Kelemahan Kelembapan

Terumbu karang Vibrant di Palau, Micronesia. Foto © Ian Shive

Bahagian ini memberikan maklumat mengenai ciri-ciri biologi dan fizikal yang mempengaruhi sama ada atau tidak penyembunyian karang semasa acara air panas. Coral individu berbeza-beza dalam tindak balas mereka terhadap tekanan cahaya dan haba. Perbezaan sensitiviti dalam karang dan zooxanthellae dipengaruhi oleh ciri-ciri seperti:

  • perbezaan spesies
  • perbezaan genetik
  • faktor lain yang mempengaruhi kecenderungan pemutihan (contohnya, protein tisu pendarfluor, protein kejutan haba, integrasi koloni, perubahan tingkah laku makan sebagai tindak balas terhadap tekanan haba, ketebalan tisu, dan sejarah pendedahan)

Tidak semua spesies karang sama-sama terdedah kepada pemutihan. Sebagai tindak balas terhadap suhu laut yang tinggi, beberapa karang boleh meluntur, manakala spesies karang lain di lokasi yang sama mungkin tidak. Sesetengah batu karang boleh menyesuaikan diri kepada kenaikan suhu tempatan dari masa ke masa. Secara umumnya, spesies karang yang lebih tahan terhadap pemutihan boleh dicirikan oleh bentuk pertumbuhan besar-besaran, tisu tebal atau kurang bersepadu dan kadar pertumbuhan perlahan. Contoh genera karang yang diiktiraf sebagai lebih tahan terhadap tekanan terma termasuk:

  • Acanthastrea
  • Cyphastrea
  • Diploastrea
  • Favia
  • Galaxea
  • Goniastrea
  • Hydnophora
  • Leptoria
  • Merulina
  • Montastrea
  • Platygyra
  • Porites
  • Turbinaria

Corak Kerentanan

Semasa acara pelunturan 2010, hierarki biasa kerentanan spesies telah diterbalikkan di beberapa tempat. Karang di Sumatera, Indonesia mengikuti corak biasa, dengan 90% koloni spesis berkembang pesat yang mati. Tetapi corak itu telah diterbalikkan di tapak kajian di Singapura dan Malaysia, dengan tekanan haba yang sama di semua laman web. Ini menunjukkan bahawa sejarah terma tapak mungkin memainkan peranan penting dalam menentukan keputihan pelunturan. ref

spesies karang yang lebih tahan

Spesies karang yang lebih toleran terhadap tekanan termal mempunyai bentuk pertumbuhan yang besar, tisu tebal dan kadar pertumbuhan perlahan. Foto © S. Kilarski / TNC

spesies karang kurang tahan

Spesies karang yang lebih mudah terdedah kepada tekanan haba dicirikan oleh bentuk pertumbuhan cawangan atau tabular, seperti Seriatopora dan Acropora. Gambar-gambar ke kiri: © J. McManus; NOAA

Di peringkat koloni karang, spesies yang berkembang pesat yang dicirikan oleh bentuk pertumbuhan yang berstruktur, cawangan atau tabular cenderung lebih mudah terdedah kepada pelunturan. Genera karang yang lebih mudah merangkumi:

  • Acropora
  • Millepora
  • Montipora
  • Seriatopora
  • Stylophora

Adalah penting untuk diperhatikan bahawa tiada spesis yang benar-benar kebal dari mortar akibat pemutihan dan hampir semua genera telah mengalami kematian yang tinggi semasa peristiwa pelunturan yang teruk di satu lokasi atau yang lain. ref Hierarki umum terhadap penentangan terhadap pelunturan menyediakan petunjuk kecenderungan yang berpatutan untuk memanaskan tekanan. Jadual ini ref membantu pengurus memahami apa yang perlu dicari ketika memantau terumbu - iaitu, pengurus dapat menilai generalisasi karang di kawasan mereka untuk menentukan yang mungkin menjadi tahan pelunturan yang paling / paling tidak.

Kerjaya Kesihatan Coral Clade D Symbiodinium

Membina lebih toleran haba Symbiodinium akan disertai dengan tradeoffs dalam fisiologi karang. Lebih banyak zooxanthellae tahan haba mungkin datang dengan kos ekologi, seperti mengurangkan pertumbuhan dan keupayaan reproduktif yang berkurangan, dan seterusnya pemulihan yang lebih rendah berikutan kerosakan. Satu kajian yang dijalankan di pulau-pulau di rantau Keppel Great Barrier Reef menyiasat pertumbuhan tulang. Di bawah keadaan terkawal, Acropora millepora batu karang dengan symbionts clade D tumbuh 29% lebih lambat berbanding dengan symbionts C2 clade. Di lapangan, koloni D clade tumbuh 38% lebih perlahan daripada koloni C2 clade. Hasil ini membuktikan betapa besarnya trade-off yang mungkin dialami oleh spesies ini kerana mereka menyesuaikan diri dengan keadaan yang lebih hangat dengan berubah menjadi clade D toleran yang lebih termal D zooxanthellae. ref

Zooxanthellae Genetics

Istilah "zooxanthellae" merujuk kepada pelbagai jenis alga genus Symbiodinium. Symbiodinium adalah sejenis kumpulan dinoflagellates genetik, termasuk sembilan phylogenetic jenis, dibezakan sebagai klad AI. Ini klad yang berbeza secara genetik mempunyai ciri-ciri alam sekitar, ekologi dan geografi yang berbeza yang mempengaruhi rintangan dan ketahanan karang kepada tekanan terma. Kajian telah mendedahkan bahawa klasifikasi zooxanthellae yang berbeza mempunyai keraguan yang berbeza terhadap tekanan haba dan cahaya.

Clade D Symbiodinium

Clade D Symbiodinium adalah toleran termal dan meningkatkan rintangan karang yang memelihara mereka untuk ditinggikan SSTs. ref Clade D Symbiodinium terdapat dalam pelbagai spesies karang. Clade D Symbiodinium terdapat banyak karang yang lebih tinggi daripada yang lain, dan ini sering terumbu yang terdedah kepada tekanan termal yang agak tinggi atau tekanan tempatan (contohnya, pemendakan pada terumbu) dengan sejarah pemutihan karang. Sebagai contoh, clade D Symbiodinium lebih banyak dalam karang acroporid dari laguna belakang di Samoa Amerika, di mana SSTs mencapai suhu maksimum yang lebih tinggi daripada persekitaran terumbu karang, di mana Acropora terutamanya tuan rumah klade C. ref Kerana mereka sering dijumpai dalam banyak kelebihan pada terumbu yang terdedah kepada tekanan alam sekitar, kehadiran simbol D clade boleh menjadi penunjuk biologi perubahan negatif dalam kesihatan karang. Walau bagaimanapun, ini tidak selalu berlaku; Kadang-kadang clade D symbionts menunjukkan penyesuaian positif kepada keadaan yang tertekan. Maklumat mengenai kelimpahan clade D zooxanthellae dapat membantu pengurus memahami kerentanan karang spesifik untuk tekanan termal dan juga untuk mengenal pasti perubahan dalam terumbu karang.

Aklimatisasi berbanding Adaptasi

Istilah penyesuaian dan penyesuaian sering digunakan secara sinonim tetapi tidak sama. Aklimatisasi merujuk kepada perubahan fisiologi manakala penyesuaian merujuk kepada perubahan genetik. Aklimatisasi

  • Perubahan yang berlaku dalam seumur hidup organisma individu
  • Perubahan yang berlaku akibat pendedahan kronik kepada perubahan alam sekitar dan membantu individu hidup dalam persekitaran yang diberikan. Perubahan sedemikian tidak boleh dihantar kepada anak-anak.

Penyesuaian

  • Perubahan yang berlaku ke atas generasi dalam spesies
  • Perubahan yang memberikan keupayaan yang dipertingkat untuk bertahan dan menghasilkan semula dalam persekitaran tertentu

Mekanisme Zooxanthellae

Keupayaan untuk mengaitkan dengan pelbagai zooxanthellae clades adalah biasa dalam karang. ref Pertukaran selektif zooxanthellae adalah mekanisme yang potensial di mana karang mungkin bertahan terhadap tekanan iklim, seperti peningkatan suhu laut. Perubahan dalam jenis zooxanthellae dominan koloni karang mungkin berlaku melalui dua proses:

  1. "Mengalir" - perubahan dalam kelimpahan relatif zooxanthellae klad yang sudah ada dalam tisu karang
  2. "Beralih" - pengambilan klasifikasi zooxanthellae baru dari alam sekitar

Dalam jangka pendek, batu karang dengan simbiosis fleksibel boleh mengocok atau menukar zooxanthellae; dan peningkatan dalam banyaknya strain zooxanthellae yang toleran termal (seperti klade D) dijangkakan dengan kekerapan keadaan pelunturan yang semakin meningkat. Potensi untuk menyesuaikan diri dengan peningkatan permukaan permukaan laut bergantung pada sejauh mana variasi genetik untuk toleransi panas, masa generasi hayat karang dan zooxanthellae, dan kekuatan pemilihan.

Pengetahuan ciri-ciri biologi karang individu meningkatkan keupayaan untuk meramalkan tindak balas stres terhadap peristiwa pemutihan.

Beberapa ciri biologi dan fizikal karang boleh menyumbang keupayaan mereka untuk melawan pemutihan, termasuk:

karang pendarfluor

karang pendarfluorkarang pendarfluorPigmen neon berwarna yang berlainan di karang menyediakan sistem untuk mengawal persekitaran cahaya. Konsentrasi pigmen berbeza-beza antara spesies. Foto atas © Evelyn The; gambar tengah dan bawah © S. Kilarski / TNC

  • Protein kejutan haba: Banyak protein kejutan haba yang berlainan yang terdapat dalam tisu karang dan aktiviti mereka mempengaruhi tindak balas pelunturan. Protein kejutan haba membantu mengekalkan struktur protein dan fungsi sel, selepas tekanan. ref Contohnya, dalam satu kajian, tisu-tisu tinggi yang menyesuaikan cahaya karang Goniastrea aspera mempunyai kepekatan protein kejutan haba yang lebih tinggi dan tisu-tisu ini tidak memerah, tidak seperti kawasan tanah jajahan yang sama yang tidak disesuaikan dengan cahaya yang tinggi. ref
  • Protein tisu pendarfluor: Coral dikenali kerana warna-warna cerah mereka, terutamanya kepada protein-protein fluoresen dalam tisu mereka. Protein pendarfluor menyediakan sistem untuk mengawal cahaya; mereka melindungi karang daripada spektrum sinaran suria luas dengan menyaring sinaran UVA yang merosakkan. Keupayaan perlindungan protein ini menyediakan mekanisme pertahanan dalaman yang mungkin mempunyai implikasi penting untuk kelangsungan hidup panjang karang yang terdedah kepada tekanan termal. Coral yang mengandungi protein pendarfluor telah didapati untuk peluntur dengan ketara kurang daripada koloni bukan fluoresen spesies yang sama. Tambahan lagi, satu kajian baru-baru ini ref mengenalpasti peranan protein fluoresen tambahan sebagai antioksidan, yang boleh membantu mencegah stres dalam karang. Konsentrasi protein fluoresen bervariasi di antara spesies (contohnya, pocilloporids dan acroporids mempunyai kepadatan yang relatif rendah, sementara poritids, faviid dan lain-lain karang besar-besaran yang semakin lambat mempunyai kepadatan tinggi).
  • Perubahan dalam tingkah laku makan sebagai tindak balas terhadap tekanan haba: Sesetengah batu karang sangat bergantung kepada zarah makanan yang ditangkap dari lajur air untuk menambah keperluan tenaga mereka. Batu karang ini mungkin kurang bergantung pada tenaga yang disediakan oleh zooxanthellae mereka, dan dengan itu kurang terdedah kepada kelaparan semasa peristiwa pelunturan ketika zooxanthellae diusir dari karang. Selain itu, beberapa batu karang dapat menukar tingkah laku makan mereka sebagai tindak balas kepada pelunturan. Bukti menunjukkan bahawa spesies karang yang boleh mengubah tingkah laku makan mereka dapat bertahan hidup lebih baik daripada spesies yang tidak dapat. ref
  • Ketebalan tisu: Ketebalan tisu karang boleh menyumbang kepada tahap kerentanan kepada pelunturan. Tisu nipis ditemui dalam spesies karang yang lebih mudah terdedah kepada pelunturan. Tisu tebal boleh membantu zooxanthellae teduh dari cahaya sengit, mengurangkan tekanan haba, dan dengan itu mengurangkan kemungkinan pelunturan.
  • Shading: Kehadiran teduhan mungkin meningkatkan ketahanan terhadap pelunturan. Apabila teduh hadir, sama ada disebabkan oleh keadaan cuaca (penutup awan yang berterusan) atau lokasi fizikal karang (contohnya di bawah bayang pulau yang tinggi atau tumbuh-tumbuhan yang terlalu meruncing), pelunturan mungkin berkurangan disebabkan radiasi solar yang berkurangan.
  • Sejarah pendedahan: Coral umumnya memerlukan julat yang sempit bagi keadaan tertentu untuk bertahan (contohnya, suhu, saliniti, cahaya), tetapi beberapa batu karang telah menyesuaikan diri dengan keadaan yang sangat tertekan di luar batas julat mereka. Sejarah pendedahan kepada suhu tinggi dapat mempengaruhi toleransi terma karang dan meningkatkan daya tahan mereka. Sebagai contoh, batu karang yang tertanam lebih panas daripada suhu purata sebelum peristiwa pemutihan boleh menjadi lebih tahan tepu berbanding dengan karang yang belum ditekankan terlebih dahulu (Middlebrook et al 2008). Coral-coral yang sihat di kawasan-kawasan di mana kebolehubahan haba adalah tinggi (contohnya, di lagun belakang-terumbu) mungkin juga lebih tahan terhadap tekanan terma (McClanahan et al 2007; Oliver dan Palumbi 2011). Di samping itu, bahagian terumbu yang sering mengalami keadaan tekanan haba, seperti flat dan crest terumbu, boleh dihuni oleh karang yang lebih toleran dan tahan terhadap tekanan.

Panduan untuk Pengurus

Garis panduan untuk mengenal pasti coral toleran tekanan termasuk cadangan berikut: ref

Panduan Pengurusan

  • Menyusun data sedia ada atau pengetahuan tempatan tentang komposisi komuniti karang di tapak. Kenal pasti kumpulan karang dominan dan pangkat toleransi pelunturan mereka berdasarkan morfologi (besar-besaran> bertelur> cawangan / tabular).
  • Melakukan tinjauan komposisi komuniti karang di tapak dan menilai dominasi jenis karang yang diketahui lebih tahan atau toleran terhadap pemutihan.
  • Jika data tersedia, gunakan kajian fisiologi karang dominan untuk menilai rintangan dan toleransi yang mungkin berdasarkan jenis zooxanthellae, pigmen pelindung foto, atau keadaan tisu (paras lipid), dan / atau kapasiti heterotropik.
  • Apabila pengurus telah menilai toleransi tegasan batu karang di tapak berdasarkan tindakan yang disenaraikan dalam peluru sebelumnya, mereka boleh menggunakan maklumat ini untuk memberitahu reka bentuk dan pengurusan MPA. Contohnya, kawasan-kawasan yang dikuasai oleh karang toleran tegangan mungkin dianggap sebagai keutamaan bagi perlindungan dalam MPA. Tapak-tapak yang mengandungi karang yang mempamerkan sifat rintangan berfungsi sebagai refuges dan sumber benih, dan mungkin penting sambungan dan dinamik ekologi lain pada skala yang lebih besar. Kawasan yang dikuasai oleh spesies yang sangat mudah terdedah akan menjadi penting untuk memantau peristiwa tekanan haba berikut untuk menilai tindak balas ekologi dari karang menjadi pelunturan.