Исследователи из США и Израиля выяснили, что кораллы при создании своих известковых скелетов не полагаются на волю волн, а активно строят скелет сами, что может помочь им пережить глобальное потепление и окисление морской воды.
Коралл Stylophora pistillata
© Tali Mass / University of Haifa
Кораллы — скелеты коралловых полипов, миниатюрных морских беспозвоночных. Кораллы состоят из карбоната кальция — того же материала, который формирует раковины устриц и других морских животных. Коралловые рифы покрывают всего 1% морского дна, но являются домом для 25% морских организмов, поэтому они крайне важны для экосистемы.
Однако с 1980-х годов ученые начали замечать, что кораллы обесцвечиваются и гибнут. Это происходит из-за того, что в морскую воду попадает слишком много углекислого газа и она окисляется. Экологи забили тревогу, так как, по их мнению, это может привести к вымиранию коралловых рифов.
Ученые долгое время не могли понять, как именно растут кораллы. Классическая гипотеза состоит в том, что кораллы полагаются на естественное течение воды, которое прибивает к ним минералы — за счет этого коралловый скелет растет молекула за молекулой. Другая гипотеза указывает на более активную роль самих полипов: они забирают морскую воду, концентрируют ее, но все равно приращивают скелет по молекуле.
В данном случае гипотеза ученых состояла в том, что полипы принимают более активное участие в формировании своего скелета, а значит, более устойчивы к разрушению.
Ученые визуализировали постепенный рост коралловых скелетов с помощью нескольких методов спектроскопии, включая фотоэлектронную спектроскопию. Это позволило увидеть все минеральные фазы, присутствующие во взрослых кораллах. На основе этих данных ученые сгенерировали изображение растущих скелетов Stylophora pistillata.
Визуализация роста кристаллов кораллового скелета Stylophora pistillata.
Цветами показана ориентация различных кристаллов в пространстве
© Pupa Gilbert et al. /University of Wisconsin-Madison, and Matthew Marcus /
Advanced Light Source, Lawrence Berkeley National Laboratory
Ученые четко увидели частицы, состоящие из нестабильных аморфных форм карбоната кальция возле растущих поверхностей коралловых скелетов и внутри мягких тканей под этими поверхностями. Некоторые частицы были более чем в 500 раз больше, чем стандартные частицы карбоната кальция. Исследователи также наблюдали доказательства того, что неустойчивые формы в конечном итоге кристаллизуются в арагонит — стабильную форму карбоната кальция, которая составляет зрелые коралловые скелеты.
Таким образом, кораллы не полагаются на волю волн, а собирают морскую воду в своих мягких тканях, организуют имеющиеся в ней минеральные молекулы в большие частицы карбоната кальция и только потом прикрепляют их к растущему скелету. Такой способ роста в 100 раз быстрее, чем если бы коралл рос молекула за молекулой, и это соответствует существующим наблюдениям.
Поскольку минеральный скелет сначала формируется внутри мягких тканей коралла, они могут продолжать делать так даже в окисляющихся океанах. Если другие кораллы строят свои скелеты по тому же принципу, возможно, они могут пережить кризис, вызванный увеличением углекислого газа в атмосфере и окислением морской воды. Для проверки этой гипотезы ученым нужны дополнительные наблюдения.
Исследование опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA
Источник: chrdk.ru
