Een UBC Okanagan-onderzoeker heeft een manier ontwikkeld om de toekomstige gezondheid van de koraalriffen van de planeet te voorspellen.

In samenwerking met wetenschappers van de Australische Flinders' University en het particuliere onderzoeksbureau Nova Blue Environment, Biologie promovendus Bruno Carturan bestudeert de ecosystemen van 's werelds bedreigde riffen.

"Koraalriffen behoren tot de meest diverse ecosystemen op aarde en ondersteunen het levensonderhoud van meer dan 500 miljoen mensen, ", zegt Carturan. "Maar koraalriffen zijn ook in gevaar. Ongeveer 75 procent van de koraalriffen in de wereld wordt bedreigd door verlies van leefgebied, klimaatverandering en andere door de mens veroorzaakte verstoringen."

Carturaan, die veerkracht bestudeert, biodiversiteit en complexe systemen onder UBCO-hoogleraren Lael Parrott en Jason Pither, zegt dat bijna alle riffen ter wereld in 2050 gevaarlijk zullen worden aangetast als er geen effectieve maatregelen worden genomen.

Er is hoop, echter, omdat hij een manier heeft gevonden om de riffen te onderzoeken en te onderzoeken waarom sommige rifecosystemen veerkrachtiger lijken te zijn dan andere. ontdekken waarom, hij zegt, zou kunnen helpen de verliezen te beperken.

"In andere ecosystemen, inclusief bossen en wetlands, experimenten hebben aangetoond dat diversiteit de sleutel is tot veerkracht, " zegt Carturan. "Met meer soorten, komt een grotere verscheidenheid aan vormen en functies - wat ecologen eigenschappen noemen. En hiermee, is de kans groter dat bepaalde eigenschappen, of combinatie van eigenschappen, helpen het ecosysteem beter bestand te zijn tegen verstoringen en ertegen op te boksen."

Het belang van diversiteit voor de gezondheid en stabiliteit van ecosystemen is uitgebreid onderzocht door ecologen, hij legt uit. Hoewel de consensus is dat ecosystemen met meer diversiteit veerkrachtiger zijn en beter functioneren, de hypothese is zelden experimenteel getest met koralen.

Het gebruik van een experiment om de omstandigheden in echte koraalriffen na te bootsen, is om verschillende redenen een uitdaging - een daarvan is dat de vereiste grootte, tijdsbestek en aantal verschillende monsters en replica's zijn gewoon onhandelbaar.

Dat is waar computersimulatiemodellering om de hoek komt kijken.

"Technisch een 'agent-based model' genoemd, het kan worden gezien als een virtuele experimentele arena die ons in staat stelt om soorten en verschillende soorten verstoringen te manipuleren, en vervolgens hun verschillende invloeden op veerkracht onderzoeken op manieren die gewoon niet haalbaar zijn in echte riffen, " legt Carturan uit.

In zijn simulatiearena, individuele koraalkolonies en algen groeien, met elkaar concurreren, reproduceren en sterven. En ze doen dit allemaal op een realistische manier. Door gebruik te maken van op agenten gebaseerde modellen - met gegevens die door vele onderzoekers gedurende tientallen jaren zijn verzameld - kunnen wetenschappers de initiële diversiteit van koralen manipuleren, inclusief hun nummer en identiteit, en zie hoe de virtuele rifgemeenschappen reageren op bedreigingen.

"Dit is cruciaal omdat deze eigenschappen de bouwstenen zijn die aanleiding geven tot de structuur en functie van ecosystemen. koralen zijn er in verschillende vormen - van eenvoudige bollen tot complexe vertakkingen - en dit beïnvloedt de verscheidenheid aan vissoorten die deze riffen herbergen, en hun gevoeligheid voor verstoringen zoals cyclonen en koraalverbleking."

Door simulaties steeds opnieuw uit te voeren, het model kan combinaties identificeren die de grootste veerkracht kunnen bieden. Dit zal ecologen helpen bij het ontwerpen van strategieën voor rifbeheer en herstel met behulp van voorspellingen van het model, zegt samenwerkende Flinders-onderzoeker professor Corey Bradshaw.

"Geavanceerde modellen zoals de onze zullen nuttig zijn voor het beheer van koraalriffen over de hele wereld, " voegt Bradshaw toe. "Bijvoorbeeld, Het iconische Great Barrier Reef van Australië heeft grote problemen door invasieve soorten, door klimaatverandering veroorzaakte massale verbleking en overbevissing."

"Dit koraal 'videospel' met hoge resolutie stelt ons in staat om in de toekomst te kijken om de best mogelijke beslissingen te nemen en catastrofes te voorkomen."