The Unsung Reef

KELP DYKARE

Australiens koraller tar tag i rubrikerna, men landets kelpdominerade tempererade rev är minst lika viktiga och hotade. Nu får de äntligen det restaureringsfokus de förtjänar, säger STEPHANIE STONE. Fotografi av JUSTIN GILLIGAN

Läs också: Urchin mördare sveper ner i Röda havet

Himlen är en oklanderlig blå, luften är tung av den stickande lukten av salt och fisk och något lätt rutten, och kelpen är nästan bokstavligen överallt.

Den bildar tjocka, hala filtar över den steniga stranden. Den hänger i de tröga munnar på kor som har löst sig för att beta på de näringsrika skepparna.

Det svämmar över från släpvagnar dragna av kelpies – lokalbefolkningen som samlar upp det tvättade tången och säljer det till öns kelp-bearbetningsanläggning för att förvandlas till foder, gödningsmedel och livsmedels- och skönhetsprodukter.

I stan fyller de bruna algerna gångarna i Kelp Craft-butiken, där den har formats till sjöhästar, ogräsiga sjödrakar och andra dekorativa väggbonader.

Konstnären och mångårig invånare Caroline Kininmonth använder till och med de rynkade bladen för att konstruera designerklänningar för installationer av Barbiedockor. Här på King Island, utanför Tasmaniens nordvästra kust, är tjurkelp så genomgripande att det är svårt att föreställa sig en framtid där den kanske inte existerar.

Men utsikterna för regionens kelpskogar är allt annat än klara.

Kelp kräver svalt, näringsrikt vatten för att frodas, så dess svar på värmande hav är vanligtvis inte rosa. Långvarig exponering för högre temperaturer försvagar tången, bromsar dess tillväxthastighet och försvårar dess förmåga att fortplanta sig.

När stormar angriper den skadade kelpen, slits de långa algrepen ofta loss från havsbotten. Utöver dessa direkta effekter tillåter havsuppvärmningen nya växtätare, inklusive tropiska fiskar och sjöborrar, att flytta in i kelpskogsterräng.

I vissa fall – särskilt i områden där deras naturliga rovdjur har fiskats eller jagats för hårt – kan dessa inkräktare avverka stora vidder av kelpskog på månader.

Förra året publicerade ett team av forskare under ledning av Dr Thomas Wernberg vid University of Western Australia en studie som förutsäger svaret på framtida klimatscenarier för 15 av de vanligaste kelp- och andra tångarterna över Great Southern Reef eller GSR, en 27,413 XNUMX kvm milsband av kelpdominerad australiensisk kustlinje som sträcker sig från Brisbane runt Tasmanien till Kalbarri.

"Även under det mest optimistiska scenariot förutspås dessa arter förlora 30-100 % av sin nuvarande yta till havsuppvärmningen år 2100," säger Wernberg.

I Tasmanien, där havsuppvärmningen sker ungefär fyra gånger snabbare än det globala genomsnittet, är situationen redan svår. Medan flera arter av kelp har drabbats hårt av värmande vatten längs dessa kuster, har jättetången (Macrocystis pyrifera) drabbats hårdast.

Under de senaste 75 åren har arten försvunnit från 95 % av sitt tidigare utbredningsområde över östra Tasmanien.

Denna dramatiska nedgång dokumenterades först av marinekolog Craig Johnson från University of Tasmania, som jämförde flygfoton tagna från 1940-talet till 2011 för att spåra artens krympande utbredningsområde.

Men det har diskuterats i årtionden av de många invånarna som försörjer sig längs öns kustrev.

Johnson har hört otaliga historier från fiskare som säger att undervattensskogarna brukade vara så tjocka att de var tvungna att skära kanaler genom de täta mattorna för att undvika att smutsa ner deras propellrar.

Nu, säger han, är detta "ikoniska och mycket viktiga marina kustsamhälle i huvudsak borta från stora delar av Tasmaniens östkust."

I ett försök att skydda landets få kvarvarande gigantiska kelpbestånd, listade den australiensiska regeringen gigantiska kelpskogar som ett hotat marint samhälle 2012 - en första i sitt slag som landets berömda kämpande korallrev ännu inte har tilldelats.

För undervattensfotografen Justin Gilligan, som växte upp strax norr om Sydney och lärde sig dyka i de kelpdominerade ekosystemen i GSR, rymmer gigantiska kelpskogar en speciell sorts magi.

"Du simmar genom dessa vajande skogar av jättelika bönstjälkar, och eftersom det finns ett så stort flytande tak på vattenytan är undervåningen faktiskt ganska öppen", säger Gilligan. "Du kan utforska i 3D och komma upp i bladen, och det är denna skuggiga, lynniga, mörka värld som är full av ovanliga varelser."

Gilligans första upplevelse i en gigantisk kelpskog var för lite mer än ett decennium sedan utanför Eaglehawk Necks kust i södra Tasmanien. Då, säger han, fanns det flera friska jättetångskogar nära staden, och kommersiella dykoperatören Mick Barron tog regelbundet med sig turister för att se dem.

Idag är alla dessa skogar borta. För att fotografera jättekelp för den här historien var Gilligan tvungen att resa till Tasmaniens södra spets och gå ombord på en båt som lotsades av en kommersiell abalone-dykare.

Där, i vatten som var för avlägset för att stödja ekoturism, befann han sig ensam och förtrollad i några av de sista kvarvarande gigantiska kelpskogarna i Australien.

GSR utanför östra Tasmanien har genomgått en oroande omvandling som svar på klimatförändringarna, från en rik skog av höga jättekelp för 25 år sedan till en oduglig skörd i dag.

De få fläckar som finns kvar ger kritisk mat, skydd och grogrund för en mångfaldig – och ekonomiskt viktig – skara av arter.

GSR, hur stor den än kan vara, är den klassiska gömda skatten. Bara genom att inbringa mer än 7 miljarder australiensiska dollar årligen i fiske- och turismdollar, och inom en kort bilresa från cirka 70 % av australierna, kan man tro att dess berömmelse skulle konkurrera med Great Barriärrevet.

Men för de flesta förblir det i stort sett utom synhåll, utom sinne. Tills ett tvärvetenskapligt team av forskare, inklusive Craig Johnson, publicerade en artikel 2016 som argumenterade för dess erkännande, hade GSR inte ens ett namn.

Revets relativa otydlighet och underskattning beror sannolikt, åtminstone delvis, på de underskattade egenskaperna hos de organismer som definierar det: kelp och andra tång.

Det här är grejer som smutsar ner propellrar och offentliga stränder, som slingrar sig runt dina lemmar om du är härdig nog att simma i det kyliga vattnet där det finns.

Till skillnad från deras psykedeliskt färgade korallgrannar i norr, är de flesta alger – det finns tusentals arter – gröna och bruna, och ibland djärva, rostiga röda.

Många av deras sambor är klädda för att matcha. Trots detta blygsamma utseende skulle det vara – har varit – ett allvarligt misstag att diskontera och undervärdera sjögräs och de komplexa och viktiga ekosystem de stödjer.

Kelp och andra tång är inte växter. De är makroalger, samlade i samma taxonomiska hodge-podge-grupp som omfattar amöbor och slemmögel, men jämförelserna är oundvikliga.

Precis som växter fotosyntes de.

De har bladliknande strukturer, som kallas blad, som fångar solljus och omvandlar det till lagringsbara kolhydrater.

Rotliknande strukturer som kallas fasthållare förankrar dem i botten. Stamliknande strukturer, kallade stipes, bär sina blad mot solen - växer, i fallet med jättetång, med en häpnadsväckande hastighet av 27 cm om dagen.

Och som enkla växter som ormbunkar, fortplantar sig tång genom att släppa ut sporer i sin omgivning.

Även om den fysiologiska likheten är anmärkningsvärd, är de funktionella likheterna mellan tång och växter mycket viktigare.

Precis som träden i en regnskog är sjögräs grunden för deras värld, säger Adriana Vergés, marinekolog vid University of New South Wales.

"De stödjer hela ekologiska samhällen", förklarar hon. "Detta inkluderar hundratals arter som får skydd, mat och livsmiljöer från dessa tång."

Bland GSR:s många invånare finns andra världsliga djur som gigantiska bläckfiskar och ogräsiga sjödrakar som drar dykare från hela världen.

Utrotningshotade arter som grå sjuksköterskehajar och fläckiga handfiskar kallar också revets undervattensskogar hem.

Inte minst är ekonomiskt viktiga arter, inklusive stenhummer och abalone – ryggradslösa djur som stödjer Australiens två viktigaste fiske, tillsammans värda cirka 357 miljoner dollar årligen. För forskare som Vergés och Johnson, som har ägnat decennier åt att studera sjögräs och deras nedgång, är värdet av dessa ekosystem obestridligt.

En del av det värdet är ekonomiskt, men mycket av GSR:s inneboende värde ligger i den häpnadsväckande mångfalden av arter som den stöder.

Och mycket av den mångfalden är unik. Enligt 2016 års tidning som argumenterade för revets erkännande och skydd, finns 30-60% av dess arter ingen annanstans på jorden.

Geografisk isolering - samma faktor som gav upphov till pungdjursdäggdjur - är delvis ansvarig för GSR:s överflöd av unika organismer, skrev författarna.

Men så har också regionens geologiska och klimatiska förhållanden varit – miljöfaktorer som förblev anmärkningsvärt stabila här i 50 miljoner år före den industriella revolutionen.

Deras arbetsdag började flera timmar före soluppgången. När tjocka, havsnära ark av kall dimma kröp över hamnen i Tasmaniens Pirates Bay, tog Simon Wally och Shane Bloomfield på sig regnkläder som inte hade torkat helt från dagarna innan, och lastade välanvänd utrustning på båten.

Himlen och vattnet var båda fortfarande bläckaktiga när de gav sig iväg för att kontrollera hummerfällorna som de hade släppt föregående eftermiddag, och den hackiga dyningen verkade utformad för att tvinga dem tillbaka till stranden.

Men när solen äntligen gick upp och kastade ett varmt sken på de karga, orörda skogklädda klipporna som ringlar bukten, blev scenen snabbt mindre förbjudande. "Det är en vacker plats att vakna upp på", säger Gilligan.

Medan Pirates Bay är nästan omöjligt pittoresk ovanför vattenlinjen och nedanför, är dess djup alltmer oroliga. När Wally och Bloomfield började dra upp sina krukor, fann de södra stenhummer hopkrupen inuti, men färre än de brukade förvänta sig, och mindre.

Men fällorna innehöll också några östliga stenhummer, en varmvattensart som aldrig brukade ge sig in i södra Tasmanien. Deras drag var en ögonblicksbild av ett föränderligt fiske.

En studie från 2015 av forskare vid University of Tasmania avslöjade att larver av södra stenhummer upplever betydligt högre bosättningsframgång och lägre predationsfrekvens när de landar i kelpskogar snarare än i en karg livsmiljö.

Det är ingen överraskning att Tasmaniens inhemska hummer har blivit färre i takt med att kelpskogar har försvunnit. Och medan varmare vatten har tillåtit östlig stenhummer att komma in i regionen, kämpar denna art också i försämrade livsmiljöer.

Stenhummerfisket är inte den enda industrin som lider inför havsuppvärmningen. Under de senaste decennierna har södra Australiens fiske av baloner påverkats ännu hårdare av klimatförändringarna.

När den utsätts för varmare vatten än vanligt har svartläppad abalone högre ämnesomsättning och lägre energidepåer än normalt, vilket gör dem mindre motståndskraftiga mot stress. En förlängd oceanisk värmebölja 2015 och 2016 krävde många tusentals abalone längs den södra och sydöstra Tasmanska kusten.

Dessutom, eftersom kelpskogar har minskat och kelpätande urchins har förökat sig, har abalone drabbats av ett ytterligare klimat-inducerat slag. Mat är nu svårare för skaldjuren att få tag på (eftersom kelp är deras favoritmåltid), och det finns plötsligt mycket mer konkurrens om begränsade kalorier. Det är en tävling som abalonen sällan vinner.

Fältexperiment har visat att när långryggade borrar flyttar in i en kelpskog flyr abalonen och söker skydd i springor och vrår där deras förmåga att föda hämmas.

Den första långryggade sjöborre hittades i Tasmanien 1978. Sedan dess har arten, som kräver vattentemperaturer på minst 12°C för att leka, förökat sig till uppskattningsvis 20 miljoner individer i Tasmanien.

"De pågående klimatförändringarna har gjort regionen mer och mer gynnsam för långryggade sjöborrar", säger forskaren vid University of Tasmania, Dr Scott Ling, som ledde en stor undersökningssatsning 2016 och 2017 för att spåra spridningen av inkräktarna.

När hans studie avslutades hade borrarna redan omvandlat cirka 15 % av Tasmaniens östra kust till karga som han kallar "undervattensöknar som saknar annat marint liv". I avsaknad av något ingripande förutspår han att dessa ödemarker kommer att fördubblas i storlek inom de kommande två åren och göra anspråk på nästan en tredjedel av kustlinjen.

Ling och andra testar och implementerar ett brett utbud av urchin-reducerande strategier i ett försök att undvika det oroande resultatet. Deras ansträngningar sträcker sig från lo-tec (att engagera abalone och frivilliga dykare för att ta bort borrar från kelpskogar för hand, och utveckla ett fiske efter bråkar) till hi-tec (testa en undervattensdrönare som självständigt kan upptäcka och förstöra borrar).

Ironiskt nog kan det mest lovande verktyget i deras arsenal vara en art som kämpar tillsammans med svartläppad abalone: ​​den södra stenhummern. I Tasmanien är stora stenhummer de primära rovdjuren för långryggade sjöborrar och – där deras populationer är friska – kan de vara mycket effektiva kelpskogsvakter.

Fältstudier har visat att även efter att invasiva sjöborrar har anlänt till ett område, kan en robust population av stenhummer förhindra att kargar någonsin bildas.

Forskare förespråkar nu lägre kommersiella och rekreationsfångstgränser för stenhummer, och de har lanserat ett program för uppfödning i fångenskap utformat för att stärka hummerpopulationen i östra Tasmanien.

Tillsammans kan dessa ansträngningar ge de sista kvarvarande jättetångskogarna och det värdefulla fisket som de stödjer, en kampchans att överleva. Men att ta itu med urchin-utmaningen kommer inte att räcka för att stödja detta kämpande ekosystem.

Förutom ansträngningar för att skydda kvarvarande kelpskogsrester, arbetar forskare också med att utveckla strategier för att återställa karga livsmiljöer inför pågående klimatförändringar. Från Sydney till södra spetsen av Tasmanien börjar de föra kelp och andra tångarter tillbaka till försämrade livsmiljöer.

Fyra år sedan, Craig Johnson och kollegor från University of Tasmania lanserade ett ambitiöst försök att transplantera frisk vanlig kelp på mer än en hektar karg havsbotten mellan Maria Island och det östra Tasmanska fastlandet, och mödosamt förankrade 500 mogna individer på 28 fläckar av konstgjorda rev.

Under 18 månader övervakade de dessa fläckar, studerade kelpens tillväxt och reproduktionsframgång och dokumenterade närvaron av andra organismer som dras till deras handgjorda livsmiljö. Deras resultat understryker vikten av kelp som en ekosystemingenjör, och erbjuder viktiga insikter för alla framtida, storskaliga ansträngningar för att återställa försämrad kelphabitat.

Inom sex veckor var teamets transplanterade kelpfläckar fulla av ett brett utbud av djur och andra alger.

Vid övervakning av dyk bjöds forskarna ofta på anmärkningsvärda iakttagelser av vilda djur, såsom en interaktion mellan en maori bläckfisk och en armé av spindelkrabbor.

"Det påminde mycket om den där filmlinjen: "Om du bygger den kommer de att komma", säger Dr Cayne Layton, en forskare som arbetar med Johnson.

Varje transplantationsplåster lockade en mängd olika arter, men testskogarna var inte alla lika framgångsrika när det gällde att stödja framtida generationer av kelp.

"En av de viktigaste sakerna vi lärde oss är att det finns en kritisk minsta lappstorlek och -densitet som måste finnas för att kelp-plåster ska vara självförsörjande", säger Layton. "Juvenil kelp kämpar för att överleva där det inte finns tillräckligt med vuxen kelp - och vi tror att det beror på att den vuxna tangen hjälper till att minska miljöstress, såsom högt ljus och sedimentering."

För att vara genomförbara och effektiva måste framtida kelp-restaureringsinsatser vara självförsörjande. Baserat på deras arbete med vanlig kelp vet forskare nu åtminstone en del av vad som krävs för att uppnå det målet.

Andra lokaliserade restaureringsinsatser över GSR har lagt till den kunskapsmassan. Strax utanför Sydney har ett team ledd av Adriana Vergés transplanterat självförsörjande populationer av en annan en gång riklig, nu minskande tångart, ett försök som hon kallade Operation Crayweed.

De bördiga vuxna kräftorna som hennes team fäste vid områden med karg havsbotten för flera år sedan är nu borta, men deras avkommor blomstrar och sprider sig för att kolonisera ny terräng.

Liksom Layton och Johnson lärde Vergés att minsta storlek på restaureringsplåster var avgörande för framgång, delvis för att hjälpa hennes transplantationer att stå emot betestrycket från växtätare som t.ex. Noterbart lärde hon sig också hur man kan öka reproduktionshastigheten för kräftor till nivåer som är betydligt högre än på naturliga rev.

"Vi tror att en av anledningarna till att våra restaurerade kräftor har så spektakulärt höga reproduktionshastigheter är relaterad till själva restaureringsprocessen", säger Vergés. "Processen att ta upp tången ur vattnet, hålla dem torra i 1–2 timmar och sedan sänka ner dem igen i havet är känd för att stimulera frisättningen av ägg och spermier."

De flesta forskare pekar på tidigare vattenföroreningar från Sydney under stadens snabba tillväxt som drivkraften bakom minskningen av kräftor i det området.

Staden har förbättrat vattenkvaliteten, så Vergés transplanterar sjögräs till en relativt hälsosam miljö.

Längre söderut, där effekterna av klimatförändringarna redan märks – och förutspås bli särskilt allvarliga i framtiden – har forskare som Johnson och Layton inte den lyxen.

Det är omöjligt att ändra dessa klimatförhållanden på kort sikt, säger Layton, så de måste fokusera på att transplantera kelp som är toleranta för varmare, näringsfattiga vatten.

University of Tasmania och Climate Foundation lanserade i november ett nytt initiativ för att identifiera och odla gigantiska kelpindivider som är bättre anpassade till ett värmande hav.

Teamet, som inkluderar Johnson och Layton, planerar att odla dessa "superkelp"-exemplar i 100 kvm testytor, för att manuellt ta bort borrar som flyttar in för att begränsa deras skada. Inom sina tomter kommer de att leta efter individer som kan motstå regionens förutspådda framtida förhållanden.

Det faktum att 95 % av östra Tasmaniens gigantiska kelpskogar redan är borta kan få deras ansträngningar att verka meningslösa. Men i de andra 5 % ser forskarna hopp.

"Särskilt, att de återstående 5% av individerna, som är utspridda längs kusten som enskilda kelpindivider eller mycket ibland i små fläckar, verkar vara ganska friska", säger Layton.

"Och så vi är optimistiska att vi kan identifiera och odla varmvattentoleranta genotyper från dessa återstående jättekelp och använda dessa som en grund för effektiva och storskaliga restaureringsinsatser."

Att vända klimatförändringarna är den ultimata lösningen på mycket av den försämring som dessa värdefulla ekosystem upplever,

men innovativa restaureringsmetoder kan åtminstone köpa dem – och oss – värdefull tid.

Denna berättelse uppträdde ursprungligen i www.biographic.com, En nätet magasinet om natur och hållbarhet som drivs av kalifornien Vetenskapsakademin.