Влияние температуры и характеристик освещения на рост и окраску герматипных кораллов Stylophora pistillata (Esper, 1797), Montipora digitata (Dana, 1846), Seriatopora guttata (Veron, 2000)

Экосистемы коралловых рифов в настоящее время подвергаются воздействию комплекса негативных факторов, ведущих к их деградации и разрушению. Проявлением неблагоприятных изменений среды обитания кораллов являются нарушение их роста и обесцвечивание (coral bleaching) в результате утраты эндосимбионтов. В разной степени, на жизнедеятельность кораллов влияют такие факторы среды как температура, кислотность и щелочность воды, освещенность и многое другое. Считается, что биота тропиков обитает в условиях близких к высшему летальному порогу по температуре. Главной причиной стресса становится изменение характеристики светового потока, температура ингибирует восстановление фотосистем и провоцирует выброс зооксантелл. Выделяют виды подверженные обесцвечиванию и устойчивые к нему. Для первых при повышенной температуре характерно увеличение общей фотосинтетической активности, что связывают с повышенной активностью ферментов углеродного метаболизма, также увеличивается интенсивность кальцификации. Освещенность критически важна для роста и размножения герматипных кораллов. Однако, исследований роли в физиологии кораллов узких спектральных диапазонов немного. Для размножения зооксантелл, синтеза хлорофилла, выработки цветных протеинов в тканях кораллов и нормального деления клеток, необходимы фиолетовый, голубой и красный диапазоны. В работе проводили два эксперимента: по изучению влияния температуры и освещения на физиологические процессы кораллов. Эксперименты были поставлены последовательно в специализированном лабораторном комплексе, состоящем из трех аквариумов объемом по 60 л с индивидуальными системами жизнеобеспечения, позволяющими моделировать и автоматически поддерживать параметры среды, такие как спектральные характеристики и продолжительность освещения, температура и кислотность воды, содержание ионов Ca2+ и CO32-, характеристики волновой активности, соленость. Целью первого эксперимента являлась оценка динамики роста и степени изменения окраски кораллов при различной температуре. В аквариумах №1, 2, 3 поддерживалась температура 23, 26, 29 ⁰С, соответственно. Остальные параметры среды были одинаковыми. Цель второго эксперимента – оценить динамику роста и изменение окраски кораллов в условиях освещения с различными характеристиками. Освещенность различалась по продолжительности и интенсивности в полноспектральном и синем, включая ультрафиолет, (400-470 нм) диапазонах, последовательно на 25% в серии аквариумов. В экспериментах использовали колонии кораллов Seriatopora guttata, Montipora digitata, и Stylophora pistillata, полученные в результате фрагментирования материнских колоний этих видов (о. Бали, Индонезия). Динамика роста кораллов оценивалась методом периодического подводного взвешивания колоний с точностью 0,01 г, с дальнейшим расчётом удельных темпов роста (SGR - specific growth rates). Степень обесцвечивания фиксировали при помощи макросъемки с одинаковыми настройками камеры. После фрагментирования выживаемость новых колоний составила 100%, новые колонии показали высокую скорость роста – около 5 мм за две недели, хорошую раскрываемость полипов и формирование новых точек роста. По результатам экспериментов, могли наблюдать, что с повышением температуры до некоторого порогового значения, скорость роста колоний кораллов увеличивается, после чего наступает остановка роста вследствие нарушения физиологических процессов. Пороговое значение температуры для разных видов кораллов разное. M. digitata обладает большей температурной толерантностью, чем S.guttata. Можно предположить, что в природе, этот вид будет занимать экологические ниши кораллов более чувствительных к повышению температуры, способствуя сохранению структуры рифа. Однако обесцвечивание характерно для обоих видов, это подтверждают факт, что повышение температуры воды отрицательно сказывается на физиологическом состоянии кораллов, вызывая их обесцвечивание, что может приводить к деградации коралловых рифов в природе. Интенсивное освещение в сочетании с большей долей синего спектра вызывает ускоренный (в 1,6-1.9 раза) рост кораллов и, одновременно, снижение интенсивности окраски их тканей, что указывает на достаточность и даже избыточность такого освещения. Менее интенсивное освещение с повышенной долей красного спектра (600-700 нм) вызывает разнонаправленные реакции у кораллов – относительно большую скорость роста у M. digitata и замедленный рост у S. pistillata, что может указывать на границу зон оптимумов в освещении. Освещение малой интенсивности с преобладанием синего спектра приводит к замедлению вертикального роста и к разрастанию в горизонтальной плоскости. В последнем случае, насыщенная окраска кораллов сохраняется, что позволяет считать ее адаптацией к недостатку света. Действие обоих факторов может вызывать долговременные последствия. Данная работа направлена на изучения различий в реакции видов кораллов на температуру окружающей среды и типа освещения и предлагает рабочую схему для проведения дальнейших исследований.