Кораллы сами неспособны к фотосинтезу — за них это делают микроводоросли, живущие внутри их тканей. Именно эти симбионты поставляют кораллам кислород и питательные вещества, поддерживая рост рифов. Но когда вода слишком теплая или загрязненная, кораллы теряют водоросли. Так возникает обесцвечивание — сначала коралл бледнеет, потом голодает и погибает.
До сих пор наблюдать этот процесс «вживую» было почти невозможно. Но теперь это стало реальностью — благодаря новому подводному микроскопу BUMP (Benthic Underwater Microscope imaging PAM), разработанному в лаборатории подводной визуализации Джеффа в Институте океанографии Скриппса. Их результаты были опубликованы в журнале Methods in Ecology and Evolution.
Прибор сочетает микроскопию и световой анализ фотосинтетической активности по методу PAM — технологии, измеряющей, насколько эффективно хлорофилл поглощает свет. Устройство собирает высокоточные изображения и 3D-сканы в естественной среде без взятия проб, не повреждая коралл. Дайвер может принести его на риф сам: оно помещается в чемодан и не требует поддержки с поверхности.
Красное свечение, зафиксированное прибором, отражает работу хлорофилла, а зелено-голубое — это сам коралл. С помощью BUMP можно в реальном времени увидеть, как кораллы «дышат», сокращают полипы, взаимодействуют с окружающей средой и ведут себя по-разному при стрессе. Эти данные раньше оставались вне поля зрения науки.
Тестирование прибора прошло на рифах Гавайев, Красного моря и атолла Пальмира. Ученые смогли впервые сравнить фотосинтез на разной глубине: кораллы, живущие глубже (до 45 метров), показали более стабильную и высокую активность, чем те, что находятся ближе к поверхности, где свет агрессивнее. BUMP также показал разницу между морфотипами кораллов одного и того же вида — Porites.
BUMP позволяет обнаружить ранние признаки ухудшения состояния рифа до его обесцвечивания. Это как измерить пульс, не делая укола: можно оценить здоровье кораллов, не нарушая экосистему.
Инструмент уже применяется не только для кораллов, но и для изучения фотосинтеза у других морских организмов. Например, молодых особей гигантских водорослей у побережья Калифорнии. Это делает BUMP перспективным универсальным инструментом для морской биологии и мониторинга климата.
Ранее мы рассказывали о том, что ученые заморозили кораллы для спасения Большого Барьерного рифа, чтобы однажды вернуть их в океан.