водоросли, известные как зооксантеллы . Зооксантеллы удовлетворяют свои потребности в питании с помощью фотосинтеза — процесса, который превращает углекислый газ и воду в сахара и кислород. Коралл Элкхорн обеспечивает среду обитания для этих водорослей и, в свою очередь, получает обильный источник кислорода, позволяющий им быстро расти. [3]
Коралл Элкхорн также может использовать методы фильтрационного кормления для получения пищи. Ночью кораллы Элкхорна используют свои щупальца, чтобы выхватывать из воды свободно плавающий зоопланктон . Зоопланктон совершает суточные миграции . Утром зоопланктон опускается на глубины океана, где хищников мало, а затем с наступлением темноты поднимается обратно на поверхность. Концентрируя свою хищническую деятельность в ночное время, кораллы Элкхорна тратят меньше энергии на ловлю большого количества добычи. [3] Однако, поскольку кормление с помощью фильтра требует больше энергии, чем использование зооксантелл, коралл Элкхорн прибегает к этому методу питания только тогда, когда условия воды плохие и блокируют солнечный свет. [6]
Кораллы Элкхорн живут в неглубоких местах обитания, что дает им обильный доступ к свету. Как и всем животным, кораллу Элкхорна для выживания необходим кислород, большую часть которого они получают с помощью особых фотосинтезирующих водорослей, живущих в их тканях, называемых зооксантеллами. Поэтому, чтобы помочь зооксантеллам производить как можно больше кислорода, кораллы Элкхорна живут на мелководье на глубине от 1 до 5 метров, чтобы гарантировать, что обильный свет достигает зооксантелл, максимизируя фотосинтез. [3] [6]
Эти кораллы встречаются в чистых мелководьях на Багамских островах, во Флориде, в Карибском бассейне и за их пределами вплоть до северных берегов Венесуэлы. [4] Самый северный регион, занятый кораллами Элкхорн, находится у побережья округа Бровард, штат Флорида. [7] Кораллы Элкхорна, характерно встречающиеся на мелководье и в бурной воде на глубине от 1 до 5 метров, лучше всего растут в зонах с высокой энергией, где часто бывает воздействие волн. Этот успех обусловлен тем, что волновое воздействие увеличивает фрагментацию, что позволяет формироваться большему количеству новых колоний. [4]
Из-за фрагментации и быстрых темпов роста кораллы Элкхорна стали основной основой развития коралловых рифов Карибского моря. За последние 5000 лет кораллы Элкхорна, кораллы Оленьего рога и кораллы Звезды составляли юго-восточные рифы. [5] Исследования показали, что коралл Элкхорн возник в эпоху среднего плиоцена, 5,2–2,58 миллиона лет назад. [8] Нестабильный климат в этот период позволил кораллам Элкхорна процветать во время ледниковых и межледниковых периодов. Во время ледниковых явлений уровень моря повышается и вызывает увеличение энергии волн. Как упоминалось ранее, коралл Элкхорн лучше всего себя чувствует в мелководной среде, где происходят сильные энергетические изменения, которые способствуют репродуктивному процессу. [8]
Благодаря своим экосистемным услугам кораллы Элкхорна повышают коммерческую ценность коралловых рифов.
Подобно фундаменту дома, кораллы Элкхорна поддерживают сообщества коралловых рифов. Их переплетенные решетчатые ветви создают множество сред обитания с различной топографией, которые, в свою очередь, поддерживают разнообразные популяции рыб. [9] Эти среды обитания поддерживают рыбные питомники и защищают рыбу от хищников, увеличивая разнообразие рифов. [6] Такое повышенное разнообразие делает рифы более привлекательными для туристов, тем самым увеличивая их экономическую ценность.
Кораллы Элкхорна защищают пляжи и рифы от штормов. Их толстые ветви поглощают энергию штормовых волн, в свою очередь рассеивая силу, которая обрушивается на береговую линию пляжа. [10] При меньшем воздействии прибрежная недвижимость получает меньший ущерб, что снижает финансовый спрос, необходимый для восстановления домов и средств к существованию многих людей.
_(San_Salvador_Island,_Bahamas)_1_(15946092620).jpg/1280px-Acropora_palmata_(elkhorn_coral)_(San_Salvador_Island,_Bahamas)_1_(15946092620).jpg)
Колонии кораллов Элкхорна живут веками. Эти колонии вырастают на 5–10 см (2–4 дюйма) каждый год, достигая максимального размера через 10–12 лет. [7] Здоровый коралл Элкхорн может вырасти до 13 см (5 дюймов) в длину ветвей в год, что делает его одним из самых быстрорастущих видов кораллов. Коралл Элкхорн может иметь диаметр 4 м (12 футов) в ширину и 2 м (6 футов) в высоту. [4] В стрессовых условиях рост колоний и фрагментов кораллов Элкхорна существенно замедляется. Например, место стоянки рефрижераторного судна «Фортуна» не продемонстрировало заметного роста за последние десять лет из-за стресса. [4] Кораллы Элкхорн образуют густые, переплетающиеся группы, известные как заросли. Заросли служат убежищем для других морских обитателей, таких как рыбы, ракообразные и морские беспозвоночные, и состоят из множества одинаковых полипов, сросшихся вместе. [4] Эти плотные группы обеспечивают защиту береговой линии от больших волн и штормов.
Коралл Элкхорн одновременно является гермафродитом, а это означает, что в каждой колонии кораллов производятся как яйцеклетки, так и сперматозоиды. [4] Несмотря на это, самооплодотворения обычно не происходит. Для успешного оплодотворения необходимы два генетически различных родителя. У кораллов Элкхорн низкие показатели успешного размножения, что ограничивает рост новых колоний. Вероятность успешного воспроизводства кораллов Элкхорна невелика, поскольку только около 50% кораллов Элкхорна являются генетически уникальными особями. [11] Цикл размножения кораллов Элкхорн происходит один раз в год, после полнолуния в конце лета, в июле, августе или сентябре. Гаметы высвобождаются всего на несколько ночей путем распространения нерестовых яиц и спермы в толщу воды. После оплодотворения яйца развиваются в личинок, которые оседают на твердых поверхностях и начинают рост новой колонии. [5]
Чаще всего кораллы Элкхорна размножаются бесполым путем, это наиболее распространенный тип размножения. Во время штормов, сильных волн или волнений кораблей фрагменты кораллов отрываются и переносятся в другие районы, где могут возникнуть новые колонии. Новые колонии генетически идентичны своим родительским колониям, а половое размножение приводит к появлению новых генотипов. Также, в отличие от полового размножения, фрагментация может произойти в любое время года. [5]
Количественных данных о распространении и численности кораллов Элкхорн недостаточно. В настоящее время коралл Элкхорн встречается на южном побережье Флориды и в северных регионах Мексиканского залива. [5] Кораллы Элкхорн также встречаются на островах залива Гондураса.
Существует четыре критически важных места обитания коралла Элкхорн, которые необходимы для сохранения этого вида. Конкретные регионы, определенные и охраняемые Законом об исчезающих видах как критически важные места обитания, включают регионы Флориды (1329 квадратных миль морской среды обитания), Пуэрто-Рико (3582 квадратных мили морской среды обитания), Сент-Джона/Сент-Томаса (121 квадратная миля морской среды обитания). морская среда обитания) и район острова Санта-Крус (126 квадратных миль морской среды обитания). [6] [12]
Популяции кораллов Элкхорна когда-то доминировали в юго-восточном регионе Северного полушария. Из-за обесцвечивания, болезней и изменения климата популяция Элкхорна значительно сократилась с 1980-х годов. В общей сложности было потеряно 80-98% популяции коралловых рифов Карибского моря. Продольное исследование, проведенное в 2005–2015 годах, показывает, что плотность колоний кораллов Элкхорна пропорционально снизилась в 0,4–0,7 раза на всем занимаемом ими ареале. [13] Это снижение указывает на то, что, несмотря на усилия по сохранению, популяция все еще сокращается. В целом, нет конкретных оценок текущей или исторической численности населения из-за технологических ограничений.
Несколько факторов ограничивают объем информации об истории жизни коралла Элкхорн. Эти факторы включают необходимость в дополнительных инструментах для оценки будущих изменений численности населения, полового размножения и нарушений окружающей среды. [5]
В списках ЕКА коралл Элкхорн указан рядом с кораллом Оленьего рога, A. cervicornia , поскольку кораллы принадлежат к одному и тому же роду. Хотя в научной литературе они признаны двумя отдельными видами, они обитают в одинаковых ареалах и имеют многие общие характеристики. [14]
С 1980-х годов популяция кораллов Элкхорна быстро сократилась примерно на 97%. [15] Коралл Элкхорн первоначально был признан кандидатом на включение в список ЕКА в июне 1991 года, но был исключен из списка кандидатов в 1997 году из-за отсутствия достаточных доказательств относительно их статуса и угроз. Однако они были повторно добавлены в этот список в 1999 году из-за конкретных доказательств сокращения их населения. В апреле 2004 г. они были переведены из списка видов-кандидатов в список видов, вызывающих беспокойство. [14]
В 2004 году Национальная служба морского рыболовства (NMFS) получила петицию о включении коралла Элкхорн, коралла Оленьего рога и гибридного вида A. prolifera в список находящихся под угрозой исчезновения. NMFS определила, что петиция содержит существенную информацию, и учредила Группу биологической проверки Atlantic Acropora (BRT) для проверки состояния этих видов кораллов. [15] В состав BRT входила разнообразная группа экспертов из самых разных научных областей, в том числе защитников кораллов. [14] 3 марта 2005 г. BRT опубликовало обзор состояния, в котором обобщена соответствующая опубликованная литература по этим видам, комментарии общественности и оценка текущих усилий по сохранению. [15]
В обзоре состояния BRT сделан вывод, что ЕКА должно отнести коралл Элкхорн к видам, находящимся под угрозой исчезновения, учитывая важность его вклада в экосистему и серьезность многочисленных угроз, влияющих на этот вид. Будучи ранее многочисленным видом, его высокая скорость роста позволяла ему успевать за изменениями уровня моря. Ветвящаяся морфология создала дом и защиту для многих других рифовых организмов. С момента его исчезновения ни один другой вид кораллов не смог выполнять эти функции экосистемы. Как уже упоминалось, этот вид сталкивается со многими угрозами, включая, помимо прочего, болезни, обесцвечивание, вызванное температурой, и физический ущерб от ураганов. BRT определило, что коралл Элкхорн не находится под угрозой исчезновения, но может стать таковым в обозримом будущем, поскольку размеры его популяции были невелики, а серьезность угроз, по прогнозам, возрастет. [14]
После рассмотрения отчета BRT за 2005 год, NMFS опубликовало окончательное правило о статусе кораллов Элкхорн 9 мая 2006 года. С 8 июня 2006 года этот вид был внесен в список находящихся под угрозой исчезновения в соответствии с Законом об исчезающих видах 1973 года. [15]
В 2012 году обсуждался статус коралла Элкхорн и вопрос о том, следует ли перевести его из состояния, находящегося под угрозой исчезновения, в состояние, находящееся под угрозой исчезновения. Причиной этого предложенного изменения было продолжающееся сокращение численности населения со времени включения в список ЕКА в 2006 году, а также свидетельства неудачного набора персонала в некоторых группах населения. Продолжающееся сокращение численности населения потенциально может быть связано с рядом растущих угроз, таких как закисление океана и уровни теплового стресса.
Однако многие представители научного сообщества и общественности выразили несогласие с предложенной реклассификацией. В нескольких комментариях упоминались случаи увеличения численности и восстановления популяций, причем некоторые ссылались на статистику популяций и генетического разнообразия, а также на популяционные модели. Многие люди утверждали, что были достигнуты значительные успехи в активных проектах по восстановлению, и они опасались, что внесение этого коралла в список находящихся под угрозой исчезновения может подорвать и обескуражить текущие усилия по сохранению.
В сентябре 2014 года NMFS опубликовала окончательное правило о внесении в список 65 видов кораллов, образующих рифы. Это включало переоценку статуса коралла Элкхорн. Коралл был оставлен в списке находящихся под угрозой исчезновения из-за опасений общественности, что включение его в список находящихся под угрозой исчезновения может повлиять на текущие проекты восстановления, поскольку люди могут счесть их менее ценными. [11]
Кораллы Элкхорна сталкиваются со многими глобальными угрозами, такими как изменение климата, закисление океана и чрезмерный вылов рыбы. [3]
Как и другие виды, кораллам Элкхорна угрожает изменение климата . Изменение климата означает общее потепление средней температуры Земли, вызванное выбросами углерода. Кстати, более высокие температуры воздуха также повышают температуру воды. Как уже упоминалось, на тканях коралла Элкхорн обитают особые водоросли, называемые зооксантеллами, которые приносят много пользы. Однако при повышении температуры воды кораллы Элкхорна выбрасывают свои зооксантеллы. Без зооксантелл кораллы Элкхорна сначала теряют свой основной источник кислорода, затем окрашиваются, а затем обычно умирают. [ нужна цитата ] Кроме того, изменение климата увеличивает серьезность и распространенность штормов, которые могут уничтожить популяции кораллов Элкхорна. [3]
Кораллам Элкхорна также угрожает закисление океана . [ нужна цитата ] Подкисление океана относится к растущей кислотности морской воды, вызванной увеличением присутствия растворенного углекислого газа в результате выбросов углерода. Скелет коралла Элкхорн состоит из карбоната кальция. Углекислый газ образует химические связи с водой и посредством химических реакций удаляет ионы карбоната, необходимые кораллам для производства карбоната кальция. Чем меньше ионов карбоната, тем коралловые скелеты становятся слабее и легче ломаются. [3]
Как и в случае со многими кораллами, чрезмерный вылов рыбы влияет на коралл Элкхорн, сокращая популяцию рыб, питающихся вредными макроводорослями. Макроводоросли повреждают кораллы Элкхорна, производя токсичные химические вещества и уменьшая доступный поблизости кислород. Макроводоросли могут нанести еще больший вред кораллу Элкхорн, способствуя росту патогенов. Кроме того, макроводоросли сокращают количество подходящих участков, где прикрепляются личинки кораллов Элкхорна, снижая способность рифов Элкхорна к восстановлению. [16]
Местное загрязнение воды, также известное как сточные воды , отрицательно влияет на кораллы Элкхорна, увеличивая распространенность белой оспы, обилие макроводорослей и увеличивая мутность воды. [ нужна цитата ]
Патогены человека, обнаруженные в неочищенных сточных водах, особенно вредны для кораллов Элкхорна. Serra marcescens , обычно называемая белой оспой , чрезвычайно смертельна и заразна. [17] Болезнь сначала приводит к тому, что коралл выделяет слизь с неприятным запахом, после чего образуются толстые повреждения , которые затем отпадают, удаляя коралловую ткань. Эти поражения растут быстро и могут достигать 10,5 см 2 в день, вызывая потерю ткани на 2,5 см 2 в день. [18] Это заболевание помогло включить коралл Элкхорн в список исчезающих видов в 2006 году после того, как в 2005 году случай Serra marcescens уничтожил 75% карибских кораллов. [17]
Неочищенные сточные воды также содержат большое количество питательных веществ, которые увеличивают рост макроводорослей. Как упоминалось выше, рост макроводорослей вреден для выживания Элкхорна. [16]
Еще одним стрессором является повышение мутности воды. Такое увеличение мутности может быть результатом множества проблем, таких как неочищенные сточные воды и эрозия пляжей . Кораллы Элкхорн обитают на очень мелководных участках, что позволяет их фотосинтезирующим зооксантеллам получать много света. Когда вода становится мутной или мутной, доступ к этому свету затрудняется. При меньшем количестве доступного света происходит меньше фотосинтеза, и, следовательно, зооксантеллы производят меньше кислорода. Как говорилось ранее, большую часть кислорода кораллы получают от своих зооксантелл, поэтому без этого кислорода коралл Элкхорн может быстро задохнуться и умереть. [19]
Все эти стрессоры независимо друг от друга ослабляют кораллы. В совокупности они уменьшают шансы кораллов пережить какой-либо отдельный стрессор.
До включения в список ЕКА в 2006 году не существовало никаких регулирующих механизмов для защиты кораллов Элкхорн. Имелась некоторая документация с правилами; однако ни в каких документах конкретно не упоминается коралл Элкхорн или какие-либо другие кораллы Acropora.
Большая часть существующих правил была направлена на защиту кораллов от физических воздействий, возникающих в результате рыболовных снастей, постановки на якорь и посадки судна на мель. Закон Флориды защищает кораллы Scleractinia , а также кораллы Milleporina от сбора, коммерческой эксплуатации и прямого физического ущерба. Пуэрто-Рико также приняло аналогичные законы, защищающие кораллы и поощряющие их сохранение. В 2001 году Служба национальных парков установила два национальных памятника — Коралловый риф Виргинских островов и Национальный памятник «Риф острова Бак» . Создание этих двух памятников создало тысячи акров недобывающих зон. [15]
В то время как у Соединенных Штатов была определенная политика до включения в список, у многих других стран ее не было. Учитывая, что ареал коралла Элкхорн простирается вдоль побережий нескольких разных стран, непоследовательность в политике представляет собой проблему. Официальный список кораллов Элкхорн позволил установить более конкретную защиту.
В марте 2015 года NMFS опубликовала план восстановления, в котором четко изложены цели и усилия по сохранению кораллов Элкхорн. В этом документе указано, что основными целями являются увеличение численности этого вида и защита генетического разнообразия на всем его ареале. [20]
Эта последняя цель особенно важна для сохранения природы. Кораллы Элкхорна способны как к половому, так и к бесполому размножению; однако более распространено бесполое размножение, в результате чего только около 50% Элкхорнов являются генетическими особями. [11] Отсутствие генетических вариаций делает этот вид более восприимчивым к угрозам и, следовательно, является важным направлением для сохранения.
Большинство текущих проектов по восстановлению кораллов Элкхорна включают создание охраняемых территорий, которые призваны способствовать воспроизводству и росту путем минимизации некоторых угроз для этого вида.
26 ноября 2008 г. NMFS издало окончательное правило, вступившее в силу 26 декабря 2008 г., согласно которому 2959 квадратных миль (7664 кв. км) были определены как критическая среда обитания кораллов Элкхорн. Описываемая среда обитания состоит из четырех различных территорий, включая побережье Флориды, Пуэрто-Рико, районы Сент-Джон и Сент-Томас, а также остров Санта-Крус. Эти территории были выбраны специально, поскольку на их поверхности имеются особенности поверхности, необходимые для сохранения Элкхорна. Чтобы увеличить количество успешных случаев полового и бесполого размножения, этому виду необходимы твердые поверхности на глубине воды от средней линии прилива до примерно 30 метров. [6]
В 2009 году правительство США приняло Закон о восстановлении и реинвестировании Америки, который обеспечил финансирование сохранения кораллов через департамент Национального управления океанических и атмосферных исследований (НОАА). Это финансирование позволило создать сеть коралловых питомников в водах у побережья южной Флориды и Виргинских островов США для восстановления кораллов Элкхорна. Питомники оказались полезными в проведении генетических исследований, способствующих общему росту и восстановлению рифов. [11]
Даже спустя 14 лет после того, как коралл Элкхорн был внесен в список находящихся под угрозой исчезновения, он остается таковым. Эта неудача отчасти связана с затратами времени и энергии, которые ранее требовались для восстановления коралловых рифов Элкхорна. Эти процедуры требовали, чтобы кораллы выращивались в течение месяцев или лет в питомниках, прежде чем их высаживали в океан. Однако новые исследования показывают, что коралл Элкхорн можно высаживать в океане уже через две недели после выращивания в питомнике. Это сокращение времени выгула делает выращивание кораллов Элкхорна примерно в 30 раз дешевле. Такое снижение затрат облегчает странам восстановление своих рифов в финансовом отношении. [21]
