Genom att använda genetiska prover och datorsimuleringar, Evolutionsbiologer har gjort en prognos som är halvfull i glaset:Koraller i Stora barriärrevet har tillräckligt med genetisk variation för att anpassa sig till och överleva stigande havstemperaturer i minst ett århundrade till, eller mer än 50 år längre än tidigare uppskattningar har föreslagit.

"Det betyder att dessa koraller fortfarande kommer att dö ut om vi inte gör något, sa Mikhail Matz, docent vid University of Texas vid Austins institution för integrativ biologi och ledande forskare i projektet. "Men det betyder också att vi har en chans att rädda dem. Det ger oss tid att faktiskt göra något åt ​​den globala uppvärmningen, vilket är huvudproblemet."

Resultaten av deras arbete publiceras i 19 april-upplagan av tidskriften PLOS Genetik . Matz medförfattare är Galina Aglyamova vid UT Austin, Eric Treml vid University of Melbourne och Line Bay vid Australian Institute of Marine Science.

Källan till korallens motståndskraft ligger i genetiska variationer mellan anslutna men vitt spridda populationer. En av de största revbyggande korallerna på Stora barriärrevet är en art av staghornskorall som kallas Acropora millepora. I en tidning från 2015 i tidskriften Vetenskap , Matz och hans kollegor visade att inom samma korallart, vissa individer har gener som gör dem mer värmetoleranta än andra.

Varje korallkoloni producerar en miljon larver varje år, och dessa larver flyter på strömmar i upp till flera veckor tills de slår sig ner på ett nytt rev. När förhållandena ändras på en viss plats – till exempel, vattnet värms upp – individer av arten som är mindre anpassade dör medan bättre anpassade individer trivs. Över tid, om inkommande larver tillhandahåller genetiska varianter för ökad härdighet, den lokala befolkningen övergår till den hårdare sorten.

"Denna genetiska variation är som bränsle för naturligt urval, " Sa Matz. "Om det finns tillräckligt med det, evolutionen kan vara anmärkningsvärt snabb, eftersom allt det behöver göra är att blanda om de befintliga varianterna mellan populationerna. Den behöver inte vänta på att en ny mutation ska dyka upp; den är redan där. Problemet är, när den genetiska variationen är uttömd, det är över och framtiden är oklart."

Forskarna anpassade metoder som användes för att studera hur mänskliga populationer har utvecklats över hela världen för att studera hur sammankopplade populationer av staghornkoraller på Stora barriärrevet utvecklas. För att rekonstruera mönster av larver migration, en viktig drivkraft för utveckling på befolkningsnivå, de använde tusentals genetiska varianter från fem platser över revet, samt en biofysisk modell av larvspridning via strömmar.

Vissa forskare försöker skapa superkoraller i laboratoriet, inklusive genom genteknik, men det är inte vad Matz rekommenderar. Snarare, han tycker att forskare borde fokusera på att lära sig mer om genetik och förmedla den informationen till dem som är involverade i bevarandeinsatser. Matz tycker att ansträngningar för att förändra koraller i labbet är missriktade - delvis för att forskare inte riktigt vet hur korallgener fungerar och också för att det finns ett mer effektivt sätt att hjälpa koraller att utvecklas.

"Ett sätt att komma igång med korallanpassning skulle vara att flytta korallkolonier som bär potentiellt adaptiva genetiska varianter bland populationer och låta dem häcka med lokalbefolkningen, ", sa Matz. "Ge bara mer bränsle för naturligt urval på varje plats så det finns mer att välja på."

Nästa, forskarna planerar att genomföra experiment för att verifiera att deras modells förutsägelser matchar hur verkliga korallpopulationer för närvarande utvecklas. De planerar att kombinera genetiska prover tagna från koraller på fem platser över Stora barriärrevet i början av 2000-talet med de som tagits på samma platser under de kommande fem åren för att bygga en 20-årig karta över faktiska genetiska förändringar som kan jämföras med modell. förutsägelser.

Enligt en rapport från Intergovernmental Panel on Climate Change 2014, utan större minskningar av utsläppen av växthusgaser, den globala yttemperaturen förutspås stiga med mer än 2 grader Celsius i slutet av århundradet (i förhållande till början av århundradet). Haven absorberar mer än 90 procent av den värme som fångas upp av ökade utsläpp av växthusgaser.

Koraller lever i kolonier med färgglada alger som ger dem näringsämnen. När det omgivande vattnet värms för mycket, algerna kan producera gifter, tvingar koraller att driva ut dem, lämnar korallen en spöklik vit. Om inte temperaturen snart sjunker igen, korallerna kan dö av svält eller sjukdom. En stor blekningshändelse dödade stora delar av Stora barriärrevet 2016 och 2017.