Vad är korallblekning?

När de en gång var livfullt färgade och vrimlade av liv är många korallrev runt planeten nu blekta och karga, tack vare ett tillstånd som kallas korallblekning. Deras färg dränerade, blekade rev står som skelett längs världens kustlinjer, från Australien och Madagaskar till Persiska viken och Karibiska havet.

Men korallblekning är mycket mer än en estetisk förlust. Det är en miljöindikator: ett tecken på svältande djur, ett misslyckande havsekosystem och en förödande förändring i det globala klimatet. Stigande havstemperaturer är den grundläggande orsaken. Men innan vi kan förstå varför dessa vackra korallekosystem nu riskerar, måste vi förstå hur de fick sin strålande färg i första hand.

Hur får koraller sin färg?

Korallrev består av polyper, små, färglösa djur som har en säckliknande kropp med en munliknande öppning och en krona av stickande tentakler. Ett korallrev består av många enskilda polypper som fungerar tillsammans som en enhet.

Polyperna själva är transparenta. Korallrev får sin färg från de små varelserna som bor inne i polyperna: alger som kallas zooxanthellae.

Koraller och zooxanthellae har ett ömsesidigt fördelaktigt partnerskap, känd som symbios. Coral ger algerna skydd, tillgång till solljus och andra resurser som behövs för fotosyntes. Algerna delar i sin tur de näringsämnen som produceras genom fotosyntes med korallen. Så mycket som 90 procent av de näringsämnen som alger producerar överförs till sina korallvärdar, enligt National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA).

Varför blekar koraller?

Under miljömässig påfrestning blir det intrikata samverkan mellan alger och koraller. Faktorer som temperaturförändringar, föroreningar och överfiske kan destabilisera förhållandet och få korallerna att utvisa algerna. När algerna är borta syns korallens ljusa vita kalciumkarbonat-exoskelett genom sin transparenta vävnad, därmed namnet korallblekning.

Stigande havstemperaturer som orsakas av den globala uppvärmningen har blivit den största faran för korallrev enligt NOAA. Temperaturtoppar på endast 1,8 till 3,6 grader Fahrenheit (1-2 grader Celsius) kan utlösa massblekningshändelser som påverkar tiotals till hundratals miles av korallrev. Denna typ av värmestress påverkade 70 procent av världens korallrev mellan 2014 och 2017.

Korallblekning sker gradvis, säger Ruben Torres, en marinforskare och grundaren av Reef Check Dominikanska republiken, en ideell havbevarande grupp. När vattentemperaturen stiger över korallens komfortzon börjar algerna att lämna och korallen växer blekare tills alla algerna är borta.

"När alger är borta förlorar de [korallerna] sin energikälla," sade Torres. "De sväljer i grund och botten."

Blekade koraller lever fortfarande, men utan algerna är korallerna sårbara. De har mindre energi och är mer benägna att sjukdomar. Om vattentemperaturen förblir hög i dagar eller veckor, enligt NOAA, kommer blekt korall att börja dö. Om vattentemperaturen går tillbaka till det normala kan korallen så småningom återfå alger och deras färg, men även de snabbast växande korallerna behöver 10 till 15 år för att återhämta sig, enligt en studie från 2013 publicerad i tidskriften Science.

"Vi brukade tro att blekning skedde en gång per sekel," säger Dave Vaughan, en biolog vid Elizabeth Moore International Center for Coral Reef Research & Restoration i Florida. "Koraller skulle ha 100 år att återhämta sig," sade han. "Men då var det en blekning på 70-talet, två på 80-talet och nu 12 under de senaste 14 åren."

Ökningen av korallblekningsparalleller ökar i atmosfäriska temperaturer och havstemperaturer. Mellan 2016 och 2017 - de två hetaste åren på rekord, enligt NASA - dog hälften av Great Barrier Reef i blekhändelser som startades av höga havstemperaturer, en studie publicerad 2018 i tidskriften Naturerapporterad. [Bildgalleri: Great Barrier Reef Through Time]

En del av hopp

Utsikterna för koraller är dystra men inte helt hopplösa. Naturliga rev kommer inte att pågå under 2000-talet om klimatförändringarna fortsätter att undermineras, enligt en FN-bedömning 2017. Eftersom planerna för att sänka de globala koldioxidutsläppen inte träder i kraft med en hastighet som är tillräckligt snabb för att rädda rev, går vissa forskare ett steg längre för att bevara korallsamhällen genom att ge dem en boost.

Vaughan och hans kollegor utforskar korallrev som har upplevt blekning för att hitta de överlevande. Forskarna höjer sedan de särskilda korallerna i labbet för att bättre förstå vad som gör dem mer motståndskraftiga. Vaughan sa att han hoppas kunna odla koraller som kan motstå dagens förhållanden - och morgondagens varmare förhållanden - och sedan plantera dem på naturliga rev för att göra hårdare hårdare.

"Vissa koraller påverkas inte eller studsar tillbaka snabbare så att de inte får sjukdom eller svälter ihjäl," sade Vaughan. "Om vi ​​gör fler av dessa, gör vi ett mer motståndskraftigt rev."

Andra forskare är upptagna med att korsa upp olika stammar av resistenta koraller för att utveckla så kallade superkoraler, som har en ännu bättre chans att överleva klimatförändringar. Båda typerna av fjädrande koraller har odlats i plantskolor och planterats tillbaka i havet framgångsrikt, men endast på en experimentell nivå. Nu syftar forskare till att plantera i mycket större skala, sade Vaughan. Reef restaurering behövs desperat över hela världen, men det kommer inte att bli billigt, sade han.

De första åren av att odla och plantera koraller har en hög kostnad och låg produktion. Det kan kosta $ 25 till $ 200 för att växa och plantera en enda korall, sa Vaughan. Ett rev på en fotbollsplan har upp till 10 000 individuella koraller; det är 2 miljoner dollar för att återställa ett litet rev.

Efter fyra till fem år ökar dock produktionen och priset per korall faller. Idag växer Vaughans laboratorium och planterar varje korall för 10 dollar, och han sa, i skala, att antalet skulle kunna falla till 2 dollar per korall, varvid varje kriterier kostar samma som en kopp kaffe.

Så, vad kostar det för att återställa världens rev? Vaughan har kört siffrorna (det är i miljarder), men han sa att den bättre frågan är: "Vad kostar det om vi inte gör det?"

Är korallrev verkligen värda besväret?

Oavsett hur mycket dessa räddningsförsök kostar, hävdar marinbiologer att rädda korallrev är nödvändigt, både av biologiska och ekonomiska skäl.

Korallrev täcker endast 1 procent av havsbotten, men Smithsonian uppskattar att så mycket som 25 procent av marint liv beror på dessa rev för mat och skydd. Med andra ord, korallrev utgör ryggraden i havets mest olika ekosystem. Så även om termen "korallblekning" avser ett fenomen som påverkar bara en grupp nära besläktade arter, förstör deras dödsfall en hel livsmiljö.

Människor har också en enorm andel i friska korallrev. Reefrelaterad turism är värd 35 miljarder dollar till den globala ekonomin, enligt en studie från 2017 publicerad i tidskriften Marine Policy.

Rev hjälper också till att skydda strandlinjer, särskilt med dagens allt svårare tropiska stormar, och förhindrar så mycket som 4 miljarder dollar i översvämningsskador globalt varje år, enligt en ny studie i tidskriften Nature Communications. Sammanfattning av dessa rev, genom blekning och kollaps, skulle kosta USA 100 miljoner dollar per år i ytterligare översvämningsskador. Länder som Indonesien och Filippinerna skulle drabbas ännu hårdare och få årliga skador på mer än 600 miljoner dollar.

Att rädda korallrev är skrämmande, men alternativet är kataklysmiskt, sa Vaughan. Han planerar att plantera 1 miljon koraller innan han går i pension. Han planterade TKHOWMANY hittills. Från och med januari 2019 tar han sina återställningsinsatser globalt genom sin anläggning Plant a Million Corals, där han reser världen med att utbilda och konsultera klienter om hur man kan återställa reven nära dem. Som Vaughan ser det, "Det finns hopp."

Vidare läsning:

• Se dessa chockerande bilder från Coral Reef Image Bank om de förödande effekterna av korallblekning.
• Läs mer om korallblekning på Great Barrier Reef från Australian Marine Conservation Society.
• Hitta en översikt över den grundläggande biologin för korallrev här från Scripps Institution of Oceanography.