Dźwięki typowe dla będącej w dobrym stanie rafy koralowej mogą wspomóc odbudowę kolonii koralowców i populacji ryb – informuje pismo „Communications Biology”.

Rafy koralowe są pełne różnobarwnych ryb, koralowców i innych form życia morskiego. Rozbrzmiewają też wielorakimi odgłosami związanymi z ruchem wody i zwierząt, ostrzeganiem o niebezpieczeństwie czy wabieniem partnera. Słychać trzaski, szmery, kliknięcia, bulgotanie, chrupanie, skrobanie, mruczenie, rechot, świergot, bębnienie…

Ten podwodny hałas przywabia z otwartego oceanu młode rybki, skorupiaki czy larwy koralowców, które szukają miejsca do osiedlenia się.

Dwa pionierskie badania nad odgłosami rafy przeprowadzili w terenie naukowcy ze Scripps Institution of Oceanography (USA), wchodzącego w skład University of California w San Diego (UCSD). Współpracowali z Uniwersytetem Hawajskim i konsorcjum Rapid Resilient Reefs for Coastal Defense (R3D).

Jak się okazało, podwodne „wzbogacanie akustyczne” – czyli odtwarzanie dźwięków ze zdrowych raf - może pomóc w przyspieszeniu odbudowy zdegradowanych raf koralowych i społeczności ryb.

Pierwsze badanie koncentrowało się na larwach koralowców, drugie na larwach ryb. Oba przeprowadzono w hawajskiej zatoce Kāne’ohe, położonej u wybrzeży wyspy Oʻahu, podczas kilku tarlisk w latach 2023 i 2024.

„W jednym zestawie badań terenowych wykazaliśmy, że wzbogacanie akustyczne zwiększa obecność larw ryb i larw koralowców na sztucznych strukturach rafowych” – powiedział Aaron Thode ze Scripps Oceanography, główny autor badania dotyczącego larw koralowców.

„Gdy te dryfujące organizmy wykryją duże natężenie dźwięku z rafy - to dla nich sygnał, że jest to dobre miejsce do osiedlenia się” – wskazał Thode. „Nasza analiza dostarczyła również mocnych dowodów, że syntetyczne sygnały chemiczne przyciągają te organizmy do raf”.

Na początek zespół nagrał dźwięki zdrowego środowiska rafowego u wybrzeży O‘ahu. W trakcie cyklu księżycowego zarejestrowano dźwięki ryb i wielu innych organizmów, w tym krewetek i skorupiaków, które wydają charakterystyczne trzaski.

Następnie naukowcy transmitowali te nagrania z podwodnego głośnika na płaskim, piaszczystym obszarze w pobliżu małej wyspy Moku o Loʻe. Przez dwa tygodnie głośnik odtwarzał nagrania rafy od zachodu do wschodu słońca.

Na dnie morskim wokół głośnika zespół umieścił 37 sztucznych struktur, na głębokości 4,5 metra i w odległości od 1 do 42 metrów. Struktury różniły się konstrukcją i właściwościami powierzchni, a wśród nich znalazły się mikrosiedliska zaprojektowane w Laboratorium Ekofizjologii i Inżynierii Raf Koralowych, należącym do Daniela Wangpraseurta, naukowca z Scripps.

Mikrosiedliska tworzyły złożone, chronione przestrzenie do życia. Zastosowano też żywą powłokę powierzchniową, wykonaną z BRINK – bioaktywnego „atramentu rafowego”, zawierającego żywe bakterie. BRINK został opracowany przez  Natalie Levy i jej współpracowników z laboratorium Wangpraseurta.

W ramach trzech eksperymentów, prowadzonych w ciągu dwóch lat nurkowie mierzyli osiadanie larw koralowców tydzień i dwa tygodnie po nowiu, kiedy następuje tarło. Struktury najbliższe głośnika charakteryzowały się najwyższym poziomem osiadania koralowców, zwłaszcza gdy były pokryte warstwą BRINK.

„Mamy teraz dowody na to, że kilka z tych technologii może działać w terenie, co stanowi duży krok naprzód” – powiedział Wangpraseurt. - „Przybliża nas to do wizji raf hybrydowych, żywej infrastruktury przybrzeżnej, która łączy inżynierię i biologię, by chronić wybrzeża, jednocześnie wspierając wzrost i odbudowę ekosystemów rafowych”.

Do badań nad larwami ryb wykorzystano specjalnie zbudowane autonomiczne kamery.

„Ryby są ważnym składnikiem zdrowych raf koralowych, ponieważ niektóre gatunki żywią się specyficznymi mikroalgami, które w przeciwnym razie utrudniałyby larwom koralowców osiedlanie się i rozwój” – powiedział Boulais, główny autor badania.

Kamery zostały umieszczone w pobliżu wejść do złożonych, drukowanych w 3D struktur, które pełniły funkcję „hoteli dla ryb”. Dokumentowały ich wejście i wyjście, a także śledziły obecność larw.

Kamery zostały rozmieszczone w dwóch miejscach: w pobliżu podwodnego głośnika zapewniającego wzbogacenie akustyczne i w miejscu kontrolnym, gdzie identyczny głośnik nie emitował żadnego dźwięku.

Liczba larw w obu miejscach osiągnęła szczyt około nowiu, ale miejsce wzbogacone akustycznie przyciągnęło od 4 do 14 razy więcej larw ryb – co dowodzi, że dodatkowy dźwięk pomógł przyciągnąć młode ryby do struktur. Wyniki utrzymywały się nawet, gdy zamieniono miejscami głośnik główny i głośnik kontrolny.

DARPA, amerykańska agencja rządowa podlegająca Departamentowi Obrony USA, planuje zainstalować jesienią u wybrzeży Oʻahu hybrydową konstrukcję rafową. Hybrydowa rafa Kalaeloa będzie miała rozpiętość 50 metrów (164 stóp) i będzie wykorzystywać technologie testowane w ramach programu R3D, w tym mikrostruktury opracowane przez Scripps i system wzbogacania akustycznego.

Po instalacji DARPA przekaże własność prototypu żywego falochronu Departamentowi Transportu Hawajów, partnerowi przejściowemu programu R3D.

Paweł Wernicki (PAP)

pmw/ zan/