Havene er en klokke for planetens helse, og absorberer over 90 % av solens energi. De viser i hvilken grad stigende temperaturer truer korallrev og andre vitale økosystemer som støtter biologisk mangfold. I 2016 og 2017 forårsaket en brå økning i overflatetemperaturer i Stillehavet massebleking i en enestående skala. Australias Great Barrier Reef ble spesielt hardt rammet.
Bleking oppstår når varmestress forstyrrer det symbiotiske forholdet mellom koraller og de bittesmå algene som lever inne i dem, og gir en kilde til næringsstoffer for koraller og gir dem fargen. Vedvarende bleking kan føre til koralldød. I løpet av de siste to tiårene har unormale hetebølger fått hele deler av revet utenfor kysten av Australia – som måler flere kilometer i lengde – til å bli hvite.
Forskere har allerede funnet ut at noen skjær er bedre rustet til å takle tilbakevendende varmestress enn andre. For sin avhandlingsforskning brukte Oliver Selmoni, en doktorgradsassistent ved EPFLs Laboratory of Geographic Information Systems (LASIG), prinsippene for miljøgenomikk for å karakterisere denne evnen til å tilpasse seg. Selmoni kryssrefererte resultatene av genetiske analyser av korallprøver med havtemperaturdata fanget av satellitter for å finne ut hva som gjorde noen koraller bedre i stand til å motstå stigende temperaturer.
Bygge en studie fra grunnen
Etter å ha brukt metoden sin på forhåndseksisterende data om en korallart i Japan, reiste Selmoni til Ny-Caledonia for å bygge en ny studie fra grunnen av. Han samlet inn sine egne korallprøver ved hjelp av IRD-forskerne med base i Nouméa. Funnene ble publisert i Nature Scientific Reports 12. november. "Ny-Caledonia er hjemmet til verdens nest lengste korallrev, og utvider seg til over 1 000 km," sier Selmoni. "Dette relativt kompakte økosystemet er utsatt for dramatiske kontraster i miljøforhold, noe som gjør det til en ideell kandidat for å studere klimatilpasning."
Studien hadde som mål å teste to hypoteser. Den første er at korallpopulasjoner lærer å tilpasse seg varmere hav etter å ha opplevd langvarig varmestress over mange år. "Jo lenger høyere temperaturer vedvarer, jo mer sannsynlig er det at klimabestandige egenskaper vil utvikle seg og overføres fra generasjon til generasjon," forklarer Selmoni. Den andre hypotesen er knyttet til tilkobling: koraller formerer seg ved å slippe larver ut i vannet, som deretter føres i havstrømmer. "Koraller er avhengige av nærliggende populasjoner for å overleve. Når et rev blir ødelagt av miljøbelastninger eller menneskelig aktivitet, trengs larver fra andre steder for å sette i gang gjenbefolkning," legger han til.
Etablering av marine beskyttede områder
Selmonis første oppgave var å vurdere sammensetningen av havmiljøet i Ny-Caledonia, ved å bruke satellittdata som strekker seg 30 år tilbake i tid. Etter å ha valgt ut 20 steder med størst temperaturkontraster, dro han ut i felten for å samle prøver. "Vi fokuserte på tre flaggskip stillehavskorallarter som er mottakelige for bleking og relativt enkle å finne," minnes han. "Det var et stort foretak: 3000 km på vei og ytterligere 1000 km med båt!" Selmoni delte detaljer om opplevelsen sin på EPFL Out There-bloggen.
Ved å bruke miljøgenomiske metoder ved LASIG fant han ut at feltobservasjonene støttet hans tilkoblings- og tilpasningshypoteser. "Som forventet observerte vi en sammenheng mellom sannsynlighet for tilpasning og langvarig eksponering for høyt varmestress. Motsatt viste koraller på steder som aldri hadde opplevd varmestress ingen klimatilpasningsegenskaper," forklarer Selmoni.
Når vi ser fremover, kan kartene som er utviklet i studien brukes til å etablere nye marine beskyttede områder (MPA) - soner der fiske, turisme, industri og andre menneskelige aktiviteter er begrenset - på steder der, gjennom tilkobling, varme- resistente korallstammer kan befolke rev rundt skjærgården. Et annet alternativ kan være å velge og dyrke klimatilpassede koraller, og deretter transplantere dem til nærliggende skjær som er dårligere i stand til å motstå stigende temperaturer, og dermed akselerere prosessen med naturlig utvalg. "Over tid kan disse hardere stammene bidra til å gjenoppbygge skadede rev eller gjøre eksisterende korallpopulasjoner mer motstandsdyktige mot bleking," legger Selmoni til.
