Korálový útes -Coral reef

Korálový útes je podmořský ekosystém charakterizovaný korály vytvářejícími útesy . Útesy jsou tvořeny koloniemi korálových polypů , které drží pohromadě uhličitan vápenatý . Většina korálových útesů je postavena z kamenitých korálů , jejichž polypy se shlukují do skupin.

Korál patří do třídy Anthozoa v živočišném kmeni Cnidaria , který zahrnuje mořské sasanky a medúzy . Na rozdíl od mořských sasanek vylučují korály tvrdé uhličitanové exoskelety , které korály podporují a chrání. Většina útesů nejlépe roste v teplé, mělké, čisté, slunečné a neklidné vodě. Korálové útesy se poprvé objevily před 485 miliony let, na úsvitu raného ordoviku , vytlačily mikrobiální a houbové útesy kambria .

Mělké korálové útesy, které se někdy nazývají deštné pralesy moře , tvoří některé z nejrozmanitějších ekosystémů Země. Zabírají méně než 0,1 % rozlohy světového oceánu, přibližně polovinu rozlohy Francie, přesto poskytují domov nejméně 25 % všech mořských druhů , včetně ryb , měkkýšů , červů , korýšů , ostnokožců , hub , pláštěnců a dalších cnidarians . Korálovým útesům se daří v oceánských vodách, které poskytují málo živin. Nejčastěji se vyskytují v mělkých hloubkách v tropických vodách, ale hlubokovodní a studenovodní korálové útesy existují v menších měřítcích v jiných oblastech.

Korálové útesy se od roku 1950 zmenšily o 50 %, částečně proto, že jsou citlivé na vodní podmínky. Jsou ohroženy nadbytkem živin (dusík a fosfor), stoupajícím obsahem tepla v oceánech a acidifikací , nadměrným rybolovem (např. z prudkého rybolovu , kyanidového rybolovu , podmořského rybolovu na potápění ), používáním opalovacích krémů a škodlivými praktikami využívání půdy, včetně stékání a průsaků. (např. z injekčních studní a žump).

Korálové útesy poskytují ekosystémové služby pro cestovní ruch, rybolov a ochranu pobřeží . Roční globální ekonomická hodnota korálových útesů se odhaduje na 30–375 miliard USD (odhady z roku 1997 a 2003) přes 2,7 bilionu USD (odhad pro rok 2020) až 9,9 bilionu USD (odhad z roku 2014).

Formace

Většina korálových útesů vznikla po poslední době ledové , kdy tání ledu způsobilo vzestup hladiny moře a zaplavení kontinentálních šelfů . Většina korálových útesů je stará méně než 10 000 let. Jak se komunity utvářely, útesy rostly nahoru a stoupaly hladiny moří . Útesy, které stoupaly příliš pomalu, by se bez dostatečného světla mohly utopit. Korálové útesy se nacházejí v hlubokém moři daleko od kontinentálních šelfů , kolem oceánských ostrovů a atolů . Většina těchto ostrovů je vulkanického původu. Jiné mají tektonický původ, kde pohyby desek zvedly hluboké dno oceánu.

V The Structure and Distribution of Coral Reefs Charles Darwin vyložil svou teorii formování atolových útesů, nápad, který zrodil během cesty na Beagle . Teoreticky vycházel z toho, že atoly vznikly zvednutím a poklesem zemské kůry pod oceány. Darwin vytyčil sekvenci tří fází formování atolu. Kolem vyhaslého vulkanického ostrova se vytváří lemovaný útes , jak ostrov a dno oceánu ustupují. Jak klesání pokračuje, okrajový útes se stává bariérovým útesem a nakonec atolovým útesem.

Darwin předpověděl, že pod každou lagunou bude skalní podloží , pozůstatky původní sopky. Následný výzkum tuto hypotézu podpořil. Darwinova teorie vycházela z jeho pochopení, že korálovým polypům se daří v tropech , kde je voda neklidná, ale mohou žít pouze v omezeném rozsahu hloubky, počínaje těsně pod odlivem . Tam, kde to úroveň podloží umožňuje, rostou korály kolem pobřeží a vytvářejí lemované útesy a nakonec se mohou stát bariérovým útesem.

Formování lemového útesu může trvat deset tisíc let a atol může trvat až 30 milionů let.

Tam, kde se dno zvedá, mohou kolem pobřeží vyrůst lemované útesy, ale korály vyvýšené nad hladinou moře odumírají. Pokud země pomalu ustupuje, okrajové útesy udržují krok tím, že rostou vzhůru na základně ze starších mrtvých korálů a vytvářejí bariérový útes uzavírající lagunu mezi útesem a zemí. Bariérový útes může obklopit ostrov, a jakmile se ostrov potopí pod hladinu moře, zhruba kruhový atol rostoucích korálů nadále drží krok s hladinou moře a tvoří centrální lagunu. Bariérové ​​útesy a atoly obvykle netvoří úplné kruhy, ale jsou místy rozbity bouřemi. Stejně jako stoupání hladiny moře , rychle klesající dno může přemoci růst korálů a zabíjet korály a útesy v důsledku toho, čemu se říká utopení korálů . Korály, které se spoléhají na zooxanthellae , mohou zemřít, když je voda příliš hluboká na to, aby jejich symbionti adekvátně fotosyntetizovali , kvůli snížené expozici světla.

Dvě hlavní proměnné určující geomorfologii nebo tvar korálových útesů jsou povaha substrátu , na kterém spočívají, a historie změny hladiny moře vzhledem k tomuto substrátu.

Přibližně 20 000 let starý Velký bariérový útes nabízí příklad toho, jak vznikaly korálové útesy na kontinentálních šelfech. Hladina moře byla tehdy o 120 m (390 stop) níže než v 21. století. Jak hladina moře stoupala, voda a korály zasahovaly do kopců australské pobřežní pláně. Před 13 000 lety se hladina moře zvedla o 60 m (200 stop) níže než v současnosti a mnoho kopců pobřežních plání se stalo kontinentálními ostrovy . Jak stoupala hladina moří, voda zaplavila většinu kontinentálních ostrovů. Korály by pak mohly zarůst kopce a vytvářet útesy a útesy. Hladina moře na Velkém bariérovém útesu se za posledních 6000 let výrazně nezměnila. Stáří živé struktury útesu se odhaduje na 6 000 až 8 000 let. Ačkoli se Velký bariérový útes vytvořil podél kontinentálního šelfu a ne kolem sopečného ostrova, platí Darwinovy ​​principy. Vývoj se zastavil ve fázi bariérového útesu, protože Austrálie se nechystá potopit. Tvořil největší bariérový útes na světě, 300–1 000 m (980–3 280 ft) od břehu a rozkládal se na 2 000 km (1 200 mi).

Zdravé tropické korálové útesy rostou vodorovně od 1 do 3 cm (0,39 až 1,18 palce) za rok a rostou svisle kdekoli od 1 do 25 cm (0,39 až 9,84 palce) za rok; nicméně, oni rostou jen u hloubek mělčích než 150 m (490 ft) protože jejich potřeby slunečního světla, a nemůže růst nad hladinou moře.

Materiál

Jak již název napovídá, korálové útesy jsou tvořeny korálovými kostrami z většinou neporušených korálových kolonií. Jak se další chemické prvky přítomné v korálech začleňují do usazenin uhličitanu vápenatého, vzniká aragonit . Úlomky skořápek a zbytky korálových řas , jako je zeleně rozdělený rod Halimeda , však mohou zvýšit schopnost útesu odolat poškození bouřemi a jinými hrozbami. Takové směsi jsou viditelné ve strukturách, jako je atol Eniwetok .

Typy

Od Darwinovy ​​identifikace tří klasických útesových útvarů – lemovaného útesu kolem vulkanického ostrova, který se stal bariérovým útesem a poté atolem – vědci identifikovali další typy útesů. Zatímco některé zdroje najdou pouze tři, Thomas a Goudie uvádějí čtyři „hlavní typy velkých korálových útesů“ – lemový útes, bariérový útes, atol a stolový útes – zatímco Spalding a kol. vyjmenujte pět „hlavních typů“ – okrajový útes, bariérový útes, atol, „bankovní nebo plošinový útes“ a záplatový útes.

Okrajový útes

Okrajový útes
Okrajový útes v Eilatu na jižním cípu Izraele

Okrajový útes, nazývaný také pobřežní útes, je přímo připojen ke břehu nebo jej hraničí s úzkým, mělkým kanálem nebo lagunou. Je to nejběžnější typ útesu. Okrajové útesy sledují pobřeží a mohou sahat na mnoho kilometrů. Obvykle jsou široké méně než 100 metrů, ale některé jsou široké stovky metrů. Okrajové útesy se zpočátku tvoří na pobřeží při nízké hladině vody a s rostoucí velikostí se rozšiřují směrem k moři. Konečná šířka závisí na tom, kde začíná mořské dno strmě klesat. Povrch okrajového útesu obecně zůstává ve stejné výšce: těsně pod čarou ponoru. U starších lemovaných útesů, jejichž vnější oblasti jsou vytlačeny daleko do moře, je vnitřní část prohlubována erozí a nakonec tvoří lagunu . Okrajové útesové laguny mohou být přes 100 metrů široké a několik metrů hluboké. Stejně jako samotný okrajový útes probíhají souběžně s pobřežím. Okrajové útesy Rudého moře jsou „některé z nejlépe vyvinutých na světě“ a vyskytují se podél všech jeho břehů kromě písečných zátok.

Bariérový útes

Bariérový útes

Bariérové ​​útesy jsou odděleny od pevniny nebo pobřeží ostrova hlubokým kanálem nebo lagunou . Svou lagunou se podobají pozdějším fázím lemovaného útesu, ale liší se od nich především velikostí a původem. Jejich laguny mohou být několik kilometrů široké a 30 až 70 metrů hluboké. Především se vnější okraj útesu utvářel na otevřené vodě spíše než u pobřeží. Podobně jako atol se předpokládá, že tyto útesy vznikají buď poklesem mořského dna nebo zvýšením hladiny moře. Formace trvá podstatně déle než u okrajového útesu, takže bariérové ​​útesy jsou mnohem vzácnější.

Nejznámějším a největším příkladem bariérového útesu je australský Velký bariérový útes . Jiné hlavní příklady jsou Belize Barrier Reef a New Caledonian Barrier Reef . Bariérové ​​útesy se také nacházejí na pobřeží Providencia , Mayotte , Gambierských ostrovů , na jihovýchodním pobřeží Kalimantanu , na částech pobřeží Sulawesi , jihovýchodní Nové Guineji a jižním pobřeží souostroví Louisiade .

Plošinový útes

Plošinový útes

Plošinové útesy, různě nazývané bankovní nebo stolní útesy, se mohou tvořit na kontinentálním šelfu , stejně jako na otevřeném oceánu, ve skutečnosti kdekoli, kde se mořské dno zvedá dostatečně blízko k hladině oceánu, aby umožnilo růst zooxantemických, útesotvorných korály. Plošinové útesy se nacházejí v jižní části Velkého bariérového útesu, skupiny Swain a Capricorn na kontinentálním šelfu, asi 100–200 km od pobřeží. Některé plošinové útesy severních Mascarenes jsou několik tisíc kilometrů od pevniny. Na rozdíl od okrajových a bariérových útesů, které se táhnou pouze k moři, plošinové útesy rostou ve všech směrech. Mají proměnlivou velikost, v průměru od několika set metrů po mnoho kilometrů. Jejich obvyklý tvar je oválný až protáhlý. Části těchto útesů se mohou dostat na povrch a tvořit písčiny a malé ostrůvky, kolem kterých mohou tvořit lemované útesy. Uprostřed plošinového útesu se může vytvořit laguna.

Plošinové útesy lze nalézt v rámci atolů. Tam se jim říká patch útesy a mohou dosahovat jen několika desítek metrů v průměru. Tam, kde se plošinové útesy tvoří na podlouhlé struktuře, např. na starém, erodovaném bariérovém útesu, mohou tvořit lineární uspořádání. Tak je tomu například na východním pobřeží Rudého moře poblíž Džiddy . U starých plošinových útesů může být vnitřní část tak silně erodována, že tvoří pseudoatol. Ty lze od skutečných atolů odlišit pouze detailním průzkumem, případně včetně jádrových vrtů. Některé plošinové útesy Laccadives mají tvar písmene U kvůli proudění větru a vody.

Atol

Vznik atolu podle Charlese Darwina

Atoly nebo atolové útesy jsou víceméně kruhový nebo souvislý bariérový útes, který se táhne celou cestu kolem laguny bez centrálního ostrova. Obvykle jsou tvořeny z lemovaných útesů kolem sopečných ostrovů. Postupem času ostrov eroduje a klesá pod hladinu moře. Atoly mohou také vzniknout potopením mořského dna nebo zvýšením hladiny moře. Vzniká prstenec útesů, které uzavírají lagunu. Atoly jsou četné v jižním Pacifiku, kde se obvykle vyskytují ve střední části oceánu, například na Karolínských ostrovech , Cookových ostrovech , Francouzské Polynésii , Marshallových ostrovech a Mikronésii .

Atoly se nacházejí v Indickém oceánu, například na Maledivách , na ostrovech Chagos , na Seychelách a v okolí Kokosového ostrova . Celé Maledivy se skládají z 26 atolů.

Jiné typy nebo varianty útesů

Malý atol na Maledivách
Obydlený cay na Maledivách
  • Apron reef – krátký útes připomínající okrajový útes, ale více svažitý; táhnoucí se ven a dolů z bodu nebo poloostrovního pobřeží. Počáteční fáze lemovaného útesu.
  • Břehový útes – izolovaný útes s plochým vrcholem větší než patch útes a obvykle na středních oblastech a lineárního nebo půlkruhového tvaru; druh plošinového útesu.
  • Patch útes – běžný, izolovaný, poměrně malý útesový výběžek, obvykle v laguně nebo nábřeží , často kruhový a obklopený pískem nebo mořskou trávou . Lze jej považovat za typ plošinového útesu nebo za rysy okrajových útesů, atolů a bariérových útesů. Plochy mohou být obklopeny prstencem redukovaného pokryvu mořské trávy označovaném jako pastevní svatozář .
  • Ribbon reef – dlouhý, úzký, případně klikatý útes, obvykle spojený s atolovou lagunou. Nazývá se také šelfový okrajový útes nebo parapetní útes.
  • Habili – útes specifický pro Rudé moře ; nedosahuje dostatečně blízko k povrchu, aby způsobil viditelný příboj ; může představovat nebezpečí pro lodě (z arabštiny pro „nenarozené“)
  • Microatoll – společenstvo druhů korálů; vertikální růst omezený průměrnou výškou přílivu; morfologie růstu nabízejí záznam vzorců změny hladiny moře s nízkým rozlišením; zkamenělé pozůstatky lze datovat pomocí datování pomocí radioaktivního uhlíku a byly použity k rekonstrukci holocénních hladin moří
  • Cays – malé písčité ostrůvky v nízké nadmořské výšce vzniklé na povrchu korálových útesů z erodovaného materiálu, který se hromadí a tvoří oblast nad hladinou moře; může být stabilizován rostlinami, aby se stal obyvatelným; se vyskytují v tropickém prostředí v celém Tichém oceánu , Atlantiku a Indickém oceánu (včetně Karibiku a na Velkém bariérovém útesu a Belize bariérovém útesu), kde poskytují obyvatelnou a zemědělskou půdu.
  • Seamount nebo guyot – vznikl, když korálový útes na sopečném ostrově klesá; vrcholy podmořských hor jsou zaoblené a guyoty ploché; ploché vrcholy guyotů nebojsou způsobeny erozí vlnami, větry a atmosférickými procesy

zóny

Tři hlavní zóny korálového útesu: přední útes, hřeben útesu a zadní útes

Ekosystémy korálových útesů obsahují odlišné zóny, které hostí různé druhy stanovišť. Obvykle se rozlišují tři hlavní zóny: přední útes, hřeben útesu a zadní útes (často označovaný jako útesová laguna).

Tyto tři zóny jsou fyzicky i ekologicky propojeny. Útesový život a oceánské procesy vytvářejí příležitosti pro výměnu mořské vody , sedimentů , živin a mořského života.

Většina korálových útesů se nachází ve vodách nižších než 50 m hlubokých. Někteří obývají tropické kontinentální šelfy, kde nedochází k chladnému, na živiny bohatému vzestupu, jako je Velký bariérový útes . Jiné se nacházejí v hlubokém oceánu obklopující ostrovy nebo jako atoly, například na Maledivách . Útesy obklopující ostrovy se tvoří, když ostrovy klesají do oceánu, a atoly se tvoří, když ostrov klesá pod hladinu moře.

Alternativně Moyle a Cech rozlišují šest zón, ačkoli většina útesů má pouze některé zóny.

Voda v zóně povrchu útesu je často rozbouřená. Tento diagram představuje útes na kontinentálním šelfu . Vodní vlny nalevo se pohybují přes dno mimo útes , dokud nenarazí na svah útesu nebo přední útes . Pak vlny přecházejí přes mělký hřeben útesu . Když vlna vstoupí do mělké vody, vytvoří hejna , to znamená, že se zpomalí a výška vlny se zvýší.

Povrch útesu je nejmělčí část útesu. To je předmětem nárůstu a přílivu a odlivu . Když vlny přecházejí přes mělké oblasti, shlukují se, jak je znázorněno na sousedním diagramu. To znamená, že voda je často rozrušená. To jsou přesné podmínky, za kterých korály vzkvétají. Světlo je dostatečné pro fotosyntézu symbiotických zooxanthel a rozbouřená voda přináší plankton, aby vyživil korály.

Dno mimo útes je mělké mořské dno obklopující útes. Tato zóna se vyskytuje vedle útesů na kontinentálních šelfech. Útesy kolem tropických ostrovů a atolů náhle klesají do velkých hloubek a nemají takové dno. Obvykle písčitá podlaha často podporuje louky s mořskou trávou , které jsou důležitými oblastmi pro potravu pro útesové ryby.

Útes je na prvních 50 m stanovištěm útesových ryb, které najdou úkryt na stěně útesu a planktonu v nedaleké vodě. Drop-off zóna se týká hlavně útesů obklopujících oceánské ostrovy a atoly.

Čelo útesu je zóna nad dnem útesu nebo spadnutím útesu. Tato zóna je často nejrozmanitější oblastí útesu. Korály a vápenaté řasy poskytují komplexní stanoviště a oblasti, které nabízejí ochranu, jako jsou trhliny a štěrbiny. Bezobratlí a epifytické řasy poskytují velkou část potravy pro jiné organismy. Společným znakem této zóny předpolí jsou ostruhy a žlábky , které slouží k transportu sedimentu po svahu.

Plocha útesu je plocha s písčitým dnem, která může být za hlavním útesem a obsahuje kousky korálů. Tato zóna může hraničit s lagunou a sloužit jako ochranná oblast, nebo může ležet mezi útesem a břehem, a v tomto případě se jedná o plochou, skalnatou oblast. Ryby ho preferují, když je přítomen.

Útesová laguna je zcela uzavřená oblast, která vytváří oblast méně ovlivněnou působením vln a často obsahuje malé útesové skvrny.

Nicméně "topografie korálových útesů se neustále mění. Každý útes je tvořen nepravidelnými skvrnami řas, přisedlých bezobratlých a holým kamenem a pískem. Velikost, tvar a relativní početnost těchto ploch se rok od roku mění v reakci na různé faktory, které upřednostňují jeden typ místa před druhým. Například pěstování korálů způsobuje neustálou změnu jemné struktury útesů. Ve větším měřítku mohou tropické bouře vymlátit velké části útesů a způsobit přesun balvanů na písečných oblastech. ."

Místa

Umístění korálových útesů
Hranice pro izotermy 20 °C . Většina korálů žije uvnitř této hranice. Všimněte si chladnějších vod způsobených vzlínáním na jihozápadním pobřeží Afriky a u pobřeží Peru.
Tato mapa ukazuje oblasti vzestupu červeně. Korálové útesy se nenacházejí v pobřežních oblastech, kde se vyskytují chladnější a na živiny bohaté prameny.

Odhaduje se, že korálové útesy pokrývají 284 300 km 2 (109 800 čtverečních mil), těsně pod 0,1 % plochy oceánů. Indo-pacifický region (včetně Rudého moře , Indického oceánu , jihovýchodní Asie a Pacifiku ) představuje 91,9 % z tohoto úhrnu. Jihovýchodní Asie představuje 32,3 % tohoto čísla, zatímco Pacifik včetně Austrálie tvoří 40,8 %. Korálové útesy v Atlantiku a Karibiku tvoří 7,6 %.

Ačkoli korály existují v mírných i tropických vodách, útesy s mělkou vodou se tvoří pouze v zóně rozprostírající se přibližně od 30° severní šířky do 30° jižní šířky od rovníku. Tropické korály nerostou v hloubkách přes 50 metrů (160 stop). Optimální teplota pro většinu korálových útesů je 26–27 °C (79–81 °F) a jen málo útesů existuje ve vodách pod 18 °C (64 °F). Útesy v Perském zálivu se však přizpůsobily teplotám 13 °C (55 °F) v zimě a 38 °C (100 °F) v létě. Takové prostředí kolem ostrova Larak obývá 37 druhů skleraktinských korálů .

Hlubinný korál obývá větší hloubky a chladnější teploty v mnohem vyšších zeměpisných šířkách, až na sever až do Norska. Ačkoli hlubinné korály mohou tvořit útesy, je o nich málo známo.

Korálové útesy jsou vzácné podél západního pobřeží Ameriky a Afriky , a to především kvůli vzestupu a silným studeným pobřežním proudům, které v těchto oblastech snižují teplotu vody ( Peru , Benguela a Kanárské proudy ). Korály se zřídka vyskytují podél pobřeží jižní Asie — od východního cípu Indie ( Chennai ) po hranice Bangladéše a Myanmaru — a také podél pobřeží severovýchodní Jižní Ameriky a Bangladéše, kvůli vypouštění sladké vody z Amazonie a Gangy Řeky resp.

Korál

Schéma anatomie korálového polypu

Když žijí, korály jsou kolonie malých zvířat zasazené do schránek uhličitanu vápenatého . Korálové hlavy se skládají z nahromadění jednotlivých zvířat nazývaných polypy , uspořádaných do různých tvarů. Polypy jsou obvykle drobné, ale mohou mít velikost od špendlíkové hlavičky až po 12 palců (30 cm) napříč.

Útesotvorní neboli hermatypickí koráli žijí pouze ve fotické zóně (nad 50 m), v hloubce, do které do vody proniká dostatek slunečního světla.

Zooxanthellae

Korálové polypy nefotosyntetizují, ale mají symbiotický vztah s mikroskopickými řasami ( dinoflagellates ) rodu Symbiodinium , běžně označované jako zooxanthellae . Tyto organismy žijí v tkáních polypů a poskytují organické živiny, které polyp vyživují ve formě glukózy , glycerolu a aminokyselin . Kvůli tomuto vztahu rostou korálové útesy mnohem rychleji v čisté vodě, která propouští více slunečního světla. Bez jejich symbiontů by byl růst korálů příliš pomalý na to, aby vytvořil významné útesové struktury. Koráli získávají až 90 % živin od svých symbiontů. Na oplátku, jako příklad vzájemnosti , korály chrání zooxanthellae, v průměru jeden milion na každý krychlový centimetr korálů, a poskytují stálý přísun oxidu uhličitého , který potřebují pro fotosyntézu.

Zooxanthellae , mikroskopická řasa, která žije uvnitř korálů, dává jim barvu a poskytuje jim potravu prostřednictvím fotosyntézy
Detailní záběr polypů seřazených na korálech, mávajících svými chapadly. Na jedné korálové větvi mohou být tisíce polypů.
Korály jsou zvířata a ne rostliny. Mohou vypadat jako rostliny, protože jsou přisedlé a zakořeňují se na dně oceánu. Ale na rozdíl od rostlin si koráli nevytvářejí vlastní potravu.

Různé pigmenty v různých druzích zooxanthel jim dodávají celkově hnědý nebo zlatohnědý vzhled a dodávají hnědým korálům jejich barvy. Další pigmenty, jako jsou červené, modré, zelené atd. pocházejí z barevných proteinů vyrobených korálovými živočichy. Korál, který ztratí velkou část svých zooxanthel, zbělá (nebo někdy pastelové odstíny u korálů, které jsou pigmentované svými vlastními bílkovinami) a říká se, že je vybělený , což je stav, který, pokud není opraven, může korál zabít.

Existuje osm kladů fylotypů Symbiodinium . Většina výzkumů byla provedena na kladech A–D. Každý klad přispívá svými vlastními výhodami i méně kompatibilními atributy k přežití jejich korálových hostitelů. Každý fotosyntetický organismus má specifickou úroveň citlivosti na fotopoškození sloučenin potřebných pro přežití, jako jsou proteiny. Rychlosti regenerace a replikace určují schopnost organismu přežít. Fylotyp A se vyskytuje spíše v mělkých vodách. Je schopen produkovat aminokyseliny podobné mykosporinu, které jsou odolné vůči UV záření , pomocí derivátu glycerinu absorbuje UV záření a umožňuje jim lépe se přizpůsobit teplejším teplotám vody. V případě UV nebo tepelného poškození, pokud a když dojde k opravě, zvýší se pravděpodobnost přežití hostitele a symbionta. To vede k myšlence, že evolučně je klad A odolnější vůči UV záření a teplotám než ostatní klady.

Klady B a C se vyskytují častěji v hlubší vodě, což může vysvětlit jejich vyšší zranitelnost vůči zvýšeným teplotám. Suchozemské rostliny, které dostávají méně slunečního světla, protože se nacházejí v podrostu, jsou analogické kladům B, C a D. Protože klady B až D se nacházejí v hlubších hloubkách, vyžadují zvýšenou míru absorpce světla, aby byly schopny syntetizovat co nejvíce energie. . Se zvýšenými rychlostmi absorpce při UV vlnových délkách jsou tyto fylotypy náchylnější k bělení korálů než mělký klad A.

Bylo pozorováno, že klad D je odolný vůči vysokým teplotám a má vyšší míru přežití než klad B a C během moderních bělicích akcí .

Kostra

Útesy rostou, když polypy a další organismy ukládají uhličitan vápenatý, základ korálů, jako kosterní strukturu pod sebou a kolem sebe, čímž tlačí vrchol korálové hlavy nahoru a ven. Vlny, pasoucí se ryby (jako jsou papoušci ), mořští ježci , houby a další síly a organismy působí jako bioerodery , rozkládají kostry korálů na fragmenty, které se usazují v prostorech ve struktuře útesu nebo tvoří písčitá dna v souvisejících útesových lagunách.

Typické tvary pro druhy korálů jsou pojmenovány podle jejich podobnosti s pozemskými objekty, jako jsou vrásčité mozky , zelí, stolní desky , parohy , drátěné prameny a sloupy . Tyto tvary mohou záviset na životní historii korálů, jako je expozice světla a působení vln a události, jako jsou zlomy.

Reprodukce

Korály se rozmnožují sexuálně i nepohlavně. Individuální polyp během svého života využívá oba reprodukční režimy. Korály se pohlavně rozmnožují buď vnitřním nebo vnějším oplodněním. Reprodukční buňky se nacházejí na mezenterií , membránách, které vyzařují dovnitř z vrstvy tkáně, která vystýlá žaludeční dutinu. Některé dospělé korály jsou hermafroditní; ostatní jsou výhradně muži nebo ženy. Několik druhů mění pohlaví, jak rostou.

Interně oplozená vajíčka se vyvíjejí v polypu po dobu od dnů do týdnů. Následný vývoj produkuje drobnou larvu , známou jako planula . Externě oplozená vajíčka se vyvíjejí během synchronizovaného tření. Polypy přes útes současně hromadně uvolňují vajíčka a spermie do vody. Spawn se rozprostírá na velké ploše. Načasování tření závisí na roční době, teplotě vody a přílivových a lunárních cyklech. Tření je nejúspěšnější vzhledem k malým rozdílům mezi přílivem a odlivem . Čím menší pohyb vody, tím větší šance na oplodnění. Ideální načasování nastává na jaře. Uvolňování vajíček nebo planula obvykle nastává v noci a někdy je ve fázi s lunárním cyklem (tři až šest dní po úplňku). Období od vypuštění do usazení trvá jen několik dní, ale některé planulae mohou přežít na hladině i několik týdnů. Během tohoto procesu mohou larvy použít několik různých vodítek k nalezení vhodného místa pro osídlení. Na velké vzdálenosti jsou zvuky z existujících útesů pravděpodobně důležité, zatímco na krátké vzdálenosti jsou důležité chemické sloučeniny. Larvy jsou citlivé na predaci a podmínky prostředí. Těch pár šťastných planulae, které se úspěšně přichytí k substrátu, pak soutěží o potravu a prostor.

Další stavitelé útesů

Korály jsou nejúžasnějšími staviteli útesů. Nicméně mnoho dalších organismů žijících ve společenství útesů přispívá kosterním uhličitanem vápenatým stejným způsobem jako korály. Patří mezi ně korálové řasy , některé houby a mlži . Útesy jsou vždy stavěny společným úsilím těchto různých kmenů , přičemž stavbu útesů v různých geologických obdobích vedou různé organismy .

Korálové řasy

Korralinové řasy Lithothamnion sp .

Korálové řasy jsou důležitými přispěvateli ke struktuře útesu. Přestože jejich rychlost ukládání minerálů je mnohem pomalejší než u korálů, jsou tolerantnější vůči drsnému působení vln, a tak pomáhají vytvářet ochrannou kůru nad těmi částmi útesu, které jsou vystaveny největším silám vln, jako je čelo útesu obrácené k útesu. otevřený oceán. Také zpevňují strukturu útesu ukládáním vápence do vrstev přes povrch útesu.

Houby

Houba hlubinných mraků

" Sklerosunge " je popisný název pro všechny Porifera , které staví útesy . V raném kambrijském období byly houby Archaeocyatha prvními organismy pro stavbu útesů na světě a houby byly jedinými staviteli útesů až do ordoviku . Skleroskopické houby stále pomáhají korálům při budování moderních útesů, ale stejně jako korálové řasy rostou mnohem pomaleji než korály a jejich přínos je (obvykle) menší.

V severním Tichém oceánu oblačné houby stále vytvářejí hlubinné minerální struktury bez korálů, i když tyto struktury nejsou z povrchu rozeznatelné jako tropické útesy. Jsou to jediné existující organismy, o kterých je známo, že staví ve studené vodě struktury podobné útesům.

Mlži

Východní ústřice ( Crassostrea virginica )

Ústřicové útesy jsou husté shluky ústřic žijících v koloniálních komunitách. Jiné regionálně specifické názvy pro tyto struktury zahrnují ústřicové záhony a ústřicové banky. Larvy ústřic vyžadují tvrdý substrát nebo povrch k uchycení, který zahrnuje skořápky starých nebo mrtvých ústřic. Útesy se tak mohou časem tvořit, jak se nové larvy usazují na starších jedincích. Crassostrea virginica se kdysi hojně vyskytovala v Chesapeake Bay a na pobřežích hraničících s atlantickou pobřežní nížinou až do konce devatenáctého století. Ostrea angasi je druh ploché ústřice, která také vytvořila velké útesy v jižní Austrálii.

Hippuritida, vyhynulý řád mlžů známých jako rudisté , byli hlavními organismy vytvářejícími útesy během křídy . V polovině křídy se rudisté ​​stali dominantními staviteli tropických útesů a stali se početnějšími než skleractinské korály. Během tohoto období byly teploty oceánů a hladiny soli – na které jsou korály citlivé – vyšší než dnes, což mohlo přispět k úspěchu rudistických útesů.

Galerie útesových korálů

Fluorescenční korál

Darwinův paradox

Darwinův paradox

„Zdá se, že koráli... se množí, když jsou oceánské vody teplé, chudé, čisté a neklidné, což je skutečnost, kterou si Darwin všiml již při projíždění Tahiti v roce 1842. To představuje základní paradox, který kvantitativně ukazuje zjevná nemožnost vyvážení vstupu. a výstup živin, které řídí metabolismus korálových polypů.

Nedávný oceánografický výzkum vynesl na světlo realitu tohoto paradoxu potvrzením, že oligotrofie oceánské eufotické zóny přetrvává až po rozbouřený hřeben útesu. Když se z kvazi pouště otevřeného moře přiblížíte k okrajům útesů a atolům, z téměř nepřítomnosti živé hmoty se náhle stane přemíra života bez přechodu. Proč tedy existuje spíše něco než nic, a přesněji, odkud se berou potřebné živiny pro fungování tohoto mimořádného stroje na korálové útesy?" — Francis Rougerie

V The Structure and Distribution of Coral Reefs , publikované v roce 1842, Darwin popsal, jak byly korálové útesy nalezeny v některých tropických oblastech, ale ne v jiných, bez zjevné příčiny. Největší a nejsilnější korály rostly v částech útesu vystavených nejnásilnějšímu příboji a korály byly oslabeny nebo chyběly tam, kde se hromadily volné sedimenty.

Tropické vody obsahují málo živin, ale korálový útes může vzkvétat jako „oáza v poušti“. To vedlo k ekosystémovému rébusu, někdy nazývanému „Darwinův paradox“: „Jak může tak vysoká produkce vzkvétat v podmínkách tak chudých na živiny?“

Korálové útesy podporují více než jednu čtvrtinu všech mořských druhů. Tato rozmanitost má za následek složité potravní sítě , přičemž velké dravé ryby jedí menší krmné ryby , které jedí ještě menší zooplankton a tak dále. Všechny potravní sítě však nakonec závisí na rostlinách , které jsou primárními producenty . Korálové útesy typicky produkují 5–10 gramů uhlíku na metr čtvereční za den (gC·m −2 ·den −1 ) biomasy .

Jedním z důvodů neobvyklé průzračnosti tropických vod je jejich nedostatek živin a unášený plankton . Slunce dále svítí po celý rok v tropech, ohřívá povrchovou vrstvu, takže je méně hustá než podpovrchové vrstvy. Teplejší voda je oddělena od hlubší, chladnější vody stabilní termoklinou , kde dochází k rychlé změně teploty. To udržuje teplé povrchové vody plovoucí nad chladnějšími hlubšími vodami. Ve většině částí oceánu je mezi těmito vrstvami malá výměna. Organismy hynoucí ve vodním prostředí obecně klesají ke dnu, kde se rozkládají, čímž se uvolňují živiny ve formě dusíku (N), fosforu (P) a draslíku (K). Tyto živiny jsou nezbytné pro růst rostlin, ale v tropech se nevracejí přímo na povrch.

Rostliny tvoří základ potravního řetězce a ke svému růstu potřebují sluneční světlo a živiny. V oceánu jsou tyto rostliny hlavně mikroskopickým fytoplanktonem , který se unáší ve vodním sloupci . Pro fotosyntézu potřebují sluneční světlo , které pohání fixaci uhlíku , takže se nacházejí pouze relativně blízko povrchu, ale také potřebují živiny. Fytoplankton rychle využívá živiny v povrchových vodách a v tropech se tyto živiny obvykle nenahrazují kvůli termoklině .

Barva korálů závisí na kombinaci hnědých odstínů, které poskytují jejich zooxantely a pigmentovaných proteinů (červené, modré, zelené atd.) produkovaných samotnými korály.
Korálové polypy
Většina korálových polypů jsou noční krmítka. Zde, ve tmě, natáhli polypy svá chapadla, aby se živili zooplanktonem.

Vysvětlivky

Kolem korálových útesů se laguny plní materiálem erodovaným z útesu a ostrova. Stávají se útočišti pro mořský život a poskytují ochranu před vlnami a bouřemi.

A co je nejdůležitější, útesy recyklují živiny, což se na otevřeném oceánu děje mnohem méně. V korálových útesech a lagunách jsou producenty fytoplankton, stejně jako mořské řasy a korálové řasy, zejména malé druhy nazývané trávníkové řasy, které korálům předávají živiny. Fytoplankton tvoří základ potravního řetězce a je konzumován rybami a korýši. Recyklace snižuje množství živin, které jsou celkově potřeba pro podporu komunity.

Korály také absorbují živiny, včetně anorganického dusíku a fosforu, přímo z vody. Mnoho korálů v noci natahuje svá chapadla, aby chytili zooplankton , který proplouvá poblíž. Zooplankton poskytuje polypu dusík a polyp sdílí část dusíku se zooxanthellae, které také vyžadují tento prvek.

Houby žijí ve štěrbinách útesů. Jsou účinnými filtry a v Rudém moři spotřebují asi 60 % fytoplanktonu, který se unáší. Houby nakonec vylučují živiny ve formě, kterou mohou koráli využít.

Drsnost korálových povrchů je klíčem k přežití korálů v rozbouřených vodách. Normálně obklopuje ponořený objekt mezní vrstva stojaté vody, která působí jako bariéra. Vlny narážející na extrémně drsné okraje korálů narušují hraniční vrstvu a umožňují korálům přístup k procházejícím živinám. Turbulentní voda tak podporuje růst útesů. Bez přístupu k živinám, které přinášejí drsné korálové povrchy, by ani ta nejefektivnější recyklace nestačila.

Hluboká voda bohatá na živiny vstupující do korálových útesů izolovanými událostmi může mít významný vliv na teplotu a živné systémy. Tento pohyb vody narušuje relativně stabilní termoklinu, která obvykle existuje mezi teplou mělkou vodou a hlubší chladnější vodou. Teplotní režimy na korálových útesech na Bahamách a na Floridě jsou velmi variabilní s časovými stupnicemi od minut do ročních období a prostorovými stupnicemi napříč hloubkami.

Voda může procházet korálovými útesy různými způsoby, včetně proudových prstenců, povrchových vln, vnitřních vln a přílivových změn. Pohyb je obecně vytvářen přílivem a větrem. Jak příliv a odliv interaguje s různou batymetrií a vítr se mísí s povrchovou vodou, vytvářejí se vnitřní vlny. Vnitřní vlna je gravitační vlna, která se pohybuje podél hustotní stratifikace v oceánu. Když vodní balík narazí na jinou hustotu, osciluje a vytváří vnitřní vlny. Zatímco vnitřní vlny mají obecně nižší frekvenci než povrchové vlny, často se tvoří jako jediná vlna, která se při dopadu na svah rozbije na několik vln a pohybuje se nahoru. Tento vertikální rozpad vnitřních vln způsobuje výrazné diapyknální míšení a turbulence. Vnitřní vlny mohou fungovat jako pumpy živin, které vynášejí plankton a chladnou vodu bohatou na živiny na povrch.

Nepravidelná struktura charakteristická pro batymetrii korálových útesů může zlepšit míchání a vytvářet kapsy chladnější vody a proměnlivého obsahu živin. Příchod chladné vody bohaté na živiny z hlubin v důsledku vnitřních vln a přílivových vrtů byl spojen s rychlostí růstu suspenzních živičů a bentických řas, stejně jako planktonových a larválních organismů. Mořské řasy Codium isthmocladum reagují na hluboké zdroje živin, protože jejich tkáně mají různé koncentrace živin v závislosti na hloubce. Agregace vajíček, larválních organismů a planktonu na útesech reagují na hluboké pronikání vody. Podobně, jak se vnitřní vlny a vývrty pohybují vertikálně, jsou larvální organismy žijící na povrchu unášeny ke břehu. To má významný biologický význam pro kaskádové účinky potravních řetězců v ekosystémech korálových útesů a může poskytnout další klíč k odhalení paradoxu.

Sinice poskytují rozpustné dusičnany fixací dusíku .

Živiny korálových útesů často závisí na okolních stanovištích, jako jsou louky s mořskou trávou a mangrovové lesy . Mořská tráva a mangrovy dodávají mrtvé rostliny a živočichy bohaté na dusík a slouží k krmení ryb a zvířat z útesu zásobováním dřeva a vegetace. Útesy zase chrání mangrovy a mořskou trávu před vlnami a produkují sediment , ve kterém mohou mangrovy a mořská tráva zakořenit.

Biodiverzita

Trubkové houby přitahující velké ryby , skelné rybky a pyskouny
Korálové útesy obývá více než 4000 druhů ryb.
Organismy mohou pokrýt každý čtvereční centimetr korálového útesu.

Korálové útesy tvoří některé z nejproduktivnějších ekosystémů na světě a poskytují komplexní a rozmanitá mořská stanoviště , která podporují širokou škálu dalších organismů. Okrajové útesy těsně pod úrovní odlivu mají vzájemně prospěšný vztah s mangrovovými lesy na úrovni přílivu a loukami z mořské trávy mezi nimi: útesy chrání mangrovy a mořskou trávu před silnými proudy a vlnami, které by je poškodily nebo nahlodaly sedimenty, ve kterých se nacházejí. zakořeněné, zatímco mangrovy a mořská tráva chrání korál před velkým přílivem bahna , sladké vody a znečišťujících látek . Tato úroveň rozmanitosti prostředí prospívá mnoha živočichům z korálových útesů, kteří se například mohou živit v mořské trávě a využívat útesy k ochraně nebo k rozmnožování.

Útesy jsou domovem různých zvířat, včetně ryb, mořských ptáků , hub , cnidarians (což zahrnuje některé druhy korálů a medúz ), červů , korýšů (včetně krevet , čistších krevet , humrů a krabů ), měkkýšů (včetně hlavonožců ), ostnokožci (včetně hvězdic , mořských ježků a mořských okurek ), mořští stříkanci , mořské želvy a mořští hadi . Kromě lidí jsou savci na korálových útesech vzácní, hlavní výjimkou jsou návštěvy kytovců , jako jsou delfíni . Několik druhů se živí přímo korály, zatímco jiné se pasou na řasách na útesu. Biomasa útesů pozitivně souvisí s druhovou diverzitou.

Stejné úkryty v útesu mohou být pravidelně obývány různými druhy v různou denní dobu. Noční predátoři, jako jsou kardinálové a veverky , se schovávají během dne, zatímco damselfish , surgfish , triggerfish , pyskouni a papoušci se schovávají před úhořy a žraloky .

Velký počet a rozmanitost úkrytů v korálových útesech, tj. refugií , jsou nejdůležitějším faktorem způsobujícím velkou diverzitu a vysokou biomasu organismů v korálových útesech.

Řasy

Útesy jsou chronicky ohroženy pronikáním řas. Nadměrný rybolov a nadměrný přísun živin z pevniny může umožnit řasám překonat konkurenci a zabít korály. Zvýšená hladina živin může být důsledkem odtoku odpadních vod nebo chemických hnojiv. Odtok může nést dusík a fosfor, které podporují nadměrný růst řas. Řasy někdy mohou soupeřit s korály o prostor. Řasy pak mohou korál udusit snížením dodávky kyslíku dostupného pro útes. Snížená hladina kyslíku může zpomalit rychlost kalcifikace, oslabit korály a zanechat je náchylnější k nemocem a degradaci. Řasy obývají velké procento zkoumaných korálových lokalit. Populace řas se skládá z travních řas , korálových řas a makrořas . Někteří mořští ježci (jako Diadema antillarum ) tyto řasy požírají a mohli by tak snížit riziko pronikání řasami.

Houby

Houby jsou nezbytné pro fungování tohoto systému korálových útesů. Řasy a korály v korálových útesech produkují organický materiál. To se filtruje přes houby, které přeměňují tento organický materiál na malé částice, které jsou zase absorbovány řasami a korály.

Ryba

Korálové útesy obývá více než 4000 druhů ryb. Důvody této rozmanitosti zůstávají nejasné. Mezi hypotézy patří „loterie“, ve které je první (šťastný výherce) rekrutován na území typicky schopen jej ubránit před opozdilci, „konkurence“, ve které dospělí soutěží o území, a méně konkurenceschopné druhy musí být schopny přežít v chudší stanoviště a „predace“, ve které je velikost populace funkcí postsettlement úmrtnosti piscivorů. Zdravé útesy mohou ročně vyprodukovat až 35 tun ryb na kilometr čtvereční, ale poškozené útesy produkují mnohem méně.

Bezobratlí

Mořští ježci, Dotidae a mořští slimáci jedí mořské řasy. Některé druhy mořských ježků, jako je Diadema antillarum , mohou hrát klíčovou roli při zabránění řasám v přelévání útesů. Výzkumníci zkoumají použití původních sběračů, Tripneustes gratilla , pro jejich potenciál jako biologických prostředků ke zmírnění šíření invazních druhů řas na korálových útesech. Nudibranchia a mořské sasanky jedí houby.

Množství bezobratlých, souhrnně nazývaných „kryptofauna“, obývá samotný kosterní substrát korálů, kteří se buď zavrtávají do koster (procesem bioeroze ), nebo žijí v již existujících dutinách a štěrbinách. Mezi zvířata vrtající se do skály patří houby, mlži a sipunculans . Mezi ty, kteří se usazují na útesu, patří mnoho dalších druhů, zejména korýši a mnohoštětinatci .

Mořští ptáci

Systémy korálových útesů poskytují důležitá stanoviště pro druhy mořských ptáků , z nichž některé jsou ohroženy. Například atol Midway na Havaji podporuje téměř tři miliony mořských ptáků, včetně dvou třetin (1,5 milionu) celosvětové populace albatrosů Laysanských a jedné třetiny celosvětové populace albatrosů černonohých . Každý druh mořských ptáků má na atolu specifická místa, kde hnízdí. Na Midway žije celkem 17 druhů mořských ptáků. Albatros krátkoocasý je nejvzácnější, po nadměrném lovu peří na konci 19. století přežilo méně než 2200 kusů.

jiný

Mořští hadi se živí výhradně rybami a jejich vejci. Mořští ptáci, jako jsou volavky , gannets , pelikáni a kozy , se živí útesovými rybami. Někteří suchozemští plazi se občas spojují s útesy, jako jsou varani , mořští krokodýli a semivodní hadi, jako je Laticauda colubrina . Mořské želvy , zejména mořské želvy hawksbill , se živí houbami.

Ekosystémové služby

Korálové útesy poskytují ekosystémové služby cestovnímu ruchu, rybolovu a ochraně pobřeží. Globální ekonomická hodnota korálových útesů se odhaduje na 29,8 až 375 miliard USD ročně. Asi 500 milionů lidí využívá ekosystémových služeb poskytovaných korálovými útesy.

Ekonomické náklady za 25leté období zničení jednoho kilometru korálového útesu se odhadují někde mezi 137 000 a 1 200 000 USD.

Pro zlepšení správy pobřežních korálových útesů vyvinul a zveřejnil World Resources Institute (WRI) nástroje pro výpočet hodnoty cestovního ruchu souvisejícího s korálovými útesy, ochrany pobřeží a rybolovu ve spolupráci s pěti karibskými zeměmi. V dubnu 2011 byly zveřejněny pracovní dokumenty týkající se Svaté Lucie , Tobaga , Belize a Dominikánské republiky . WRI „zajišťoval, aby výsledky studie podporovaly zlepšené pobřežní politiky a plánování managementu“. Belize studie odhadla hodnotu útesů a mangrovových služeb na 395–559 milionů dolarů ročně.

Bermudské korálové útesy podle Sarkise a kol . (2010) poskytují ostrovu ekonomické výhody v průměrné hodnotě 722 milionů dolarů ročně, na základě šesti klíčových ekosystémových služeb .

Ochrana pobřeží

Korálové útesy chrání pobřeží tím, že absorbují energii vln, a mnoho malých ostrovů by bez útesů neexistovalo. Korálové útesy mohou snížit energii vln o 97 %, čímž pomáhají předcházet ztrátám na životech a škodám na majetku. Pobřeží chráněná korálovými útesy jsou také stabilnější z hlediska eroze než ta bez. Útesy mohou tlumit vlny stejně nebo lépe než umělé struktury určené pro obranu pobřeží , jako jsou vlnolamy. Odhaduje se, že 197 milionů lidí, kteří žijí jak pod 10 m nadmořskou výškou, tak do 50 km od útesu, může následně získat výhody snížení rizika z útesů. Obnova útesů je výrazně levnější než budování umělých vlnolamů v tropickém prostředí. Očekávané škody způsobené záplavami by se zdvojnásobily a náklady v důsledku častých bouří by se ztrojnásobily bez nejvyššího metru útesů. U 100letých bouří by se škody po povodních zvýšily o 91 % na 272 miliard USD bez horního měřiče.

Rybářství

Z korálových útesů se ročně vyloví asi šest milionů tun ryb. Dobře spravované útesy mají průměrný roční výnos 15 tun mořských plodů na kilometr čtvereční. Samotný rybolov korálových útesů v jihovýchodní Asii vynáší ročně asi 2,4 miliardy dolarů z mořských plodů.

Výhrůžky

V této části Velkého bariérového útesu v Austrálii se uskutečnila velká akce v oblasti bělení korálů
Externí video
ikona videa Chasing Coral – vynalézání první časosběrné kamery, která zaznamenává události bělení tak, jak k nim dochází (Netflix, celá epizoda)

Od svého vzniku před 485 miliony let čelily korálové útesy mnoha hrozbám, včetně nemocí, predace, invazivních druhů, bioeroze pasoucími se rybami, květů řas a geologických rizik . Nedávné lidské činnosti představují nové hrozby. Od roku 2009 do roku 2018 se korálové útesy po celém světě snížily o 14 %.

Lidské aktivity, které ohrožují korály, zahrnují těžbu korálů, lov při dně vlečnými sítěmi a hloubení kanálů a přístupů na ostrovy a zálivy, které mohou poškodit mořské ekosystémy, pokud nebudou prováděny udržitelným způsobem. Mezi další lokalizované hrozby patří výbušný rybolov , nadměrný rybolov , těžba korálů a znečištění moří , včetně použití zakázaného biocidu proti znečištění tributylcínu ; ačkoli ve vyspělých zemích chybí, tyto aktivity pokračují v místech s malou ochranou životního prostředí nebo špatným vymáháním právních předpisů. Chemikálie v opalovacích krémech mohou probudit latentní virové infekce v zooxanthelách a ovlivnit reprodukci. Ukázalo se však, že soustředění turistických aktivit prostřednictvím pobřežních platforem omezuje šíření korálové choroby turisty.

Emise skleníkových plynů představují širší hrozbu zvýšením teploty moře a zvýšením hladiny moře, ačkoli korály přizpůsobují své kalcifikující tekutiny změnám pH mořské vody a hladin uhličitanu a nejsou přímo ohroženy acidifikací oceánů . Vulkanické a člověkem způsobené aerosolové znečištění může modulovat regionální teploty mořského povrchu.

V roce 2011 dva výzkumníci navrhli, že „existující mořští bezobratlí čelí stejným synergickým účinkům vícenásobných stresorů“, ke kterým došlo během vymírání na konci permu , a že rody „se špatně tlumenou fyziologií dýchání a vápencovými schránkami“, jako jsou korály, jsou zvláště zranitelné. .

Korály reagují na stres „bělením“ neboli vyháněním svých barevných endosymbiontů zooxanthellátů . Korály s Clade C zooxanthellae jsou obecně citlivé na bělení vyvolané teplem, zatímco korály s odolnějším Clade A nebo D jsou obecně odolné, stejně jako tužší korálové rody jako Porites a Montipora .

Každých 4–7 let způsobí událost El Niño vybělení některých útesů s korály citlivými na teplo, se zvláště rozšířeným bělením v letech 1998 a 2010. Útesy, u kterých došlo k silnému bělení, se však stávají odolnými vůči budoucímu bělení vyvolanému teplem. rychlý výběr směru . Podobné rychlé přizpůsobení může chránit korálové útesy před globálním oteplováním.

Rozsáhlá systematická studie korálové komunity na ostrově Jarvis , která v letech 1960 až 2016 zažila deset událostí bělení korálů shodných s El Niño , zjistila, že se útes po těžkých událostech zotavil z téměř úplné smrti.

Ochrana

Rozmanitost korálů

Chráněné mořské oblasti (MPA) jsou oblasti určené proto, že poskytují různé druhy ochrany oceánským oblastem a/nebo oblastem ústí řek. Jsou určeny k podpoře odpovědného řízení rybolovu a ochrany stanovišť . MPA mohou také zahrnovat sociální a biologické cíle, včetně obnovy útesů, estetiky, biologické rozmanitosti a ekonomických výhod.

O účinnosti MPA se stále diskutuje. Například studie zkoumající úspěch malého počtu MPA v Indonésii , na Filipínách a v Papui-Nové Guineji nenalezla žádné významné rozdíly mezi MPA a nechráněnými lokalitami. Kromě toho mohou v některých případech vyvolat místní konflikty kvůli nedostatečné účasti komunity, protichůdným názorům vlády a rybolovu, účinnosti oblasti a financování. V některých situacích, jako v chráněné oblasti Phoenix Islands , poskytují MPA příjmy místním obyvatelům. Výše poskytovaného příjmu je podobná příjmu, který by generovaly bez kontrol. Celkově se zdá, že MPA může poskytnout ochranu místním korálovým útesům, ale je zapotřebí jasné řízení a dostatečné finanční prostředky.

The Caribbean Coral Reefs – Status Report 1970–2012 uvádí, že úbytek korálů může být snížen nebo dokonce zvrácen. K tomu je třeba zastavit nadměrný rybolov , zejména lov druhů klíčových pro korálové útesy , jako jsou papoušci . Měl by se také snížit přímý lidský tlak na korálové útesy a měl by být minimalizován přítok odpadních vod . Opatření k dosažení tohoto cíle by mohla zahrnovat omezení pobřežního osídlení, rozvoje a cestovního ruchu . Zpráva ukazuje, že zdravější útesy v Karibiku jsou ty s velkými a zdravými populacemi papouščích ryb. Ty se vyskytují v zemích, které chrání papouščí ryby a další druhy, jako jsou ježovky . Často také zakazují chytání ryb do pastí a podmořský lov . Společně tato opatření pomáhají vytvářet „odolné útesy“.

Ochrana sítí rozmanitých a zdravých útesů, nejen klimatických refugií , pomáhá zajistit největší šanci na genetickou diverzitu , která je pro korály zásadní, aby se přizpůsobily novému klimatu. Díky různým metodám ochrany aplikovaným napříč ohroženými mořskými a suchozemskými ekosystémy je adaptace korálů pravděpodobnější a účinnější.

Označení útesu za biosférickou rezervaci , mořský park , národní památku nebo místo světového dědictví může poskytnout ochranu. Například Belizeův bariérový útes, Sian Ka'an , Galapágy , Velký bariérový útes , Hendersonův ostrov , Palau a Papahānaumokuākea Marine National Monument jsou světové dědictví.

V Austrálii je Velký bariérový útes chráněn úřadem Great Barrier Reef Marine Park Authority a je předmětem mnoha právních předpisů, včetně akčního plánu pro biologickou rozmanitost. Austrálie sestavila akční plán odolnosti korálových útesů. Tento plán se skládá ze strategií adaptivního řízení , včetně snižování uhlíkové stopy. Plán informovanosti veřejnosti poskytuje vzdělání o „mořských deštných pralesích“ a o tom, jak mohou lidé snížit emise uhlíku.

Obyvatelé ostrova Ahus, provincie Manus , Papua-Nová Guinea , dodržují generací starou praxi omezování rybolovu v šesti oblastech jejich útesové laguny. Jejich kulturní tradice umožňují lov na šňůru, ale ne lov na síť nebo oštěp . Velikost biomasy i jednotlivých ryb je výrazně větší než v místech, kde je rybolov neomezený.

Zvýšená hladina atmosférického CO 2 přispívá k okyselování oceánů, což následně poškozuje korálové útesy. V boji proti acidifikaci oceánů zavedlo několik zemí zákony na snížení skleníkových plynů, jako je oxid uhličitý. Mnoho zákonů o využívání půdy má za cíl snížit emise CO 2 omezením odlesňování. Odlesňování může uvolnit značné množství CO 2 bez sekvestrace prostřednictvím aktivních následných lesnických programů. Odlesňování může také způsobit erozi, která proudí do oceánu a přispívá k okyselování oceánů. Pobídky se používají ke snížení kilometrů ujetých vozidly, což snižuje emise uhlíku do atmosféry, čímž se snižuje množství rozpuštěného CO 2 v oceánu. Státní a federální vlády také regulují pozemní aktivity, které ovlivňují pobřežní erozi. Špičková satelitní technologie dokáže monitorovat podmínky útesu.

Zákon Spojených států o čisté vodě vyvíjí tlak na vlády států, aby monitorovaly a omezovaly odtok znečištěné vody.

Obnovení

Obnova korálových útesů v posledních několika desetiletích nabyla na významu kvůli bezprecedentnímu odumírání útesů po celé planetě. Korálové stresory mohou zahrnovat znečištění, oteplování oceánů, extrémní počasí a nadměrný rybolov. Se zhoršováním stavu globálních útesů jsou ohroženy rybí školky, biologická rozmanitost, rozvoj pobřeží a živobytí a přírodní krásy. Naštěstí se výzkumníci v 70. a 80. letech 20. století ujali rozvoje nového oboru, obnovy korálů.

Korálové stromy pěstující juvenilní korály. Korály mohou být vysázeny na útesy, prodány za účelem zisku nebo k jiným účelům.

Chov korálů

Korálová akvakultura , také známá jako korálové farmy nebo korálové zahradnictví, se ukazuje jako slibný potenciálně účinný nástroj pro obnovu korálových útesů. Proces „zahradnictví“ obchází raná růstová stádia korálů, kdy jsou nejvíce ohroženy úhynem. Semena korálů se pěstují ve školkách a poté se znovu vysazují na útes. Korál je obhospodařován korálovými farmáři, jejichž zájmy sahají od ochrany útesů po zvýšení příjmů. Díky přímému postupu a podstatným důkazům o tom, že tato technika má významný vliv na růst korálových útesů, se korálové školky staly nejrozšířenější a pravděpodobně nejúčinnější metodou obnovy korálů.

Úlomky korálů rostoucí na netoxickém betonu

Korálové zahrady využívají přirozené schopnosti korálů fragmentovat se a pokračovat v růstu, pokud se fragmenty dokážou ukotvit na nových substrátech. Tato metoda byla poprvé testována Baruchem Rinkevičem v roce 1995, která v té době zaznamenala úspěch. Podle dnešních standardů se pěstování korálů rozrostlo do různých forem, ale stále má stejné cíle, jako je kultivace korálů. V důsledku toho pěstování korálů rychle nahradilo dříve používané transplantační metody nebo akt fyzického přesunu částí nebo celých kolonií korálů do nové oblasti. Transplantace zaznamenala v minulosti úspěch a desetiletí experimentů vedla k vysoké úspěšnosti a přežití. Tato metoda však stále vyžaduje odstranění korálů ze stávajících útesů. Při současném stavu útesů je třeba se tomuto druhu metody obecně pokud možno vyhnout. Záchrana zdravých korálů před erodujícími substráty nebo útesy, které jsou odsouzeny ke kolapsu, by mohla být hlavní výhodou využití transplantace.

Korálové zahrady obecně nabývají bezpečných forem bez ohledu na to, kam jdete. Začíná založením školky, kde mohou operátoři pozorovat úlomky korálů a pečovat o ně. Je samozřejmé, že školky by měly být zakládány v oblastech, které budou maximalizovat růst a minimalizovat úmrtnost. Plovoucí pobřežní korálové stromy nebo dokonce akvária jsou možná místa, kde mohou koráli růst. Po určení místa může dojít ke sběru a kultivaci.

Hlavní výhodou používání korálových farem je snížení úmrtnosti na polypy a mláďata. Odstraněním predátorů a náborových překážek jsou koráli schopni bez větších překážek dozrát. Školky však nemohou zastavit klimatické stresory. Oteplování nebo hurikány mohou stále narušit nebo dokonce zabít korály v mateřské škole.

Vytváření substrátů

Hluboké mořské korály na Wagner Seamount. Tyto korály jsou dobře přizpůsobeny podmínkám hluboké vody, kde je dostatek substrátů.

Snahy o rozšíření velikosti a počtu korálových útesů obecně zahrnují zásobování substrátem, aby si více korálů našlo domov. Mezi substrátové materiály patří vyřazené pneumatiky vozidel, potopené lodě, vozy metra a tvarovaný beton, jako jsou útesové koule . Útesy rostou bez pomoci na mořských strukturách, jako jsou ropné plošiny . Ve velkých restaurátorských projektech lze namnožený hermatypický korál na substrát zajistit kovovými kolíky, superlepidlem nebo miliputem . Jehla a nit mohou také připevnit korál A-hermatype k substrátu.

Biorock je substrát vyrobený patentovaným procesem, který vede nízkonapěťové elektrické proudy mořskou vodou, aby způsobil vysrážení rozpuštěných minerálů na ocelových konstrukcích. Výsledný bílý uhličitan ( aragonit ) je stejný minerál, který tvoří přírodní korálové útesy. Korály rychle kolonizují a rostou zrychleným tempem na těchto potažených strukturách. Elektrické proudy také urychlují tvorbu a růst jak chemických vápencových hornin, tak koster korálů a jiných lasturových organismů, jako jsou ústřice. Blízkost anody a katody poskytuje prostředí s vysokým pH , které inhibuje růst konkurenčních vláknitých a masitých řas. Zvýšená rychlost růstu plně závisí na akreční aktivitě. Pod vlivem elektrického pole vykazují korály zvýšenou rychlost růstu, velikost a hustotu.

Pouhé mít mnoho struktur na dně oceánu nestačí k vytvoření korálových útesů. Projekty obnovy musí vzít v úvahu složitost substrátů, které vytvářejí pro budoucí útesy. Výzkumníci provedli experiment poblíž ostrova Ticao na Filipínách v roce 2013, kdy bylo do nedalekých degradovaných útesů položeno několik substrátů v různé složitosti. Velká složitost se skládala z pozemků, které měly umělé substráty z hladkých i drsných skal s okolním plotem, střední sestávaly pouze z umělých substrátů a malé neměly ani plot ani substráty. Po jednom měsíci vědci zjistili, že existuje pozitivní korelace mezi složitostí struktury a mírou náboru larev. Střední složitost fungovala nejlépe u larev preferujících drsné kameny před hladkými. Po jednom roce své studie výzkumníci místo navštívili a zjistili, že mnoho míst bylo schopno podporovat místní rybolov. Došli k závěru, že obnova útesů může být provedena nákladově efektivně a přinese dlouhodobé výhody, pokud budou chráněny a udržovány.

Přemístění

Jedna případová studie s obnovou korálových útesů byla provedena na ostrově Oahu na Havaji . University of Hawaii provozuje program hodnocení a monitorování korálových útesů, který pomáhá přemístit a obnovit korálové útesy na Havaji. Lodní kanál z ostrova Oahu do Havajského institutu mořské biologie na Kokosovém ostrově byl přeplněný korálovými útesy. Mnoho oblastí korálových útesů v kanále bylo poškozeno těžbou v kanálu v minulosti.

Coral se připravuje na přemístění

Bagrování pokrývá korály pískem. Larvy korálů se nemohou usadit na písku; mohou stavět pouze na stávajících útesech nebo kompatibilních tvrdých površích, jako je kámen nebo beton. Kvůli tomu se univerzita rozhodla část korálů přemístit. Transplantovali je s pomocí potápěčů armády Spojených států na místo relativně blízko kanálu. Pozorovali malé, pokud vůbec nějaké poškození některé z kolonií během transportu a na místě transplantace nebyla pozorována žádná úmrtnost korálových útesů. Při připevňování korálů k místu transplantace zjistili, že korál umístěný na tvrdé skále dobře rostl, a to i na drátech, které korály k místu připevňovaly.

Z procesu transplantace nebyly pozorovány žádné účinky na životní prostředí, nebyly sníženy rekreační aktivity a nebyly ovlivněny žádné scénické oblasti.

Jako alternativu k přesazování samotných korálů lze mladé ryby také povzbudit k přemístění do existujících korálových útesů pomocí sluchové simulace. V poškozených částech Velkého bariérového útesu bylo zjištěno, že reproduktory přehrávající nahrávky zdravého prostředí útesů přitahují ryby dvakrát častěji než ekvivalentní místa, kde nebyl přehráván žádný zvuk, a také zvýšily biologickou rozmanitost druhů o 50 %.

Teplo tolerantní symbionti

Další možností pro obnovu korálů je genová terapie: naočkování korálů geneticky modifikovanými bakteriemi nebo přirozeně se vyskytujícími tepelně odolnými odrůdami korálových symbiontů může umožnit pěstování korálů, které jsou odolnější vůči změně klimatu a dalším hrozbám. Oteplování oceánů nutí korály přizpůsobit se bezprecedentním teplotám. U těch, které netolerují zvýšené teploty, dochází k vybělení korálů a nakonec k úmrtnosti. Již existuje výzkum, který se snaží vytvořit geneticky modifikované korály, které vydrží oteplování oceánu. Madeleine JH van Oppen, James K. Oliver, Hollie M. Putnam a Ruth D. Gatesová popsali čtyři různé způsoby, které postupně narůstají v lidských zásahech do genetické modifikace korálů. Tyto metody se zaměřují spíše na změnu genetiky zooxanthel v korálech než na alternativu.

První metodou je navození aklimatizace první generace korálů. Myšlenka je taková, že když jsou dospělí a potomci korálů vystaveni stresorům, zooxanthellae získají mutaci. Tato metoda je založena především na šanci, že zooxanthellae získá specifickou vlastnost, která jí umožní lépe přežít v teplejších vodách. Druhá metoda se zaměřuje na identifikaci toho, jaké různé druhy zooxanthel jsou v korálech, a na konfiguraci, kolik z jednotlivých zooxanthel žije v korálu v daném věku. Použití zooxanthel z předchozí metody by pouze zvýšilo úspěšnost této metody. Tato metoda by však byla prozatím použitelná pouze pro mladší korály, protože předchozí experimenty s manipulací společenstev zooxanthellae v pozdějších fázích života selhaly. Třetí metoda se zaměřuje na taktiku selektivního chovu. Jakmile budou koráli vybráni, budou chováni a vystaveni simulovaným stresorům v laboratoři. Poslední metodou je genetická úprava samotných zooxanthel. Když jsou získány preferované mutace, geneticky modifikované zooxanthely budou zavedeny do aposymbiotického poly a bude produkován nový korál. Tato metoda je nejpracnější ze čtvrté, ale vědci se domnívají, že by tato metoda měla být využívána více a je nejslibnější v genetickém inženýrství pro obnovu korálů.

Invazivní řasy

Havajské korálové útesy udusané šířením invazních řas byly spravovány dvoustupňovým přístupem: potápěči ručně odstraňovali invazivní řasy za podpory superpřísavných člunů. Pastevní tlak na invazivní řasy bylo potřeba zvýšit, aby se zabránilo opětovnému růstu řas. Výzkumníci zjistili, že původní sběrači ježibaby jsou rozumnými kandidáty na biologickou kontrolu řas, aby vyhubili zbývající invazivní řasy z útesu.

Invazivní řasy v karibských útesech

Studenti z Nā Pua No'eau odstraňují invazivní řasy z Kāne'ohe Bay. Mohly by být vytvořeny programy na odstranění řas z karibských útesů

Makrořasy, nebo lépe známé jako mořské řasy, mají potenciál způsobit zhroucení útesu, protože mohou překonat mnoho druhů korálů. Makrořasy mohou přerůstat na korálech, stínit, blokovat nábor, uvolňovat biochemické látky, které mohou bránit tření, a potenciálně vytvářet bakterie škodlivé pro korály. Historicky byl růst řas řízen býložravými rybami a mořskými ježky. Papoušci jsou ukázkovým příkladem správců útesů. V důsledku toho mohou být tyto dva druhy považovány za základní druhy pro prostředí útesů kvůli jejich roli při ochraně útesů.

Před 80. lety 20. století jamajské útesy vzkvétaly a bylo o ně dobře postaráno, to se však změnilo poté, co v roce 1980 nastal hurikán Allen a přes Karibik se rozšířila neznámá nemoc. V důsledku těchto událostí došlo k masivním škodám jak na útesech, tak na populaci ježovek přes jamajské útesy a do Karibského moře. Nemoc přežila jen 2 % původní populace ježovek. Primární makrořasy nahradily zničené útesy a nakonec větší, odolnější makrořasy brzy zaujaly její místo jako dominantní organismus. Papouščí ryby a další býložravé ryby byly málo početné kvůli desetiletím nadměrného rybolovu a vedlejších úlovků v té době. Historicky mělo jamajské pobřeží 90 % korálové pokrývky a v 90. letech bylo sníženo na 5 %. Nakonec se koráli dokázali vzpamatovat v oblastech, kde rostly populace ježků. Mořští ježci byli schopni se živit, množit a odklízet substráty, takže korálovým polypům zůstaly oblasti, kde se mohly ukotvit a dozrát. Populace ježků se však stále neobnovují tak rychle, jak výzkumníci předpovídali, přestože jsou vysoce plodné. Není známo, zda je záhadná nemoc stále přítomná a brání populacím ježovek odrazit se. Bez ohledu na to se tyto oblasti pomalu zotavují pomocí pastvy mořských ježků. Tato akce podporuje myšlenku včasné obnovy kultivace a vypouštění mořských ježků do útesů, aby se zabránilo přemnožení řas.

Mikrofragmentace a fúze

V roce 2014 vyvinuli Christopher Page, Erinn Muller a David Vaughan z Mezinárodního centra pro výzkum a obnovu korálových útesů v Mote Marine Laboratory v Summerland Key na Floridě novou technologii nazvanou „mikrofragmentace“, při níž používají specializovanou diamantovou pásovou pilu. nakrájejte korály na úlomky o velikosti 1 cm 2 místo 6 cm 2 , abyste podpořili růst mozkových, balvanů a hvězdných korálů. Korály Orbicella faveolata a Montastraea cavernosa byly vysazeny u břehů Floridy v několika polích mikrofragmentů. Po dvou letech vzrostla O. faveolata 6,5x oproti původní velikosti, zatímco M. cavernosa téměř dvojnásobně. Podle konvenčních prostředků by oba korály potřebovaly desetiletí, než by dosáhly stejné velikosti. Existuje podezření, že pokud by k predačním událostem nedocházelo blízko začátku experimentu, O. faveolata by narostla nejméně desetinásobně své původní velikosti. Pomocí této metody Mote Marine Laboratory vyprodukovala 25 000 korálů a zasadila 10 000 korálů ve Florida Keys za jediný rok. Krátce poté zjistili, že tyto mikrofragmenty fúzovaly s jinými mikrofragmenty ze stejného mateřského korálu. Korály, které nepocházejí ze stejného rodiče, obvykle bojují a zabíjejí blízké korály ve snaze přežít a rozšířit se. Tato nová technologie je známá jako „fúze“ a bylo prokázáno, že korálové hlavy rostou za pouhé dva roky namísto typických 25–75 let. Poté, co dojde k fúzi, bude útes fungovat jako jeden organismus spíše než několik nezávislých útesů. V současné době neexistuje žádný publikovaný výzkum této metody.

Dějiny

Starověké korálové útesy

Doba maximálního rozvoje útesů byla ve středním kambriu (513–501 mil. let ) , devonu (416–359 mil. let) a karbonu ( 359–299 mil . všechny neogény (23 mil. – současnost), díky řádu korálů Scleractinia .

Ne všechny útesy byly v minulosti tvořeny korály: ty v raném kambriu (542–513 mil. let) pocházely z vápnitých řas a archeocyathidů (malá zvířata kuželovitého tvaru, pravděpodobně příbuzná houbám ) a ve svrchní křídě (100–66 mil. ), kdy existovaly útesy tvořené skupinou mlžů zvaných rudisté ; jeden z ventilů tvořil hlavní kónickou strukturu a druhý, mnohem menší ventil fungoval jako uzávěr.

Měření izotopového složení kyslíku aragonitové kostry korálových útesů, jako jsou Porites , může indikovat změny v povrchové teplotě moře a slanosti mořského povrchu během růstu korálů. Tato technika je často používána klimatickými vědci k odvození paleoklimatu regionu .

Viz také

Reference

Další reference

externí odkazy

Externí obrázek
ikonu obrázku Coral Reefs: Rainforests of the Sea ORG Vzdělávací filmy.