Всеки от въпросите, които ми задават, има „болен“ корал като тема. Често проблемът включва известно количество оцветяване до нормалното оцветяване на корал или видима бяла зона върху корала. При много обстоятелства е много трудно да се установи естеството на проблема, но една от най-често срещаните грешки е погрешното идентифициране на избелването на корали. В следващите няколко статии възнамерявам да разгледам някои от причините, появата и ефектите на избелването и след това, в следващите статии, група проблеми от различен тип, характеризиращи се с действителна загуба на тъкани. Тези събития могат да бъдат трудни за разграничаване, могат да имат сходни или различни причини и последици и дори да са свързани помежду си.

кораловия

Trachyphyllia geoffroyi често е податлив на избелване в аквариумите. Част от причината може да произтича от факта, че много от ярките цветни (червени и зелени) екземпляри се събират в дълбоки води. Горните корали са избелени и показват признаци на загуба на тъкани, вероятно от глад в резултат на загубата на зооксантели.

Заден план

Какво е избелването? Избелването се случва в корали, които поддържат симбиоза с различни видове динофлагелати, наречени зооксантели. Съгласно една често срещана дефиниция, избелването е освобождаването, отхвърлянето или загубата на зооксантели от кораловата тъкан.

Зооксантелите се придобиват от коралите по два начина: първо, родителят може да им даде „стартерна култура“, ако родителската колония размие своите планули. Алтернативно, при корали, които отделят сперма и яйца във водата и където оплождането се извършва външно във водния стълб, планулите (без зооксантели) могат да погълнат водораслите от водния стълб. Веднъж погълнати, водораслите не се усвояват, а се вкарват в клетката и се поставят в малка вътреклетъчна торбичка, наречена вакуола. Веднъж попаднали във вакуолата, те са „в капан“ и донякъде са на милостта на кораловия полип. Златистокафявите водорасли се размножават в клетката и образуват плътен, но много тънък слой в полипа. Зооксантелите се намират главно във вътрешността

Показаният Goniopora е избелен. Тъканта е прозрачна, което показва драматична загуба на зооксантели. Този корал вероятно не е избелен от излишната радиация или температура, тъй като е сниман в дълбока вода, където нивата на светлина са ниски и температурата е относително постоянна.

тъканния слой на коралите, наречен гастродерма, въпреки че понякога те могат да бъдат намерени във външния слой (ектодерма) и са в пипалата на дневните корали. Коралите за нощно хранене имат прозрачни пипала, на които обикновено липсват зооксантели.

Веднъж попаднали в полипа, зооксантелите се осигуряват хранителни вещества, които се контролират и обикновено се ограничават от техния гостоприемник. В замяна на това водораслите използват слънчева светлина, за да фотосинтезират и осигуряват
енергийно богати продукти на фотосинтеза (фотосинтат) до кораловия полип. Хранителните вещества за зооксантелите са основно продуктите на кораловия метаболизъм; т.е. въглероден диоксид и
азот.

Едно от предимствата на живота в полипната тъкан е, че зооксантелите имат постоянен достъп до азот под формата на коралови метаболитни отпадъчни продукти. За разлика от тях обикновено азотът
недостатъчната морска вода може да не е в състояние да осигури обилен източник на азот за растеж и размножаване. Въпреки това, коралите могат и контролират количеството отпадъци, освободени вътреклетъчно в зооксантелите, изхвърляйки излишъка обратно в морската вода. При нормални условия балансът е много точен и има много малък дефицит или излишък, като практически всички метаболитни отпадъци на коралите се консумират от прецизно модерирана популация от зооксантели.

Вариация на избелване

Възможно е обаче да възникнат условия, които променят балансираната симбиоза на водорасли и корали. Когато има хронично или остро ограничение на хранителните вещества, коралите може да не произвеждат достатъчно отпадъци, за да поддържат зооксантелите. И обратно, зооксантелите няма да могат да произведат достатъчно фотосинфат, за да поддържат коралите. Ако дефицитът е достатъчно голям, плътността на зооксантелите ще бъде намалена. Това може да се случи по три начина: зооксантелите просто ще умрат и ще бъдат изхвърлени от коралите; коралите могат да смилат зооксантелите за собствените си енергийни нужди (ако това е вид, който може да смила растителен материал, по-специално компоненти на клетъчната стена); или коралите могат да освободят част от зооксантелите от тъканите си обратно във водата. Това е избелване.

Тази Cynarina lacrymalis е силно избелена. Тъканта е ясно видима и напомпана, макар и без пигментацията на зооксантели. Бялото оцветяване идва от скелета, видим под тъканта. Този корал вероятно ще трябва да улови плячка или да бъде нахранен, за да предотврати гладуването и възстановяването на пълен набор от зооксантели.

По същия начин, макар и по различни причини, хроничният или остър излишък от хранителни вещества (особено азот) също може да причини избелване. Тъй като коралите могат да абсорбират разтворените хранителни вещества директно от морската вода, те могат да се възползват от енергията, получена по този начин. Когато обаче разтвореният азот се абсорбира в тъканта и клетките, зооксантелите също могат да имат достъп до материала. В този случай може да има прекомерна наличност на хранителни вещества и зооксантелите са по-малко хранителни вещества, ограничени от коралите, и могат да използват азота за растеж и размножаване. Растежът до по-високи плътности на зооксантали не е непременно добър за коралите и растежът може да стане небалансиран и неконтролиран. Ако това се случи, може да се наложи избелване, за да се поддържа правилната плътност на водораслите в тъканите.

Зооксантелите също имат краен период на живот и по всяко време има брой от тях, които стават възрастни и вече не са полезни за полипа. Тези зооксантели се изхвърлят и това също е форма на избелване.

Горните описания звучат като адаптивно и продуктивно поведение, участващо в поддържането на балансирана симбиоза, и те са. Така че избелването, по дефиниция, не е непременно вредно явление, както е широко разпространено. Съществуват обаче степени на избелване и има други фактори, които могат да причинят избелване. Това са случаи, при които избелването не е нормален регулаторен механизъм, а се причинява от различни фактори, които застрашават не само симбиозата, но и здравето на всеки партньор.

Друго определение на избелването

Избелването на корали има друго и по-популярно измислено определение. Това определение гласи, че коралите се считат за избелени, когато има видимо изсветляване на нормалното състояние на оцветяване, което води до приблизителна загуба от 50% от постоянния запас от зооксантели. Повечето хора свързват избелен корал с изображенията на ярки бели корали на риф. Това се счита за тежко избелване, като масовото избелване се определя като когато цяла общност от корали е станала частично или напълно избелена.

Когато казвам напълно избелено, това е малко надценяване. Доколкото ми е известно, няма съобщения за случаи, при които избелването да е пълно, освен в експериментални условия (трудно дори за постигане) и където някои умерени корали могат да съществуват естествено, със или без зооксантели. Плътностите на зооксантелите най-много стават изключително ниски, така че кафявото им оцветяване вече не се вижда и кораловата тъкан става до голяма степен прозрачна, разкривайки белия скелет отдолу.

Механизми и ефекти на избелването

Ниският брой зооксантели, останали в избелената коралова тъкан, също са причината, поради която избелените корали често се възстановяват. Малко вероятно е те да се възстановят в значителна степен чрез придобиване от водния стълб, а по-скоро от възпроизвеждането на останалите в тъканта. Ако обаче плътностите на зооксантели са изключително ниски, коралите не могат да получат много енергия от продуктите на техните симбиотични водорасли
фотосинтеза. Това създава енергиен дефицит, който трябва да се запълни чрез хранене или чрез директно усвояване на хранителни вещества от морската вода. Докато е възможно, силно избелелите корали често не се възстановяват и те умират. Защо?

Sinularia sp. на снимката тук е избелена, въпреки че зооксантели все още се виждат в някои от клоните вляво.

Морската вода често е бедна на хранителни вещества и затова директната абсорбция може да не се осъществи до степен или със скорост, която може да осигури достатъчно хранене. На второ място, дори ако има достатъчно атрибути за плячка, които коралите да могат да уловят, поддръжката на механизми за улавяне, като нематоцисти, струва много енергийно. Коралите може да не са в състояние ефективно да поддържат тези структури и следователно да не могат ефективно да се хранят. Освен това струва енергия за поглъщане и смилане на предмети от плячка. За акваристите това е очевидно при избелените корали, които изглежда нямат интерес или способност да улавят предлаганите им хранителни продукти. В крайна сметка избелените корали, работещи при енергиен дефицит, трябва да метаболизират собствените си тъкани, за да оцелеят, а това се разглежда като рецесия и тъканна смърт. Нарича се още глад.

Най-доброто решение за тежко избелващо събитие, освен премахването на стресорите, предизвикали избелването на първо място, е осигуряването на достатъчно хранителни вещества за поддържане на коралите и за повторно заселване на зооксантели, както и осигуряването им във форма, която изисква най-малко количество енергия за получаване и използване. Най-добрият отговор за всички тези изисквания е да се уверите, че във водния стълб има добро снабдяване с разтворен азот. Високото ниво на азот вероятно няма да бъде от полза, след като избелен корал се възстанови, но може да бъде полезно в процеса на възстановяване. Бингман правилно отбелязва, че много аквариуми вече са в пъти по-високи от рифовете в използваеми форми на азот (pers. Comm.). В такива случаи увеличаването на използваемите форми на азот (нитрати и амоний) вероятно няма да има значение. Много акваристи обаче сега поддържат аквариуми, където нивата на азот се доближават или са под средните нива на рифовите води, и в такива случаи амонийът или нитратът могат да бъдат гориво за размножаване на зооксантели. За допълнителна информация относно ролята на азота в размножаването на зооксантели, вижте Marubini and Davies (1996), Hoegh-Guldberg (1994), Hoegh-Guldberg and Smith (1989) и Mueller-Parker et al. (1994).

Друг проблем, който възниква при избелването, е начинът, по който се губят зооксантели. Акваристите може да са запознати с кафяви лигавични нишки на зооксантели, които се освобождават от устието на корал. Често отстраняването или загубата на зооксантели е доста контролиран процес, при който вакуолите, съдържащи клетките на водораслите, се движат към външната клетъчна мембрана, сливат се с нея и след това освобождават съдържанието в целентерона. Бързото избелване или тежкият стрес обаче водят до много по-вредно освобождаване, като цялото клетъчно съдържание се издухва в целентерона или, още по-сериозно, цялата кожна клетка се отделя и губи. Трябва да е очевидно, че подобни травматични реакции имат дори по-голям вреден ефект върху коралите, отколкото само загубата на клетки от водорасли. В такива случаи избелването често е достатъчно тежко и с достатъчно съпътстващи наранявания, че шансовете за възстановяване са малки.

Коралите се избелват по редица причини, някои от които бяха описани по-горе като регулаторни процеси. По-подробно, количеството и качеството на фотосинтетичните продукти е основен фактор. По-специално, производството на кислород от зооксантели може да бъде особено проблематично. Излишъкът на кислород, особено във форми, при които се произвеждат синглетни кислородни радикали, или когато се свързват с вода за образуване на водороден прекис, може да навреди на кораловата тъкан. Коралите наистина произвеждат ензими за детоксикация на тези кислородни форми, но при условия, които предизвикват избелване, те може да не са в състояние да се справят с количеството произведен кислород. Следователно, избелването се случва, за да се предотврати кислородното отравяне на кораловите клетки.

Все още не е добре известно дали избелването в крайна сметка е под контрол на корали или зооксантели. Има доказателства в подкрепа на двете гледни точки и може би различни избелващи събития, в зависимост от обстоятелствата, могат да бъдат под контрола на двамата или на всеки партньор (и). Необходими са допълнителни изследвания, за да се определят тези и други аспекти на реакцията на избелване.

Други аспекти на избелването

Факторите, които могат да причинят избелване на корали, са многобройни. В дивата природа най-установеният фактор, приписван на масовите избелващи събития, е продължителното повишаване на температурата над нормалните нива. Температурата като причина за избелване може да бъде синергична с други фактори, включително намалено движение на водата, облъчване и хранителни вещества. Списък с фактори, за които е доказано, че причиняват избелване в различни проучвания, са:

  • Бактериално избелване - Vibrio shiloi
  • Слаба светлина или тъмнина
  • Химикали - замърсители, метали, пестициди, замърсители
  • Ендолитни гъбички
  • Клиати - неизвестен тип и роля
  • Хипер соленост
  • Coccideans - неизвестен тип и роля
  • Хипо соленост
  • Висока температура - устойчиво или краткосрочно увеличение
  • Наркотици
  • Ниско движение на водата (застояла вода, застой)
  • Състезание
  • Високо облъчване - трайно или бързо нарастване
  • Утаяване
  • Ултравиолетово лъчение - устойчиви високи нива или бързо нарастване
  • Глад
  • Бърза смяна на температурата - по-висока или по-ниска
  • Физическо нараняване или стрес

„Но моят корал все още има светло син цвят“, пита акварист, „той не трябва да се избелва“. Невярно! Много от ярките цветове, открити в коралите, се дължат на флуоресциращи протеини, които не са извън зооксантелите. Тези пигментни комплекси се намират във везикули или над или под зооксантелите в животинската тъкан. Те служат за модулиране на видимата и ултравиолетова светлина, като подобряват или защитават ролите. Ако зооксантели се загубят, тези пигменти могат да останат за известно време. Тъй като те вече не изпълняват функцията си и са метаболитно скъпи за производство, тези пигменти в крайна сметка ще бъдат загубени, докато не бъдат необходими отново. Ако има възстановяване, те ще бъдат произведени отново от възстановените корали, ако е необходимо. Но отнема известно време, докато се метаболизират (освен ако избелването не е довело до пълната загуба на клетъчно съдържание или отлепване на клетките) и така коралите могат да запазят някаква цветна пигментация, дори когато са избелени от зооксантели почти напълно.

Заключения и бележки за акваристите:

В заключение, избелването е често срещано събитие както в дивите, така и в аквариумните корали. В много случаи може дори да не се забележи незначително избелване, като зооксантели и коралови пигменти се срещат с достатъчно висока плътност, за да се предотврати наблюдението. Когато избелването стане достатъчно тежко, се получава оцветяване или прозрачност на кораловата тъкан и коралът се получава в резултат на бледо или бяло.

Euphyllia parancora показва избелване, но задържа флоуриращи протеини.

Дали коралът се възстановява от избелването е предимно фактор за последващите състояния след избелването и тежестта на самото избелване. Няма строги правила, които да определят дали коралите ще се възстановят или не, а времето често е единствената индикация и лечение. Тъй като коралът изглежда бял, обаче не означава непременно, че е настъпило избелване. Същите признаци на бледо или бяло корало също могат да са показателни за рецесия на тъканите, конкуренция, хищничество, стрес от околната среда и болести. Въпреки трудността да бъде винаги в състояние да разпознае избелването, това е най-лесният от тези „бели“ коралови проблеми за идентифициране. В следващата статия ще обсъдя някои други причини за „белите” корали и тяхното разпознаване в аквариумите.

Уебсайтове с допълнителна информация за избелване на корали:

  • http://www.state.gov/www/global/global_issues/coral_reefs/990305_coralreef_rpt.html
  • http://www.aims.gov.au/pages/search/search-coral-bleaching.html
  • http://www.greenpeaceusa.org/media/publications/coral_bleaching.htm
  • http://www.coral.noaa.gov/glynn/index.html
  • http://www.gbrmpa.gov.au/corp_site/info_services/publications/reef_research/issue2_98/2rmn1.html
  • http://www.reef.crc.org.au/aboutreef/coral/coralbleaching.shtml

Използвана литература

(не изчерпателно, но полезно за всеки, който се интересува от аспекти на избелването на корали и включва отлични резюмета):