Vågor av förintelse har slagit ner korallreven till en bråkdel av vad de var för 40 år sedan, och det som finns kvar kan stå inför en smygande död:Den effektiva utrotningen av många korallarter kan försvaga revsystemen och därmed suga ut liv ur de kvarvarande korallerna.

I det grunda utanför Fijis Stillahavskuster, Två havsforskare från Georgia Institute of Technology för en ny studie samlade grupper av koraller som alla var av samma art, dvs grupper utan artmångfald. När Cody Clements snorklade ner för första gången för att kolla efter dem, hans ögon berättade omedelbart vad hans data senare skulle avslöja.

"En av arterna hade hela tomter som blev utplånade, och de var övervuxna av alger, ", sa Clements. "Rader av koraller hade vävnad som var brun - det var död vävnad. Annan vävnad hade blivit vit och höll på att dö."

36 hemska tomter

Clements, en postdoktor och studiens första författare, också samlade grupper av koraller med en blandning av arter, dvs grupper av biologisk mångfald, för jämförelse. Totalt, det fanns 36 enartade tomter, eller monokulturer. Ytterligare tolv tomter innehöll polykulturer som blandade tre arter. (Mer information nedan.)

I slutet av det 16 månader långa experimentet, monokulturer hade uppenbarligen varit värre. Och studien hade visat via den mätbart hälsosammare tillväxten i polykulturer att vetenskapen kan börja kvantifiera den biologiska mångfaldens bidrag till korallernas överlevnad såväl som effekterna av den biologiska mångfaldens försvinnande.

"Detta var ett startexperiment för att se om vi skulle få ett första resultat, och det gjorde vi, sa chefsutredaren Mary Hay, en Regents Professor och Harry och Linda Teasley ordförande vid Georgia Techs School of Biological Sciences. "Så mycket revdöd under åren har minskat korallarternas variation och gjort reven mer homogena, men vetenskapen förstår fortfarande inte tillräckligt om hur den biologiska mångfalden av koraller hjälper reven att överleva. Vi vill veta mer."

Resultaten av studien visas i februarinumret av tidskriften Naturekologi och evolution och gjordes tillgängliga online den 7 januari, 2018. Forskningen finansierades av National Science Foundation, av National Institutes of Health's Fogarty International Center, och av Teasley Endowment.

Studiens insikter kan hjälpa ekologer att återuppliva sönderfallande rev med koraller - som är djur. Tidigare påfyllningsinsatser har ofta utplacerat fläckar av enstaka arter som har haft svårt att få fäste, och forskarna tror att studien bör uppmuntra återplantering med hjälp av biodiversitetsfläckar.

40 års decimering

Decimeringen av koraller som Hay har sett i över fyra decennier av undervattensforskning understryker denna studies betydelse.

"Det är chockerande hur snabbt de karibiska reven kraschade. På 1970-talet och början av 1980-talet, reven bestod till cirka 60 procent av levande koraller, "Sade Hay. "Koralltäcket minskade dramatiskt under 1990-talet och har förblivit lågt. Den ligger nu på cirka 10 procent i hela Karibien."

"Du brukade hitta levande olika rev med strukturellt komplexa korallbestånd lika stora som stadskvarter. Nu, de flesta karibiska rev ser mer ut som parkeringsplatser med några få glesa koraller utspridda."

84 procents förlust

Att decimeringen i Stilla havet är mindre dyster är bitter ironi. Ungefär hälften av det levande koralltäcket försvann där mellan början av 1980-talet och början av 2000-talet med minskningar som accelererade sedan dess.

"Från 1992 till 2010, det stora barriärrevet, som utan tvekan är det bäst förvaltade revsystemet på jorden, tappade 84 procent, ", sa Clements. "Allt detta inkluderar inte de senaste blekningshändelserna som rapporterats så brett i media, och de dödade enorma delar av rev i Stilla havet."

Blekningsevenemanget 2016 plundrade också rev utanför Fiji där forskarna körde sitt experiment. Koralldöden har associerats med långa perioder av havsuppvärmning, som har blivit mycket vanligare under de senaste decennierna.

10 gånger fler arter

Fortfarande, det finns hopp. Stillahavsreven stödjer tio gånger så många korallarter som karibiska rev, och Clements och Hays nya studie tyder på att denna högre biologiska mångfald kan bidra till att göra dessa rev mer robusta än de karibiska reven. Där, många arter har anslutit sig till den utrotningshotade listan, eller är "funktionellt utdöda, " fortfarande närvarande men i spår för små för att ha ekologisk påverkan.

Karibiens korallkollaps kan ha varit ett varningsskott om farorna med förlust av arter. Vissa korallarter skyddar andra från att bli uppätna eller infekterade, till exempel.

"En handfull arter kan vara avgörande för många andras överlevnad, och vi vet ännu inte tillräckligt väl vilka som är mest kritiska. Om nyckelarter försvinner, konsekvenserna kan bli enorma, sa Hay, som tror att han redan har sett detta i Karibien. "Nyckelarters tillbakagång kan driva på andras tillbakagång och potentiellt skapa en dödsspiral."

864 slipande djur

Utanför Fijis stränder, Clements transporteras med kajak, en och en, 48 betongbord han hade byggt på mark. Han satte dem på plats och monterade ovanpå dem 864 taggiga koraller i planteringskärl som han hade skapat från toppen av plastflaskor med läsk.

"Jag skrapade bort mycket hud från mina fingrar när jag skruvade korallerna på borden, " han sa, skrattar åt minnet. "Jag drack tillräckligt med saltvatten genom min snorkel när jag gjorde det, för."

Clements lade ut 18 koraller på varje bordsskiva:Tre grupper av monokulturer fyllde 36 bord (12 med art A, 12 med art B, 12 med art C). De återstående 12 bordsskivorna innehöll polykulturer med balanserade A-B-C-blandningar. Han samlade in data fyra månader in i experimentet och vid 16 månader.

Polykulturerna såg alla fantastiska ut. Endast en monokulturart, Acropora millepora , hade fin tillväxt vid 16-månadersgränsen, men den arten är mer mottaglig för sjukdomar, blekning, rovdjur, och stormar. Det kan ha sprintat framåt i tillväxten i experimentet, men på lång sikt skulle den förmodligen behöva hjälp av andra arter för att klara av sin egen bräcklighet.

"Båda koraller och människor kan klara sig bra på egen hand i goda tider, " sa Hay. "Men när katastrofen inträffar, vänner kan bli viktiga. "