Сельскохозяйственные удобрения могут значительно ослаблять способность коралловых рифов противостоять потеплению океана. К такому выводу пришли исследователи Института морской микробиологии Общества Макса Планка и их коллеги, изучив влияние повышенной концентрации азота на кораллы. Оказалось, что избыток питательных веществ нарушает взаимодействие кораллов с их симбиотическими водорослями и делает рифы уязвимее к тепловому стрессу.
Кораллы живут в тесном симбиозе с микроскопическими водорослями — динофлагеллятами из семейства Symbiodiniaceae. Они получают от водорослей значительную часть органических веществ, образующихся в процессе фотосинтеза, а взамен предоставляют им убежище и необходимые для роста соединения. Именно этот симбиоз позволяет коралловым рифам существовать в бедных питательными веществами тропических водах.
Исследование показало, что дополнительный азот способен нарушить этот баланс. Ученые наблюдали за кораллами, подвергнутыми воздействию повышенных концентраций азота, и обнаружили изменения в обмене веществ между кораллом и его симбиотическими водорослями.
Проблема возникает из-за того, что сельскохозяйственные удобрения содержат соединения азота и фосфора. Часть этих веществ не усваивается растениями и вместе с дождевыми и грунтовыми водами попадает в реки, а затем в прибрежные районы океана. Такое обогащение воды питательными веществами называют эвтрофикацией.
Избыток азота, как показали эксперименты, может стимулировать рост симбиотических водорослей, но одновременно изменять соотношение между количеством водорослей и питательными веществами, которые они передают кораллу. В результате коралл получает меньше энергетической выгоды от симбиоза.
Особенно важным оказался эффект при повышенной температуре воды. Кораллы, испытывающие избыток азота, хуже переносили тепловой стресс. При сильном потеплении они могут терять симбиотические водоросли — процесс, известный как обесцвечивание кораллов. Если тепловой стресс сохраняется достаточно долго, коралл может погибнуть.
Таким образом, локальное загрязнение удобрениями способно усиливать воздействие глобального потепления. Даже коралловые сообщества, которые считаются относительно устойчивыми к повышению температуры, могут потерять часть этой устойчивости, если одновременно подвергаются воздействию избытка питательных веществ.
Ученые отмечают, что результаты имеют практическое значение для сохранения рифов. Сокращение поступления азота и других питательных веществ с сельскохозяйственных территорий может стать одним из способов уменьшить дополнительную нагрузку на коралловые экосистемы. Это особенно важно для прибрежных регионов, где сельское хозяйство и коралловые рифы находятся в непосредственной близости.
Исследование показывает, что состояние рифов определяется не только температурой океана. Изменение климата и локальное загрязнение действуют одновременно, причем один фактор способен усиливать уязвимость экосистемы к другому.
