Seiring samudera tumbuh lebih hangat dan lebih asam, para ilmuwan sedang mengembangkan strategi baru untuk menyelamatkan "hutan hujan di lautan."

Terumbu karang adalah salah satu ekosistem terindah di Bumi - "sabuk permata di tengah bumi," dalam kata-kata samudra Sylvia Earle. Mereka juga sangat berharga. Terumbu karang mencakup kurang dari sepersepuluh persen 1 dari dasar laut namun mendukung lebih dari spesies 800 spesies ikan karang dan 4,000. Mereka adalah tempat bertelur, penyangga pantai melawan badai dan undian turis yang mengasyikkan. Menurut beberapa perkiraan, layanan yang mereka berikan bernilai sampai $ 30 miliar setiap tahunnya.

Akan tetapi, yang merugikan manfaat-manfaat tersebut, terumbu karang telah memburuk sejak tahun 1970-an di bawah pengaruh manusia. Penangkapan berlebih mengganggu komunitas kompleks mereka yang terdiri dari predator besar, spesies mangsa yang lebih kecil, dan "pemakan rumput" seperti ikan kakatua dan bulu babi yang membersihkan alga besar dari karang. Pengerukan untuk pembangunan pantai menutupi air dengan sedimen, menghalangi sinar matahari dan menghabiskan oksigen. Pertumbuhan besar-besaran alga, yang diberi makan oleh nutrisi dalam limpasan pertanian dan air limbah, membekap karang. Patogen, mungkin disebarkan melalui pengiriman global, membunuh karang dan bulu babi.

Kini meningkatnya konsentrasi karbon dioksida di atmosfer menyebabkan air laut menjadi hangat dan membuatnya lebih asam. Air hangat menyebabkan episode pemutihan di mana polip koral mengusir ganggang mikroskopis yang hidup di dalam jaringan mereka dan memberi makan mereka. Alga memberi warna karang, sehingga terumbu karang menjadi putih. Karang bisa pulih, tapi prosesnya menekan dan bisa membunuh mereka. Acidifikasi, yang terjadi saat air laut menyerap CO2 dari atmosfer, mengurangi jumlah karbonat yang tersedia bagi karang untuk membangun kerangkanya, sehingga terumbu tumbuh lebih lambat dan menjadi lebih lemah.

"Kami mencoba untuk melawan pesan bahwa semua karang ditakdirkan." - Ruth Gates

Tapi spesialis terumbu karang tidak menyerah. Beberapa mengidentifikasi karakteristik yang membantu karang tertentu mentolerir pemanasan dan pengasaman. Yang lainnya adalah mengondisikan karang untuk berkembang di lautan yang berubah, sama seperti atlet berlatih untuk berkompetisi di tempat yang tinggi atau dalam cuaca yang buruk.

"Kami mencoba untuk melawan pesan bahwa semua karang ditakdirkan," kata Ruth Gates, seorang profesor riset di University of Hawaii Institute of Marine Biology. "Karang telah berkembang di Bumi selama jutaan tahun, dan mereka bertahan dengan alasan yang bagus."

Meningkatkan Ketahanan

Beberapa ahli mengatakan pemanasan dan pengasaman menerima terlalu banyak perhatian, dan tekanan lokal lebih mendesak.

"Perubahan iklim hanya setengah dari cerita," kata Jeremy Jackson, mantan direktur Pusat Keanekaragaman Hayati dan Konservasi Laut di California's Scripps Institute of Oceanography. Jackson adalah pemimpin redaksi sebuah laporan diterbitkan pada bulan Juli oleh Global Coral Reef Monitoring Network yang menemukan variasi yang luas dalam tingkat penurunan karang di Karibia sejak 1970s.

Sementara karang telah menurun lebih dari 50 persen di seluruh wilayah sejak 1970, negara-negara yang membatasi penangkapan ikan, pembangunan pesisir dan pariwisata, seperti Bermuda, menderita kerugian karang yang jauh lebih sedikit daripada yang gagal menerapkan kontrol serupa, seperti Jamaika. Dan karang yang sehat mengalami badai dan episode pemutihan lebih mudah daripada yang sudah terdegradasi karena penangkapan berlebih dan polusi air.

"Ironisnya, Amerika Serikat menghabiskan banyak uang untuk memantau terumbu karang, namun tidak berbuat banyak untuk melindungi mereka," kata Jackson. "Strategi kami nampaknya mengawasi mereka sampai mereka mati."

Pada akhir Agustus, Badan Oseanografi dan Atmosfer Nasional AS mengambil langkah pertama untuk mengubahnya, mencantumkan spesies terumbu 20 seperti yang terancam di bawah Endangered Species Act. Daftar tersebut berarti bahwa agen federal lainnya harus berkonsultasi dengan NOAA sebelum mereka mendanai atau memberi otorisasi tindakan yang akan mempengaruhi karang ini, seperti proyek energi, izin pembuangan polusi, pengerukan, lalu lintas kapal atau kegiatan militer. Dan NOAA akan bekerja sama dengan negara bagian dan masyarakat untuk melindungi karang melalui strategi seperti mengurangi pencemaran berbasis lahan dan transplantasi karang yang ditanam di laboratorium untuk menampung kembali terumbu yang terdegradasi.

Menyukai Korban Selamat

Untuk mengatasi pemanasan dan pengasaman, para ilmuwan sedang bekerja untuk memahami mengapa beberapa karang dapat pulih dari tekanan ini dengan lebih mudah daripada yang lain. Jawabannya terletak pada kombinasi genetika karang dan hubungannya dengan mikroalga yang hidup di dalam jaringan mereka dan memberi mereka makanan.

Di sebuah studi yang dipublikasikan di Global Change Biology Pada bulan Juli, periset yang dipimpin oleh ahli biogeokimia dari Ohio State University Andréa Grottoli menempatkan karang sehat dari sembilan terumbu karang Meksiko melalui dua episode pemutihan satu tahun terpisah. Proses ini mensimulasikan kondisi yang bisa terjadi di Karibia secepat 2030, sesuai proyeksi saat ini.

Beberapa temuan mereka mengejutkan. Porites astreoides, karang kuning gundul yang meningkat di beberapa bagian di Karibia, sedikit terpengaruh oleh pemutihan pertama namun tidak sepenuhnya pulih setelah yang kedua. Jenis lain menunjukkan kemampuan lebih untuk pulih setelah pemutih berulang.

 “Saya ingin melihat pemikiran ulang tentang bagaimana kami mendefinisikan terumbu karang yang layak dilindungi.” - Andréa Grottoli “Yang penting adalah ukuran cadangan energi karang, terutama lemak yang tersimpan,” Grottoli menjelaskan. "Saat kita kelaparan, tubuh kita memetabolisme lemak, dan makhluk hidup lain melakukan hal yang sama." Cadangan lemak yang tinggi membantu karang bertahan sampai mereka bisa memperoleh alga simbiosis baru. Studi tersebut juga menunjukkan bahwa karang yang mampu bermitra dengan banyak spesies alga lebih cenderung pulih.

Grottoli mengatakan temuan seperti ini bisa digunakan untuk situs kawasan lindung laut di zona di mana kondisi mendukung spesies karang tangguh. "Saya ingin melihat pemikiran ulang tentang bagaimana kita mendefinisikan terumbu karang yang patut dilindungi," katanya. "Anda perlu tahu tentang bagaimana spesies karang berperilaku dan merespons stres untuk memprediksi apakah mereka akan bertahan."

Super-Karang

Di University of Hawaii, Gates juga bekerja untuk mengidentifikasi karang yang dapat menahan tekanan iklim. Pada bulan Oktober 2013 dia dan Madeleine van Oppen, seorang ilmuwan riset senior di Australian Institute of Marine Sciences, memenangkan sebuah kontes yang disponsori oleh Paul G. Allen Family Foundation yang mencari strategi untuk mengatasi pengasaman laut. Gates dan van Oppen berencana untuk mengembangkan karang yang sangat tahan terhadap tekanan iklim dan menggunakannya untuk mengkonolitasi beberapa lokasi, termasuk terumbu karang mati di Hawaii dan terumbu buatan beton.

Untuk mengembangkan super karang ini, mereka menggunakan tiga alat. Yang pertama adalah epigenetika - perubahan fungsi gen yang terjadi ketika bagian-bagian tertentu dari kode genetik organisme dinyalakan atau dimatikan sebagai respons terhadap isyarat lingkungan. "Kami membawa karang yang sudah kami ketahui kuat ke lab dan memperlihatkannya pada kondisi yang mungkin mereka hadapi di lautan yang berubah: Kami meningkatkan suhu air atau menurunkan pHnya, lalu membawanya kembali ke titik awal, kadang-kadang di kombinasi, "kata Gates. "Latihan dapat mengaktifkan jalur epigenetik adaptif cepat yang mendorong para pemain berkinerja tinggi menjadi yang terbaik."

Kedua, para periset memodifikasi pasangan simbiosis karang dengan mikroalga. "Beberapa simbion selalu dikaitkan dengan karang yang sangat kuat, jadi kita melihat apakah kita bisa mengenalkannya pada karang yang simbionnya serupa. Symbionts adalah sumber makanan karang, dan yang kuat adalah pabrik makanan yang sangat baik, "kata Gates. Alat ketiga adalah membaurkan dengan giat karang keras dan membekukan sperma mereka, keuntungan bio-banking dalam perlawanan.

Beberapa akun mengatakan Gates dan van Oppen menciptakan "terumbu desainer," namun Gates tidak setuju.

"Terumbu karang berubah lebih cepat daripada karang yang bisa saling bertemu dan beradaptasi secara alami. Ini masalah waktu. Jadi kita mempercepat kemampuan individu untuk bertemu dan bereproduksi, "katanya. "Mungkin akan terjadi secara alami dalam kondisi jinak, tapi saat karang mati, koneksi rusak, dan sperma dan telur tidak mudah ditemukan. Kita bisa melihat masalahnya memburuk, atau mengusulkan sesuatu yang akan membuat perbedaan. "

Idenya analog dengan beberapa cara membantu migrasi hewan dan tumbuhan di darat. Dalam kedua kasus tersebut, perubahan iklim mengubah ekosistem lebih cepat daripada organisme dapat berkembang. Solusi utamanya adalah mengurangi emisi gas rumah kaca, namun dalam jangka pendek, membantu spesies yang beradaptasi dapat mengurangi kerusakan.

Artikel ini awalnya muncul di Ensia

tentang Penulis

Jennifer Weeks adalah seorang jurnalis lepas Massachusetts yang menulis tentang lingkungan, sains dan kesehatan. Kisahnya telah muncul Temukan, Slate, Majalah Boston Globe, The Daily Climate dan banyak publikasi lainnya. Sebelumnya dia bekerja sebagai staf kongres, pelobi dan analis kebijakan publik.

Rekomendasi buku:

Dunia Biru: Bagaimana Nasib Kita dan Samudera Itu Satu
oleh Sylvia Earle.

Buku tie-in ini untuk inisiatif-fokus ambisius 5-tahun laut National Geographic pada overfishing-ditulis dalam National Geographic Explorer-in-Residence suara belum keras memukul diakses Sylvia Earle ini. Melalui kisah-kisah pribadi yang menarik dia menempatkan bahaya saat ini dan masa depan laut dan hidup mendukung dalam perspektif untuk khalayak masyarakat luas.

Klik di sini untuk info lebih lanjut dan / atau untuk memesan buku ini di Amazon.