세계에서 네 번째로 대규모 산호 백화 현상이 진행 중이지만 산호초는 회복할 가능성이 더 높을 수 있습니다.

세계의 산호초는 수중 도시와 같아서 온갖 종류의 물고기와 해양 동물로 북적입니다.산호초는 바다의 1% 미만을 덮고 있지만 모든 해양 생물의 약 25%를 차지, 많은 중요한 어종을 포함합니다.이러한 복잡한 생태계가 제공하는 서비스의 경제적 가치는 다음과 같이 추정됩니다. 미국에서만 연간 34억 달러 이상

오늘날 해수 온도 상승은 많은 산호초의 생존을 위협합니다.바닷물이 너무 오랫동안 너무 따뜻해지면 산호는 해양 생물을 배출합니다. Zooxanthellae라고 불리는 다채로운 공생 조류, 조직에 서식하는 산호 표백이라는 과정입니다.이러한 조류는 산호에게 먹이를 제공하므로 표백된 산호는 기아와 질병에 취약하며 물이 충분히 빨리 냉각되지 않으면 죽을 수도 있습니다.

전 지구적인 해양열로 기록적인 수준, 과학자들은 다음과 같이 확인했습니다. 전 세계적으로 산호 백화 현상이 진행 중입니다..2023년 초부터, 산호가 죽어가고 있어요 적도의 북쪽과 남쪽의 인도양, 태평양 및 대서양에 있습니다.

더 넓은 카리브해 지역의 현재 백화 현상은 1998년 첫 번째 전 세계 백화 현상 이후 기록된 이전의 어떤 백화 현상보다 더 길고 더 심각합니다.나는 공부한다 대규모 기후와 해양 역학 산호초 사이의 생물학적 연결(때때로 먼 거리에 걸쳐 확장됨)이 열 스트레스로부터 산호초를 회복하는 데 어떻게 도움이 될 수 있는지 분석하고 있습니다.

암초 관계

해양 온도가 얼마나 빨리 따뜻해지는지를 고려하여 과학자들은 대응 전략을 개발하기 위해 노력하고 있습니다.여기에는 다음이 포함됩니다 산호를 열에 더 잘 견디게 만들기;손상된 지역을 건강한 산호초로 복원; 산호 종묘장 재배치 더 시원한 지역으로; 슈퍼산호 사육” 이러한 스트레스에 더 저항력이 있습니다.그리고 향상 천연 화학 신호 그리고 소리 신호 손상된 산호초로 유충 산호와 물고기를 유인합니다.

산호초에서 발견되는 많은 종류의 물고기는 이러한 공동체를 건강하게 유지하는 데 귀중한 역할을 합니다.예를 들어, 해초는 공간과 빛을 두고 산호와 경쟁하며 종종 백화 현상이 발생한 후에 산호초를 차지합니다.

산호는 다양한 종류의 해초를 먹는 물고기로 둘러싸여 있으면 더 건강해지고 더 빨리 회복됩니다. 비늘돔, 외과의사고기, 토끼고기.그들의 역할을 반영하여, 이들 종은 흔히 초식 동물(grazers)이라고 통칭됩니다.

해삼 - 가죽 같은 바닥에 서식하는 동물, 불가사리와 성게와 먼 친척 관계 – 또한 중요한 암초 파트너이기도 합니다.그들은 바다 퇴적물에 있는 박테리아와 기타 유기 물질을 먹고 산호초 주변 지역을 청소합니다.

내 조지아 공대 동료 마크 헤이 최근 암초 군집에서 해삼을 제거하면 유기 폐기물이 증가하고 산호초 사망 15배 증가.해삼을 보호하는 식량원으로 과도하게 수확됨, 산호초를 건강하게 유지하는 데 도움이 될 수 있습니다.

해양 연결의 역할

산호초는 고립된 전초기지가 아닙니다.물고기와 산호가 산란할 때 수백만 마리의 유충을 방출하여 해류를 따라 표류하고 산호초를 통해 교환됩니다. 혼합 및 운송 과정.이러한 교환은 산호초의 연결성을 구성합니다.

일부 산호초는 다른 많은 산호초에 유충을 공급합니다.다른 산호초는 더 고립되어 있으므로 과학자들은 산호초가 백화 및 기타 위협으로부터 회복되도록 돕기 위해 인공적으로 유충을 도입해야 할 수도 있습니다.

연구에 따르면 암초는 잘 연결되어 있습니다. 탈색과 같은 스트레스로부터 더 빨리 회복.해류를 통해 멀리서 운반되는 산호와 물고기 유충을 풍부하게 공급하면 표백된 지역을 복원하고 다양한 산호초 군집을 유지하는 데 도움이 됩니다.이러한 연결성을 유지하는 것이 암초 보존의 핵심입니다.

그러나 연결성을 측정하는 데에는 시간과 비용이 많이 듭니다.연구자들은 연결될 수 있는 산호초에서 산호 샘플을 수집하고 산호의 DNA를 분석하여 유전적 역사를 재구성합니다.이를 통해 서로 다른 인구 집단이 얼마나 상호 연관되어 있는지를 알 수 있습니다.

우리는 또한 컴퓨터 모델을 사용하여 가상 유충을 운반하는 해류 시뮬레이션 릴리스 지점부터 정착 위치까지.하지만 해류는 고속도로처럼 고정되어 있지 않습니다.그들의 힘과 방향은 계절과 연도에 따라 시간이 지남에 따라 변합니다.암초 연결성을 연구하려면 작은 영역을 세밀하게 다루는 다년간의 모델 시뮬레이션을 수행해야 하며, 여기에는 많은 계산이 필요합니다.

머신러닝을 통한 통찰력

지금, 기계 학습 암초 연결을 분석하는 새로운 방법을 제공합니다.인공 지능의 이 하위 분야를 통해 컴퓨터는 명시적인 지시 없이 작업이나 연관성을 학습할 수 있습니다.대신 알고리즘을 사용하여 다양한 작업을 처리합니다.

우리 연구 그룹은 위성 데이터에서 파생된 해류에 대한 정보를 수집하는 도구를 개발했습니다.생태 지역 네트워크 또는 생태계가 일반적으로 유사한 지역을 생성합니다.그리고 지난 30~40년간의 연결성을 계산합니다..그런 다음 다음을 사용하여 더 잘 연결된 암초를 식별합니다. PageRank 중심성 – Google이 웹페이지의 인기도를 측정하기 위해 개발한 알고리즘입니다.

생태 지역 네트워크를 정의하면 알려진 산호초가 얼마나 "인기"가 있는지, 즉 연결되어 있는지 확인할 수 있습니다.그리고 우리는 "인기 있는" 산호초 군집에 더 다양하고 건강한 산호 개체군이 포함되어 있는지 확인하여 알고리즘이 제대로 작동하는지 확인할 수 있습니다.

우리는 그것을 발견했습니다 동남아시아의 산호삼각지대 – 지구상에서 가장 큰 생물다양성 핫스팟 – 주기적인 변화 엘니뇨와 라니냐 기후 패턴 생물다양성을 장려하고 있으며 아마도 그렇게 했을 것입니다. 지난 500만~700만년 동안.엘니뇨 현상 중 연결성은 해류가 다르기 때문에 라니냐 현상 중 연결성과 매우 다릅니다.이러한 역학은 암초가 여러 해에 걸쳐 다양한 장소에서 유충을 받을 수 있도록 보장함으로써 암초를 돕습니다.

어떤 산호와 환경 특성이 산호초의 탄력성을 높이는 데 도움이 되는지 이해하고 이 정보를 연결 네트워크와 결합하면 산호가 좀 더 오래 생존할 수 있도록 돕는 새로운 길을 열어줍니다.이러한 접근 방식은 모니터링 및 복원 노력의 우선 순위를 지정하는 방법과 위치를 나타냅니다.

장기적으로 산호 멸종을 막고 수많은 해양 생물을 지원하는 암초 서식지를 보호할 수 있는 유일한 방법은 다음과 같습니다. 수질 오염 제한 그리고 기후 변화를 억제합니다.그러나 산호초를 더 건강하게 만드는 보다 지역적인 조치를 취하면 산호초에게 시간을 벌 수 있고 해양 온난화에 대한 탄력성을 높일 수 있습니다.