Yn ôl astudiaeth newydd a gyhoeddwyd yn y cyfnodolyn Nature Communications, mae gwyddonwyr yn defnyddio recordiadau sain sy'n nodweddiadol o riffiau cwrel iach er mwyn datblygu'r ecosystem gywir yn y rhanbarthau sydd eu hangen arnynt, fel y gallent adfer y rhannau mwyaf difrodi o'r Great Barrier Reef. Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, maent wedi cael eu taro’n galed gan afiechyd a chynhesu byd-eang.

Nododd grŵp rhyngwladol o wyddonwyr o Brifysgol Exeter a Phrifysgol Bryste yn y DU y gallant, gyda chymorth synau, atgyweirio riffiau cwrel sydd wedi'u difrodi yn gyflym. Wrth archwilio’r Great Barrier Reef yn Awstralia, gosododd gwyddonwyr siaradwyr tanddwr yn atgynhyrchu recordiadau sain o riffiau iach mewn ardaloedd â chwrelau marw, a chanfod dwywaith cymaint o bysgod a gyrhaeddodd y rhanbarth hwn.

“Mae pysgod yn hanfodol i weithrediad riffiau cwrel fel ecosystemau iach,” meddai’r ymchwilydd arweiniol Tim Gordon o Brifysgol Caerwysg.

Mae gwyddonwyr wedi darganfod bod cynyddu poblogaethau pysgod yn helpu i sbarduno prosesau adfywiol naturiol trwy wrthweithio’r difrod a welant ar lawer o riffiau cwrel ledled y byd.

Bellach mae cytrefi o polypau cwrel yn cael eu hystyried yn un o'r dangosyddion mwyaf cywir o gyflwr ecosystemau'r cefnfor a sut mae amryw ffactorau niweidiol yn effeithio arnynt, gan gynnwys asideiddio dŵr y môr a chynhesu byd-eang.

“Mae riffiau cwrel iach yn lleoedd rhyfeddol o swnllyd.” Fodd bynnag, pan ddaw'n dawel o amgylch y riffiau, mae hyn yn arwydd sicr bod yr ecosystem hon yn broblem. Gallwn newid hyn trwy ddynwared y synau sydd eu hangen arnom nes bod y sefyllfa yn y rhanbarth yn gwella, ”nododd y gwyddonwyr.

Creigres Rhwystr Fawr

Y Great Barrier Reef yw riff cwrel fwyaf y byd gyda hyd o 2.5 mil km. Mae wedi'i leoli yn y Cefnfor Tawel ac yn ymestyn ar hyd arfordir gogledd-ddwyrain Awstralia. Mae gan y grib fwy na 2.9 mil o riffiau cwrel ar wahân a 900 o ynysoedd yn y Môr Coral (gorwedd rhwng glannau Awstralia, Gini Newydd, Caledonia Newydd).

Yn ôl arsylwadau Cyngor Ymchwil Awstralia (asiantaeth o dan lywodraeth Awstralia), mae dwy ran o dair o’r riff wedi colli eu lliw dros y ddwy flynedd ddiwethaf. Mae gwyddonwyr yn priodoli'r broses i gynhesu byd-eang: mae dŵr yn cynhesu, mae cwrelau dan amodau dirdynnol ac yn dadleoli organebau symbiotig. Wedi'i adael heb algâu a chennau eraill, mae cwrelau'n colli eu lliw, yn stopio tyfu ac yn cwympo. Yn ôl yr Athro Terry Hughes, a arweiniodd yr ymchwil, gall adferiad gymryd degawdau.

Dulliau adfer amgen

Mae riffiau cwrel yn un o'r creaduriaid byw harddaf a defnyddiol ar y blaned. Yn aml fe'u gelwir yn "goedwigoedd glaw y môr," oherwydd, mewn ardal gymharol fach, maent yn bwydo'r rhan fwyaf o'r bywyd yn y cefnfor. Yn y parth riff cwrel, mae hyd at 9% o gyfanswm stociau pysgod y byd wedi'u crynhoi.

Yn ôl papur newydd America The New York Times, mae hanner biliwn o bobl yn y byd yn dibynnu ar bysgod a geir ar riffiau. I rai cenhedloedd ynys, dyma'r unig ffynhonnell protein.

Mewn gwledydd datblygedig, yn enwedig Awstralia, mae riffiau yn atyniad mawr i dwristiaid sy'n dod â miliynau i'r gyllideb.

Mae gwyddonwyr ledled y byd yn chwilio am ffyrdd i adfer y Great Barrier Reef. Yn ôl The New York Times, mae ymchwilydd yn Labordy Acwariwm Sarasota (Florida), David Vaughan, yn rhannu cwrelau yn ddarnau bach, yn tyfu cytrefi newydd, ac yn eu plannu yn ôl i'r cefnfor. “Arferai gymryd chwe blynedd i greu 600 o gwrelau. Nawr gallwn dyfu 600 o gwrelau mewn hanner diwrnod a’u plannu yn ôl mewn ychydig fisoedd.”

Mae ymchwilwyr yn Sefydliad Gwyddor Môr Awstralia yn Townsville yn casglu archfarchnadoedd sydd wedi gallu gwrthsefyll “straen gwaethaf eu bywydau,” yn bridio “y cwrelau gorau gyda’r genynnau gorau” a’u dychwelyd i’r cefnfor. Mae gwyddonwyr yn gobeithio "adeiladu" riffiau mwy gwydn a all oroesi cynhesu byd-eang.

Creigres cwrel // pixabay.com

Math o dinoflagellate yw Zooxanthellae, grŵp sydd hefyd yn cynnwys algâu sy'n gyfrifol am y “llanw coch”. Gan eu bod yn ffotosynthetig, mae zooxanthellae hefyd yn gwneud i'r organeb cwrel weithredu fel planhigyn, mewn arddull synthetig. Yn olaf, mae cwrelau'n cuddio'r sgerbwd, ac mae'r anifail a'i symbionts mewn powlen gerrig wedi'i gwneud o fwyn aragonit.

Hanes Ymchwil Coral Reef

Diolch i'w rhinweddau unigryw, mae cwrelau wedi'u hastudio ers miloedd o flynyddoedd. Fe wnaeth hyd yn oed Aristotle eu disgrifio yn ei “Ysgol Creaduriaid” (Scala naturae) Fodd bynnag, os edrychwn ar hanes, yna mae'n debyg mai Charles Darwin fydd yr ymchwilydd cwrel enwocaf. Cynigiodd ddamcaniaeth o darddiad riffiau cwrel ac, yn benodol, atollfeydd yn y Cefnfor Tawel, a drodd yn gywir ar y cyfan, er gwaethaf y ffaith bod gwyddonwyr wedi cymryd llawer o amser i'w brofi.

Mae theori Darwin, a ddisgrifiwyd gyntaf yn ei fonograff, The Structure and Distribution of Coral Reefs, yn bwysig iawn. Awgrymodd, os oes llosgfynydd ar wyneb y cefnfor, y gall riffiau ffurfio ar hyd ei ymyl. Wrth i'r llosgfynydd suddo i'r dŵr yn araf, gan roi'r gorau i dyfu'n weithredol, erys cwrelau. Y canlyniad terfynol yw'r hyn a elwir yn riffiau ffiniol. Mae hyn yn golygu bod ynys yng nghanol y morlyn a chylch o gwrelau o'i gwmpas. Dros amser, mae'r llosgfynydd yn gostwng hyd yn oed yn is, fel bod yr ynys yn diflannu, a dim ond cylch o gwrelau sydd ar ôl. Felly mae'r atoll clasurol yn ymddangos. Mae'n anhygoel bod Darwin wedi creu'r ddamcaniaeth hon trwy edrych ar y mapiau yn unig cyn iddo weld gyda'i lygaid ei hun yr atolllau cwrel wrth deithio ar y Beagle.

Ar ôl Darwin, ar ddechrau'r ugeinfed ganrif, gwnaed alldaith fawr i'r Great Barrier Reef i astudio cwrel. Yng nghanol yr ugeinfed ganrif roedd gweithiau Thomas Goro, a ddechreuodd ystyried cwrelau fel anifeiliaid ac astudio eu symbiosis. Mae hanes astudio cwrel yn gyfoethog: astudiwyd riffiau, yn enwedig yn y cyfnod cychwynnol, yn gyfartal gan ddaearegwyr a biolegwyr, ac astudiodd y sŵolegwyr eu hunain gwrelau.

Ffurfiant riff cwrel

Mae symbiosis â chelloedd planhigion yn caniatáu i un cwrel dyfu'n gymharol gyflym. Mae hyn yn bwysig, gan fod y posibilrwydd o ffurfio riff yn dibynnu ar hyn: mae gwahanol greaduriaid yn byw mewn dŵr bas, yn cnoi darnau o sgerbwd cwrelau yn gyson ac yn dinistrio'r riff. Mae yna fath o ras rhwng creu a dinistrio, ac mewn dŵr bas ni fyddai un riff fawr heb symbionts, sy'n darparu cynnydd mewn deunydd ysgerbydol am amser hir.

Mewn dyfroedd dyfnion, mae llawer llai o ffactorau ymyrraeth ffisegol a biolegol, ac mae rhai cwrelau môr dwfn hefyd yn ffurfio riffiau, er nad oes ganddynt y perthnasoedd symbiotig hyn, ac maent yn bodoli heb gefnogaeth ynni'r haul.

Yn ogystal, mae yna lawer o gwrelau bach sy'n byw fel organebau sengl, weithiau fel cytrefi bach, nid ydyn nhw'n adeiladu riffiau mawr.

Mae riffiau cwrel yn cael eu ffurfio'n bennaf yn y trofannau mewn dŵr bas. Gellir eu canfod hefyd yn yr is-drofannau, ond nid mewn dŵr oer. Y Great Barrier Reef, sy'n ugain mil o flynyddoedd, ac sydd wedi'i leoli ger Awstralia, yw'r mwyaf ac mae ganddo hyd o 2000 cilomedr.

Amrywiaeth cwrel

Mae cwrelau yn syml o ran strwythur ac yn gysylltiedig â hydra, anemonïau môr a slefrod môr. Mae ganddyn nhw siâp sgerbwd penodol, sy'n wahanol yn dibynnu ar y math o gwrel, a strwythur o'r enw polyp. Yn y bôn, mae'n edrych fel can tun gyda chaead wedi'i rwygo ar un ochr, felly mae agoriad ar un pen i'r silindr wedi'i amgylchynu gan tentaclau. Mae bwyd yn mynd i mewn trwy'r agoriad hwn, ac yna mae gwastraff yn cael ei symud. Felly mae hwn yn strwythur biolegol syml iawn - nid oes ganddo organau go iawn hyd yn oed, fel mewn anifeiliaid uwch.

Er gwaethaf y symlrwydd hwn, mae yna amrywiaeth enfawr o gwrelau - tua 1,500 o rywogaethau. Rhywogaethau acropore (Acropora) y mwyaf amrywiol, a dyma'r cwrelau mwyaf cyffredin mewn dŵr bas, yn enwedig yn y Cefnfor Tawel. Maent i gyd yn canghennu allan mewn un ffordd neu'r llall: mae rhai yn ffurfio tiriogaethau helaeth sy'n debyg i ddolydd gyda tas wair o foncyffion acropore, tra bod eraill yn ddwysach. Mae eraill yn tyfu ar ffurf platiau neu fyrddau mawr. Maent i gyd yn nodedig gan y ffaith eu bod yn tyfu'n gyflym iawn ar gyfer cwrelau.

Math diddorol arall yw seren fawr cwrel (Montastraea cavernosa), sy'n gwrel carreg sydd i'w gael yn y Caribî. Yn rhyfeddol, er gwaethaf y ffaith ei fod wedi'i ddosbarthu'n eang a'i fod wedi'i astudio gan lawer o wyddonwyr, fe ddaeth i'r amlwg nad un rhywogaeth yw hon, fel roeddem ni'n meddwl o'r blaen, ond sawl un. Mae hyn yn dangos faint o ddarganfyddiadau ym maes ymchwil cwrel sydd eto i'w gwneud, gan gynnwys ymchwil ar y lefel fwyaf sylfaenol.

Atgynhyrchu cwrel

Mae gan gwrelau fioleg atgenhedlu anarferol iawn: mae llawer yn atgenhedlu unwaith y flwyddyn yn ystod silio torfol, pan fyddant yn rhyddhau pecynnau o wyau a sberm mewn math o fegaorgia tanddwr. Yn yr achos hwn, mae atgenhedlu rhywiol yn digwydd trwy ryddhau gametau.

Mae coralau hefyd yn atgenhedlu trwy egin polypau newydd neu hyd yn oed trwy ddarnio yn rhannau, ac yna maent yn cael eu hadfer ohonynt. Hyd yn oed yn hyn o beth, mae cwrelau yn anhygoel o amrywiol.

Rôl cwrel yn yr ecosystem

Creigresi yw'r mwyaf amrywiol o'r holl ecosystemau morol. Diolch i'w sgerbydau, mae cwrelau'n creu amgylchedd ffisegol, ar lawer ystyr yn darparu cymhlethdod amlddimensiwn, a ddefnyddir gan organebau eraill sy'n byw mewn trwynau a chorneli cwrelau, neu'n glynu wrth yr wyneb gwaelod, neu'n eu bwyta'n syml.

Ychydig iawn sy'n hysbys am organebau sy'n byw gyda chwrelau, ac mae hyn o leiaf miliwn o wahanol rywogaethau, ac efallai tua deg miliwn - ni allwn ddychmygu faint yn union. Os edrychwch y tu mewn i'r riff, gallwch ddod o hyd i amrywiaeth anghymarus, ac mae'r holl organebau hyn, sy'n hynod ddiddorol, hardd, yn byw gyda'i gilydd mewn gofod bach iawn. Os byddwch chi'n llunio'r holl riffiau, rydych chi'n cael ardal sy'n hafal i diriogaeth Ffrainc yn fras, ac ar yr un pryd maen nhw'n cynnwys rhwng traean a chwarter yr holl organebau byw yn y môr.

Mae nifer enfawr o deuluoedd pysgod, gwymon, malwod, molysgiaid ac octopysau, berdys, crancod, cimychiaid a grwpiau eraill sy'n llai adnabyddus i ni yn byw mewn cwrelau. Ewch â bron unrhyw un sy'n byw yn y môr, a gallwch ddod o hyd i gynrychiolydd o'i rywogaeth ar y riff cwrel. Weithiau mae'r organebau hyn hyd yn oed yn helpu riffiau. Mae pysgod, er enghraifft, yn rheoli algâu, sy'n hynod bwysig i gwrelau, gan fod algâu yn cystadlu â nhw. Mae angen poblogaeth o bysgod a fydd yn amddiffyn y cwrel rhag eu goruchafiaeth. Fodd bynnag, heddiw nid dyma'r cwrelau sy'n bygwth y perygl mwyaf.

Effaith cynhesu byd-eang

Mae cwrelau sy'n byw gydag algâu symbiotig yn arbennig o sensitif i'r cynnydd tymheredd lleiaf. O ganlyniad, pan fydd yn fwy na'r uchafswm tymhorol arferol gan hyd yn oed un radd Celsius neu ddwy Fahrenheit, mae hyn yn torri gallu dinoflagellates i ffotosynthesis o ddifrif. O ganlyniad, mae adwaith cadwyn yn cael ei sbarduno, sy'n arwain at chwalfa mewn perthnasoedd: mae cwrelau'n gyrru symbionts i ffwrdd mewn proses o'r enw cannu cwrel, oherwydd heb symbionts maent bron yn wyn.

Nid yw cwrelau o reidrwydd yn marw ar unwaith, ond os nad yw'r amodau'n dychwelyd i normal yn ddigon cyflym, byddant yn dechrau marw. Ac maen nhw'n marw o newyn, oherwydd maen nhw angen y bwyd maen nhw'n ei dderbyn o'r symbionts. Ond dyma enghraifft o effaith uniongyrchol cynhesu byd-eang. Mae carbon deuocsid - prif achos cynhesu - hefyd yn newid cyfansoddiad cemegol dŵr, gan ei wneud yn fwy asidig, sy'n arwain at anawsterau twf i gwrelau. Mae dyfodol cwrelau yn dibynnu mewn gwirionedd ar ba fath o strategaeth ymddygiad y mae pobl yn ei dewis ar gyfer y degawd nesaf. Bydd hyn yn penderfynu pa mor ddifrifol fydd cynhesu, yn ogystal ag asideiddio'r cefnforoedd.

Hyd yma, mae'r difrod mwyaf i gwrelau wedi cael ei achosi nid gan gynhesu byd-eang a newid yn yr hinsawdd, ond gan ganlyniadau gor-bysgota lleol, llygredd a dinistr amgylcheddol. Felly, os gallwn ddarparu amddiffyniad lleol, bydd hyn yn rhoi amser inni ddarganfod sut i ddatrys problem fwy byd-eang a chymhleth newid yn yr hinsawdd.

Ymchwil cwrel fodern

Heddiw rydym yn cael llawer o wybodaeth newydd am gwrelau gan ddefnyddio dulliau genetig newydd. Er enghraifft, rydyn ni'n dysgu llawer am sut mae cwrelau'n ymateb i straen, gan gynnwys cynhesu. Dros y deng neu ugain mlynedd diwethaf, gwnaed llawer o waith i ddarganfod y ffactorau sy'n caniatáu i rai cwrelau wrthsefyll cynhesu byd-eang. Roedd y canlyniadau cychwynnol yn gysylltiedig â'r darganfyddiad bod rhai symbionts yn llawer mwy gwrthsefyll cynnydd mewn tymheredd nag eraill, ac mae hyn wedi arwain at nifer enfawr o weithiau ar ffisioleg y berthynas rhwng cwrel a dinoflagellates.

Yn ddiweddar, rydym wedi bod yn astudio amrywiaeth genetig cwrel anifeiliaid a sut y gall wrthsefyll cynhesu byd-eang. Mae astudio amrywiadau sy'n gysylltiedig â chwrelau a'u symbionts, a sut y gellir eu defnyddio i greu cwrelau sy'n fwy gwrthsefyll newid yn yr hinsawdd, yn rhan fawr o ymchwil ddiweddar, ond mae yna lawer o feysydd gwaith eraill. Er enghraifft, mae clefyd cwrel bellach yn peri problem fawr, ac mae llawer o ymchwil wedi'i neilltuo i hyn. Nawr rydyn ni'n gwybod llawer mwy am afiechydon cwrel a'i afliwiad.

Rydym hefyd yn gwybod llawer am y berthynas rhwng datguddiadau lleol ac iechyd riff cwrel. Yn 2016, cynhaliwyd cyfarfod yn Haiti, a fynychwyd gan oddeutu dwy fil o bobl, cynhaliwyd 112 sesiwn yn y gynhadledd dros bedwar i bum niwrnod, felly cyflwynwyd cannoedd a channoedd o erthyglau. O'r nifer fawr hon o erthyglau ar gwrelau, mae gwyddonwyr yn gobeithio dysgu llawer mwy am yr organebau hardd, unigryw a rhyfeddol o amrywiol hyn.

Dyma gyfieithiad o erthygl yn ein rhifyn Saesneg o Serious Science. Gallwch ddarllen fersiwn wreiddiol y testun yma.

Addysg

Ffurfiodd y rhan fwyaf o'r riffiau cwrel yr ydym yn arsylwi arnynt heddiw ar ôl oes yr iâ, pan arweiniodd toddi iâ at godiad yn lefel y môr a llifogydd yn y silff gyfandirol. Mae hyn yn golygu nad yw eu hoedran yn fwy na 10,000 o flynyddoedd. Yn seiliedig ar y silff, dechreuodd y cytrefi dyfu i fyny a chyrraedd wyneb y môr. Mae riffiau cwrel hefyd i'w cael ymhell o'r silff gyfandirol o amgylch yr ynysoedd ac ar ffurf atolliau. Mae'r mwyafrif o'r ynysoedd hyn o darddiad folcanig. Mae eithriadau prin wedi codi o ganlyniad i sifftiau tectonig. Yn 1842, lluniodd Charles Darwin yn ei fonograff cyntaf, The Structure and Distribution of Coral Reefs, theori trochi a esboniodd ffurfio atolls trwy godi ru en ac ymsuddiant ru en Cramen y ddaear o dan y cefnforoedd. Yn ôl y theori hon, mae'r broses o ffurfio'r atoll yn mynd trwy dri cham yn olynol. Yn gyntaf, ar ôl i'r llosgfynydd dampio a'r gwaelod setlo, mae riff ymylol yn datblygu o amgylch yr ynys folcanig ffurfiedig. Gyda ymsuddiant pellach, mae'r riff yn dod yn rhwystr ac, yn olaf, yn troi'n atoll.

Yn ôl theori Darwin, mae ynys folcanig yn ymddangos gyntaf

Wrth i'r gwaelod setlo, mae riff ymylol yn ffurfio o amgylch yr ynys, yn aml gyda morlyn canolradd bas

Yn ystod ymsuddiant, mae'r riff ymylol yn tyfu ac yn dod yn riff rhwystr mawr gyda morlyn mawr a dyfnach.

Yn olaf, mae'r ynys yn cuddio o dan ddŵr, ac mae'r riff rhwystr yn troi'n atoll sy'n amgáu morlyn agored

Yn ôl theori Darwin, dim ond ym moroedd trofannol clir y trofannau y mae polypau cwrel yn ffynnu, lle mae dŵr yn gymysg yn weithredol, ond dim ond mewn ystod gyfyngedig o ddyfnderoedd y gallant fodoli, gan ddechrau ychydig o dan y llanw isel. Lle mae lefel y tir sylfaenol yn caniatáu, mae cwrelau'n tyfu o amgylch yr arfordir, gan ffurfio riffiau arfordirol a all ddod yn riff rhwystr yn y pen draw.

Rhagwelodd Darwin y dylai fod sylfaen gerrig o dan bob morlyn, sef olion llosgfynydd cynradd. Cadarnhaodd drilio dilynol ei ragdybiaeth. Ym 1840, ar yr Hao Atoll (Ynys Tuamotu), gan ddefnyddio dril cyntefig ar ddyfnder o 14 m, darganfuwyd cwrelau yn unig. Ym 1896-1898, wrth geisio drilio ffynnon i waelod Funafuti Atoll (Ynys Tuvalu), suddodd y dril i ddyfnder o 340 m mewn trwch homogenaidd o galchfaen cwrel. Ni chyrhaeddodd y ffynnon 432 m o ddyfnder ar atoll uchel Quito-Daito-Shima (Ynys Ryukyu) greigwely'r atoll. Ym 1947, cafodd ffynnon â dyfnder o 779 m ei drilio ar Bikini, gan gyrraedd y dyddodion Miocene Cynnar, tua 25 miliwn o flynyddoedd oed. Ym 1951, pasiodd dwy ffynnon 1266 a 1389 m o ddyfnder ar Envetok Atoll (Ynysoedd Marshall) gerrig calchfaen Eocene tua 50 miliwn o flynyddoedd oed a chyrraedd basaltau brodorol o darddiad folcanig. Mae'r canfyddiadau hyn yn dynodi genesis folcanig sylfaen yr atoll.

Lle mae'r gwaelod yn codi, gall riffiau arfordirol dyfu ar hyd yr arfordir, ond, gan godi uwchlaw lefel y môr, mae cwrelau'n marw ac yn dod yn galchfaen. Os yw'r tir yn setlo'n araf, mae cyfradd twf creigresi ymylol dros hen gwrelau marw yn ddigonol i ffurfio riff rhwystr sy'n amgylchynu'r morlyn rhwng y cwrelau a'r ddaear. Mae gostwng llawr y cefnfor ymhellach yn arwain at y ffaith bod yr ynys wedi'i chuddio'n llwyr o dan ddŵr, ac ar yr wyneb dim ond cylch creigres sydd ar ôl - yr atoll. Nid yw riffiau rhwystr ac atollfeydd bob amser yn ffurfio cylch caeedig, weithiau bydd stormydd yn torri waliau. Gall codiad cyflym yn lefel y môr ac ymsuddiant y gwaelod atal tyfiant cwrel, yna bydd polypau cwrel yn marw a bydd y riff yn marw. Gall cwrelau sy'n byw mewn symbiosis â zooxanthellae farw oherwydd na fydd digon o olau yn treiddio i'r dyfnder ar gyfer ffotosynthesis eu symbionts.

Os bydd gwaelod y môr o dan yr atoll yn codi, bydd atoll ynys yn codi. Bydd riff rhwystr annular yn dod yn ynys gyda sawl darn bas. Gyda chodiad pellach yn y gwaelod, bydd y darnau yn sychu a bydd y morlyn yn troi'n llyn creiriol.

Mae cyfradd twf cwrelau yn dibynnu ar y rhywogaeth ac yn amrywio o ychydig filimetrau i 10 cm y flwyddyn, er o dan amodau ffafriol gall gyrraedd 25 cm (acropores).

Ymddangosodd y cwrelau cyntaf ar y Ddaear tua 450 miliwn o flynyddoedd yn ôl. Roedd y tabuli diflanedig ynghyd â sbyngau stromatoporid yn sail i strwythurau riff. Yn ddiweddarach (416

416-359 miliwn o flynyddoedd yn ôl) ymddangosodd cwrelau pedair pelydr o ryg; cyrhaeddodd ardal y riff gannoedd o gilometrau sgwâr. 246–229 miliwn o flynyddoedd yn ôl, ymddangosodd y cwrelau cyntaf, yn byw mewn symbiosis ag algâu, ac yn yr oes Cenozoic (tua 50 miliwn o flynyddoedd yn ôl), ymddangosodd cwrelau makerepores, sy'n bodoli heddiw.

Yn ystod bodolaeth cwrelau, mae'r hinsawdd wedi newid, mae lefel y cefnforoedd wedi codi a gostwng. Digwyddodd y dirywiad cryf olaf yn lefel y cefnfor 25-16 mil o flynyddoedd yn ôl. Tua 16 mil o flynyddoedd yn ôl, arweiniodd toddi rhewlifoedd at gynnydd yn lefel y cefnfor, a gyrhaeddodd fodern tua 6 mil o flynyddoedd yn ôl.

Amodau Ffurfio

Ar gyfer ymddangosiad biocenosis cwrel, mae angen cyfuniad o nifer o gyflyrau sy'n gysylltiedig â thymheredd, halltedd, amlygiad golau a nifer o ffactorau anfiotig eraill. Nodweddir cwrelau germatypig gan stenobiontiaeth uchel (anallu i oddef gwyriadau sylweddol o'r amodau gorau posibl). Y dyfnder gorau posibl ar gyfer twf riffiau cwrel yw 10-20 metr. Nid pwysau yw'r terfyn dyfnder, ond gostyngiad yn y goleuo.

Mae pob cwrel germatypig yn thermoffilig. Mae mwyafrif y riffiau cwrel wedi'u lleoli mewn ardal lle nad yw tymheredd mis oeraf y flwyddyn yn disgyn o dan +18 ° C. Fodd bynnag, mae atgenhedlu rhywiol ar y tymheredd hwn yn amhosibl, ac mae llystyfiant yn arafu. Yn nodweddiadol, mae cwymp yn y tymheredd islaw +18 ° C yn achosi marwolaeth cwrelau sy'n ffurfio riff. Mae ymddangosiad cytrefi newydd wedi'i gyfyngu i'r ardaloedd hynny lle nad yw'r tymheredd yn disgyn yn is na +20.5 ° C, mae'n debyg mai dyma'r terfyn tymheredd is ar gyfer ovogenesis a spermatogenesis mewn cwrelau hermatipal. Mae'r terfyn uchaf o fodolaeth yn fwy na +30 ° C. Yn ystod llanw dydd mewn morlynnoedd bas yn y rhanbarthau cyhydeddol, lle gwelir yr amrywiaeth fwyaf o ffurfiau a dwysedd tyfiant cwrel, gall tymheredd y dŵr gyrraedd +35 ° C. Mae'r tymheredd yn yr organebau sy'n ffurfio riff yn aros yn sefydlog trwy gydol y flwyddyn, mae'r amrywiadau blynyddol ar y cyhydedd yn 1-2 ° C, ac yn y trofannau nid ydynt yn uwch na 6 ° C.

Mae'r halltedd cyfartalog ar wyneb y cefnforoedd yn y parth trofannol tua 35.18 ‰. Y terfyn halltedd isaf y mae'n bosibl ffurfio riffiau cwrel yw 30-31 ‰. Mae hyn yn esbonio absenoldeb cwrelau madrepore yn aberoedd afonydd mawr. Esbonnir absenoldeb cwrelau ar hyd arfordir yr Iwerydd yn Ne America yn union trwy ddihalwyno dŵr y môr oherwydd yr Amazon. Yn ogystal â dŵr ffo ar y tir mawr, mae dyodiad hefyd yn effeithio ar halltedd dyfroedd wyneb. Weithiau gall glaw hir sy'n gostwng halltedd dŵr achosi marwolaeth dorfol polypau. Mae'r sbectrwm halltedd sy'n addas ar gyfer bywyd riff cwrel yn eithaf eang: mae cwrelau amrywiol yn gyffredin mewn moroedd mewndirol bach gyda halltedd isel (30-31 ‰), gan olchi archipelagos Sunda a Philippine (Celebess, Yavan, Banda, Bali, Flores, Sulu) a Môr De Tsieina a'r Môr Coch, lle mae halltedd yn cyrraedd 40 ‰.

Mae angen golau haul ar y mwyafrif o organebau sy'n ffurfio riff i fyw. Mae'r prosesau ffisiolegol a biocemegol lle mae calch yn cael ei dynnu o ddŵr y môr a ffurfio sgerbwd cwrelau hermatoteip yn gysylltiedig â ffotosynthesis ac yn fwy llwyddiannus yn y golau. Yn eu meinweoedd mae algâu ungellog, symbionts, symbioniums, sy'n cyflawni swyddogaethau organau ffotosynthetig. Ym maes riff cwrel, nid yw hyd y dydd yn ystod y flwyddyn yn newid yn sylweddol: mae'r diwrnod bron yn gyfartal â'r nos, mae'r cyfnos yn fyr. Ger y cyhydedd mae'n amlwg y rhan fwyaf o'r flwyddyn, yn y trofannau nid yw nifer y diwrnodau cymylog yn fwy na 70. Mae cyfanswm yr ymbelydredd solar yma o leiaf 140 cilocalor fesul 1 cm² y flwyddyn. Yn ôl pob tebyg, mae angen golau haul uniongyrchol ar gwrelau: yn ardaloedd cysgodol y riff mae eu haneddiadau yn brin. Nid yw cytrefi wedi'u trefnu'n fertigol y naill uwchben y llall, ond fe'u dosbarthir yn llorweddol. Nid yw rhai mathau o gwrelau nad ydynt yn rhan o'r broses ffotosynthesis, fel tubastrae coch llachar a distichopores hydrocoral porffor, yn sail i'r riff. Wrth i'r dyfnder gynyddu, mae'r goleuo'n gostwng yn gyflym. Gwelir y dwysedd uchaf o aneddiadau cwrel yn yr ystod o 15-25 m.

Mae'r mwyafrif o riffiau'n ffurfio ar sail sefydlog. Nid yw corawl yn datblygu ar gerrig ar wahân a blociau calchaidd. Ni all cwrelau sy'n byw ar gribau â chythrwfl uchel oddef siltio. Tra ar y riffiau ymylol yn y parth rhwng y grib a'r lan mae yna ardaloedd â gwaelod mwdlyd lle mae eu ffawna cwrel eu hunain yn datblygu. Mae cwrelau mawr siâp madarch yn tyfu ar is-haen rhydd, nad yw ei sylfaen lydan yn caniatáu iddynt suddo i'r silt. Mae nifer o gwrelau canghennog (Acropolis Kuelcha, Psammocore, porite duon) sy'n ymgartrefu mewn morlynnoedd siltiog wedi'u gwreiddio gan dyfiant. Ar briddoedd tywodlyd, nid yw cwrelau yn ffurfio aneddiadau, gan fod y tywod yn symudol.

Dosbarthiad

Yn ôl y berthynas fodern â lefel y môr, rhennir riffiau yn:

1) lefel, gan gyrraedd wyneb brig y parth llanw neu'n aeddfed, gan gyrraedd yr uchder uchaf posibl ar gyfer bodolaeth adeiladwyr riff (germatypes) ar lefel benodol o'r môr,

2) uchel - wedi'u lleoli uwchben, yn ei strwythur wedi'u nodi'n glir cwrelau hermatyffig uwchlaw terfyn uchaf eu bodolaeth,

3) o dan y dŵr - naill ai wedi marw, oherwydd gostwng tectonig, wedi plymio i ddyfnder lle na all organebau adeiladu riffiau fodoli, neu fyw, wedi'u lleoli o dan ymyl y dŵr, gyda brig nad yw'n sychu ar lanw isel.

Mewn perthynas â'r morlin, rhennir riffiau yn:

• riffiau ymylol neu arfordirol
• riffiau rhwystr
• atolls
• riffiau o fewn morlyn - riffiau patsh, riffiau pinnack a bryniau cwrel. Adeiladau ynysig sy'n codi uwchben y gwaelod ar ffurf bryniau a chribau. Fe'u ffurfir gan gytrefi cwrel sy'n tyfu'n gyflym. Acropora, Stylophora, Pontes ac eraill Mae gan gytrefi canghennog Intralagoon ganghennau teneuach ac wedi'u torri'n haws o'u cymharu â chwrelau tebyg sy'n byw y tu allan i'r morlyn. Rhwng canghennau marw, molysgiaid, echinodermau, mae polychaetes yn setlo'n gyflym, mae'r wyneb wedi'i orchuddio â chramennau o algâu calchaidd. Mae holltau a chilfachau yn lloches i bysgod.

Parthau

Rhennir ecosystem y riff cwrel yn barthau sy'n cynrychioli gwahanol fathau o gynefin. Fel arfer mae yna sawl parth: morlyn, fflat riff, llethr fewnol a riff allanol (craig riff). Mae pob ardal yn rhyng-gysylltiedig yn ecolegol. Mae bywyd ar brosesau'r riff a'r cefnfor yn creu cyfleoedd i gymysgu dŵr, gwaddod, maetholion ac organebau yn gyson.

Mae'r llethr allanol yn wynebu'r môr agored, mae'n cynnwys calchfaen cwrel, wedi'i orchuddio â chwrelau byw ac algâu. Fel arfer mae'n cynnwys platfform ar oledd yn y rhan isaf a pharth uchaf sbardunau a phantiau neu sbardunau a sianeli. Mae'r llethr allanol wedi'i goroni â chrib yn codi uwchlaw lefel y môr, ac mae gwastadedd calchaidd cymharol wastad - fflat riff - yn ymestyn y tu ôl iddo. Y crib yw safle'r tyfiant cwrel mwyaf gweithgar. Rhennir y fflat riff yn allanol, mewnol a pharth cronni blociau neu ragfuriau (siafft solet o flociau smentio â cheunentydd). Mae llethr fewnol y riff yn mynd i waelod y morlyn, lle mae cwrel a thywod halimog a silt yn cronni a ffurfir riffiau o fewn morlyn.

Bioleg

Mae cwrelau byw yn gytrefi o bolypau â sgerbwd calchaidd. Fel rheol, organebau bach yw'r rhain, ond mae rhai rhywogaethau'n cyrraedd 30 cm ar draws. Mae nythfa cwrel yn cynnwys nifer o bolypau wedi'u cysylltu â chorff cyffredin y Wladfa â phennau isaf. Nid oes gan polypau trefedigaethol wadnau.

Mae polypau sy'n ffurfio riff yn byw yn gyfan gwbl yn y parth ewffotig ar ddyfnder o hyd at 50 m. Nid yw'r polypau eu hunain yn gallu ffotosynthesis, ond maent yn byw mewn symbiosis â symbiodiniumau algâu. Mae'r algâu hyn yn byw ym meinweoedd y polyp ac yn cynhyrchu maetholion organig. Diolch i symbiosis, mae cwrelau'n tyfu'n llawer cyflymach mewn dŵr clir, lle mae mwy o olau'n treiddio. Heb algâu, byddai'r tyfiant yn rhy araf i riffiau cwrel mawr ffurfio. Mae cwrelau yn derbyn hyd at 90% o'u maeth trwy symbiosis. Yn ogystal, credir nad yw'r ocsigen sydd yn y dyfroedd sy'n golchi'r Great Barrier Reef yn ddigon i anadlu polypau, felly heb algâu yn cynhyrchu ocsigen, byddai'r mwyafrif o gwrelau'n marw o ddiffyg ocsigen. Mae cynhyrchu ffotosynthesis ar riffiau cwrel yn cyrraedd 5-20 g / cm² y dydd, sydd bron 2 gwaith yn uwch na chyfaint y cynhyrchiad ffytoplancton cynradd yn y dyfroedd cyfagos.

Mae riffiau'n tyfu oherwydd dyddodiad sgerbydau calchaidd polypau. Mae tonnau ac anifeiliaid sy'n bwydo ar bolypau (sbyngau, pysgod parot, troeth y môr) yn dinistrio strwythur calchaidd y riff, sy'n cael ei ddyddodi o amgylch y riff ac ar waelod y morlyn ar ffurf tywod. Mae llawer o organebau biocenosis riff eraill yn cyfrannu at ddyddodiad calsiwm carbonad yn yr un modd. Mae algâu Coralline yn cryfhau cwrelau, gan ffurfio cramen galchaidd ar yr wyneb.

Amrywiaethau o gwrel

Yn gyffredinol, gellir rhannu cwrelau caled sy'n ffurfio creigres yn frau canghennog brau (madrepor) a chwrelau anferth, creigiog (ymennydd a mendrin). Mae cwrelau canghennog i'w cael fel rheol ar waelod bas a gwastad. Maent wedi'u paentio mewn lelog glas, gwelw, porffor, coch, pinc, gwyrdd golau a melyn. Weithiau mae lliw cyferbyniol ar y topiau, er enghraifft, canghennau gwyrdd gyda thopiau lelog.

Gall cwrelau ymennydd gyrraedd mwy na 4 metr mewn diamedr. Maent yn byw yn ddyfnach o gymharu â changhennog. Mae wyneb cwrel yr ymennydd wedi'i orchuddio â holltau troellog. Mae brown yn bennaf mewn lliw, weithiau mewn cyfuniad â gwyrdd. Mae porites trwchus yn ffurfio math o bowlen, y mae ei sylfaen yn cynnwys cwrelau marw, ac mae rhai byw wedi'u lleoli ar yr ymylon. Mae'r ymylon yn tyfu, gan gynyddu diamedr y bowlen yn gynyddol, a all gyrraedd 8 m. Mae cytrefi porite byw wedi'u paentio mewn porffor gwelw, mae tentaclau'r polypau yn llwyd-wyrdd.

Ar waelod y baeau, daw cwrelau siâp madarch unigol ar draws weithiau. Mae eu rhan fflat isaf yn ffitio'n glyd i'r gwaelod, ac mae'r uchaf yn cynnwys platiau fertigol yn cydgyfarfod yng nghanol y cylch. Mae cwrel madarch, yn wahanol i gwrelau caled canghennog ac anferth, sy'n gytrefi, yn organeb fyw annibynnol. Ym mhob cwrel o'r fath, dim ond un polyp sy'n byw, y mae ei tentaclau yn cyrraedd hyd o 7.5 cm. Mae cwrelau siâp madarch wedi'u paentio mewn lliwiau gwyrddlas a brown. Mae'r coloration yn parhau hyd yn oed pan fydd y polyp yn tynnu'r tentaclau i mewn.