Klimatförändringar och havsuppvärmning hotar korallrev och stör det harmoniska förhållandet mellan koraller och deras symbiotiska alger, en process som kallas "korallblekning". Dock, en ny studie utförd av forskare vid University of Hawai'i (UH) i Mānoa och California Academy of Sciences avslöjade mjuka vävnader som täcker det steniga korallskelettet som främjar återhämtning av koraller efter en blekningshändelse.

Dessa mjuka vävnader, som är hem för nyttiga alger, representerar en energikälla för koraller. Studien, ledd av Chris Wall, en doktorand vid Hawai'i Institute of Marine Biology (HIMB) vid UH Mānoa School of Ocean and Earth Science and Technology (SOEST), visade koraller med tjockare vävnad kan vara bättre rustade för att överleva blekning i ett värmande hav.

Korallrev är en viktig resurs för människorna i Hawaii och statens ekonomi i form av turism, dykning, och fritidsfiske, förutom att skydda strandlinjer från stormar och kusterosion.

När koraller stressas, de tappar de färgglada algerna som lever i sina vävnader, vilket resulterar i blekning och ibland död av korallerna. Dessa händelser har historiskt sett varit sällsynta på Hawaiiöarna, men värmestress blir allt mer utbredd till följd av klimatförändringarna. Upprepade blekningshändelser 2014 och 2015 visar att Hawai'i inte är immun mot effekterna av havsuppvärmning.

"Även om vi vet mycket om termisk stress och dess effekter på koraller, vi vet relativt lite om hur koraller återhämtar sig från blekning i den verkliga världen, eller hur lokala faktorer, såsom ljus eller näringsämnen i havsvatten, kan påverka återhämtning från blekning, sa Wall.

Hösten 2014, Wall och kollegor studerade kolonier av två arter av koraller, riskorall och fingerkorall, i Kāne'ohe Bay, O'ahu, Hawai'i, när havsvattnet i bukten nådde ovanligt höga temperaturer på 86F, som är nära högsta temperaturen Hawaiian koraller kan tolerera. Teamet var intresserat av hur kolonier som var känsliga för termisk stress reagerade på och återhämtade sig från blekning jämfört med intilliggande korallkolonier som förblev pigmenterade och inte blekade.

Under uppvärmningen och tre månader senare, laget utvärderade koralldjuren och deras symbiotiska alger, och under hela studien mätte miljöfaktorer inklusive ljusnivåer, vattentemperaturer, sedimenteringshastigheter, och näringsämnen för havsvatten för att bättre förstå hur miljöfaktorer påverkade svårigheten av korallblekning och återhämtningshastigheter. Forskarna använde också naturligt förekommande kemiska signaturer i korallvävnader för att testa hur koraller presterade och vad de åt under och efter stress.

"En koralls kost är baserad på mat från deras symbionter och konsumtion av små organismer i havsvatten som kallas plankton, och dessa två källor levererar byggstenarna för korallvävnader. Men under blekning, koraller lämnas utan sina symbionter och svälter i själva verket. Vi ville veta hur koraller övervinner detta näringsmässiga dilemma - litade de på lagrad energi i sina vävnader (ungefär som en björn i viloläge) eller åt de mer plankton? "

De blekta kolonierna dog inte och visade anmärkningsvärd motståndskraft, återhämta sig från förluster i både deras symbionter och mjukvävnader inom tre månader. Denna återhämtning påskyndades av miljöfaktorer, som svalare vattentemperaturer och vatten med låga näringskoncentrationer, som påverkade korallvävnader.

Forskarna bestämde att korallvävnader är mycket viktiga vid blekningens återhämtningsprocess och koraller med rikliga eller tjocka vävnader kan bättre överleva och återhämta sig från blekstress. Den lagrade energin i korallvävnader, och inte större planktonmatning, fungerade som mat för koraller under termisk stress och hjälpte koraller att återhämta sig.

"Kāne'ohe Bay är ett unikt korallekosystem som har återhämtat sig från decennier av mänskliga effekter. Därför, koraller i Kāne'ohe Bay kan hålla värdefulla lärdomar för vetenskap när vi arbetar för att förstå grunden för koraltolerans mot de miljöutmaningar som upplevs idag och de som kommer i framtiden när människor fortsätter att förändra vårt globala klimat, sa Wall.

I framtiden, forskarna kommer att arbeta för att bättre förstå vilka mekanismer som ligger till grund för koralldjuren och deras mikrobernas tolerans och sårbarhet för havsuppvärmning.