Mokslininkai kovoja su jūrų žvaigždžių maru nykstančiame Didžiajame barjeriniame rife

Iš pirmo žvilgsnio erškėčių vainiko jūros žvaigždė atrodo kaip priešiškas padaras, kurį rasite gamtos pagrindu sukurtame vaizdo žaidime. Jos kūną dengia ilgi spygliai, kurie gali siekti 2¹/₂pėdų skersmens. Tai šiek tiek primena sausumos miną, jei minoje yra nuo 14 iki 21 kilnojamojo ginklo.

Tačiau jo išorė nėra tokia bauginanti, kaip apetitas. Kai erškėčių vainikas subręsta sulaukęs 4 mėnesių, jis aistringai valgo gyvus koralus – iki savo kūno svorio per vieną vakarą. Suvartoti galima tik vieną 20–32 pėdų gyvų koralų metai. Iš jų trisdešimt per 2¹/₂akrų gali nužudyti visą rifo koralą.

Šios jūros žvaigždės yra antra pagal dydį grėsmė jau nykstančiam Didžiajam barjeriniam rifui – didžiausiai pasaulyje koralinių rifų sistemai, esančiam tiesiai už atogrąžų ciklonų. Per pastaruosius dešimtmečius jie atakavo rifus protrūkių bangomis, kurių vienas padidino jų populiaciją net iki 1000 jūrų žvaigždžių vienam 2¹/₂akrų.

Reklama Istorija tęsiasi po reklama

Didysis barjerinis rifas užima beveik 865 milijonus akrų nuo Australijos krantų, o tai reiškia, kad jame gyvena apie 350 milijardų jūrų žvaigždžių. Jūrų žvaigždė, labiausiai vaisingas bestuburis pasaulyje vos per kelerius metus pašalino 150 koralų rifų Didžiojo barjero sistemoje ir dar 500 sugadino.

Šie didžiuliai protrūkiai iš pradžių suklaidino mokslininkus, bet jie pradėjo daryti pažangą juos suprasti – atrasti stebėtiną biologinį bruožą – ir kovoti su jais sukurdami povandeninį robotą, galintį juos užpulti.

The neseniai atradimas kad erškėčių vainiko žvaigždės, sutrumpintai vadinamos COTS, gali atidėti savo perėjimą į pilnametystę mažiausiai šešerius metus, reiškia jie gali tykoti nemaitindami koralų, kol pažeistas rifas gyja pats, o tada vaišintis juo, kai tik jo sveikas koralas atauga.

Reklama Istorija tęsiasi po reklama

„Kadangi COTS jaunikliai gali išlikti dumbliais besimaitinančioje formoje iki šešerių metų, gali susikaupti kelios jauniklių kartos, kurios mielai minta dumbliais, kol atsiras konkretus ženklas, katalizuojantis jų perėjimą prie šėrimo koralais. “, – sako Kalifornijos universiteto Los Andžele Ekologijos ir evoliucinės biologijos katedros profesorius Paulas Barberis.

Įsivaizduokite, kad šimtai tūkstančių erškėčių vainikėlių gyvena taip aplink vieną rifų sistemą – jos gyvas koralas negalėjo atlaikyti puolimo. Šios jūros žvaigždės vystymosi pakabos galimybė nėra vienintelė protrūkių priežastis. Žmogaus kišimasis taip pat atsakingas.

„Mokslas mums sako, kad dėl padidėjusio trąšų ir kitų teršalų iš pirminės gamybos nuotėkio didėja fitoplanktonas, kuris yra pagrindinis COTS lervų maisto šaltinis“, – sako Anna Marsden, Didžiojo barjerinio rifo fondo vykdomoji direktorė.

Reklama Istorija tęsiasi po reklama

Perteklinė žvejyba ir natūralių jūros žvaigždžių plėšrūnų, pavyzdžiui, milžiniškų tritonų sraigių, pašalinimas taip pat prisidėjo prie protrūkių.

Įprastomis aplinkybėmis erškėčių vainiko žvaigždės vaidina naudingą vaidmenį rifų gyvybingumui ir įvairovei, nes jie mieliau valgo greičiau augančius koralus, kurie padeda lėtai augančioms koralų veislėms. įgyti atrama . Tačiau kai jų populiacija nėra kontroliuojama, jie gali lengvai tapti niokojančia invazine rūšimi.

Didžiojo barjerinio rifo fondas bendradarbiauja su vietos ūkininkais, kad padėtų sumažinti teršalų nuotėkį į rifo vandenis, o tai, tikimasi, sumažins protrūkių skaičių. Neseniai ji pradėjo 37,5 mln. USD vertės erškėčių vainiko kontrolės programą, kuri tiria naujoviškus stebėjimo ir kontrolės metodus.

Istorija tęsiasi po skelbimu

'Programoje pagrindinis dėmesys skiriamas prioritetiniams rifams, apibrėžtiems atsižvelgiant į jų ekologinę ir ekonominę reikšmę', - sako Marsdenas.

Mokslininkai tiria metodus, kaip sušvelninti erškėčių vainiko protrūkius nuo septintojo dešimtmečio pradžios, kai pirmą kartą buvo pastebėtas protrūkių padidėjimas. 2015 metais Jameso Cooko universiteto mokslininkai išsiaiškino, kad 20 mililitrų acto dozė nužudytų jūrų žvaigždę per 48 valandas. Prieš tai vienintelis žinomas švirkščiamasis nuodas buvo tulžies druskos, kurios brangios ir sunkiai gaunamos dideliais kiekiais.

Tačiau sugalvoti gerą skerdimo įrankį buvo tik pusė darbo. Norėdami atlikti bet kurią iš šių injekcijų, nardymo įgulos turėjo sumedžioti jūrų žvaigždes po vieną. Dėl to buvo sunku padaryti didelę įtaką jų populiacijai.

Istorija tęsiasi po skelbimu

Pavyzdžiui, 2015 m. Didžiajame barjeriniame rife gyveno nuo 4 iki 12 mln. erškėčių vainikinių žvaigždžių. Per vienerius metus du pilnu etatu dirbę ekipažai sugebėjo išnaikinti tik 350 tūkst. Kiekviena patelė per metus padeda maždaug 65 milijonus kiaušinių. Akivaizdu, kad erškėčių vainiko kontrolė jūrų žvaigždžių valdymas vien per žmones narus yra kova.

Įveskite „RangerBot“. „RangerBot“ yra autonominė povandeninė transporto priemonė (AUV) ir pirmasis regėjimo pagrindu sukurtas robotas, skirtas apsaugoti koralinių rifų sistemas. Jį sukūrė mokslininkų komanda, vadovaujama Matthew Dunbabin, Kvinslando technologijos universiteto mokslo ir inžinerijos profesoriaus per pastaruosius šešerius metus. „Atsižvelgdami į didžiulį Didžiojo barjerinio rifo dydį ir daugybę grėsmių žmonėms, norėjome „įrankio“, kuris leistų valdžios institucijoms sumažinti rankinio naikinimo programą“, – sako Dunbabinas.

Boto idėja gimė prieš 14 metų. „2005 m. sukūriau robotą, kuris įrodė, kad regėjimas gali būti panaudotas, kad robotas galėtų įvertinti savo padėtį rife ir išvengti kliūčių“, – sako Dunbabinas.

Istorija tęsiasi po skelbimu

Tačiau kompiuterinės technologijos dar nebuvo pakankamai pažengusios, kad būtų galima realiu laiku aptikti erškėčių vainiką. Tai pasikeitė 2014 m., patobulinus giluminio mokymosi technologiją, kuri leido Dunbabino komandai sukurti robotą, kuris galėtų būti užprogramuotas aptikti jūrų žvaigždę ir suleisti tulžies druskų, veikiant savarankiškai. Per ateinančius kelerius metus jie patobulino prototipą, kad būtų mažesnis, lengvesnis ir pigesnis, kad galiausiai būtų galima pradėti naudoti botų armiją.

2016 m. „RangerBot“ laimėjo Google Impact Challenge Australija ir suvienijo jėgas su Didžiojo barjerinio rifo fondu, siekdami paspartinti kūrimo procesą. Iki 2018 m. pabaigos „RangerBot“ buvo visiškai veikiantis Didžiajame barjeriniame rife. 2019 m. komandai pavyko padidinti savo pajėgumus, kad ji taip pat galėtų padėti koralų lervoms, iš naujo sėjant Didžiajame barjeriniame rife ir rifus Filipinuose.

„[Mes] juos integravome su robotizuotomis valtimis, kad dar labiau padidintume jų gebėjimą tiekti didelius koralų lervų kiekius į pažeistus rifus“, - sako Dunbabinas.

Istorija tęsiasi po skelbimu

Tačiau pastangos neapsiėjo be iššūkių.

Kalbant apie technologinę pusę, jiems iškilo problemų, kad roboto regėjimo algoritmai veiktų realiuoju laiku, kai jis vykdo povandeninę misiją, todėl gali būti sunku tiksliai jį sekti. Tačiau didesnis iššūkis yra pačių erškėčių vainiko jūros žvaigždžių vengimas.

Kai jie visi susirenka, „RangerBots“ turi pranašumą, tačiau dieną erškėčių vainikas linkęs pasislėpti po koralais, todėl botams sunkiau juos pamatyti ir suleisti. „Yra kai kurių tyrimų, rodančių, kad COTS labiau išeina maitinti naktį, todėl mūsų planas buvo naudoti RangerBot lemputes, kad galėtume atlikti nakties operacijas ir galbūt dar labiau padidinti jo naudingumą“, – sako Dunbabinas.

Istorija tęsiasi po skelbimu

Didysis barjerinis rifas – nepakeičiamas gamtos pasaulio stebuklas. Jo 3000 rifų sistemų daugiau nei 214 000 mylių – maždaug Naujosios Zelandijos dydžio – gyvena daugiau nei 1500 žuvų rūšių , 400 rūšių kietųjų koralų ir trečdalis pasaulio minkštųjų koralų. Vos per pastaruosius 30 metų pusė šio koralo buvo prarasta, daugiausia dėl balinimo įvykių ir erškėčių vainiko protrūkių.

Tokie mokslininkai kaip Dunbabinas tikisi, kad moksliniai tyrimai ras būdą, kaip suvaldyti jūrų žvaigždžių marą. Jo pastangos, kurios vis dar tiriamos ir šalinamos, sukėlė gamtosaugos grupių, svarstančių paremti „RangerBot“ armijų gamybą, susidomėjimą. Tai, anot jo, gali įvykti per ateinančius 12 mėnesių.

Mokslininkai imasi radikalių koralų išsaugojimo žingsnių

Didysis barjerinis rifas patiria didžiausią balinimo įvykį istorijoje

D.C. narai padeda kovoti su didžiuliu koralų žudiku