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新研究:白化珊瑚垂死前发出的荧光色 是对抗死亡的生存技能
2020-06-09 浏览:1506人
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由于气候变化的关系,海洋热浪几乎每年都会造成大规模的珊瑚白化,威胁着全世界的珊瑚礁。


珊瑚和它们细胞内的虫黄藻(zooxanthellae)是互利共生的关系。虫黄藻透过与珊瑚共生获得养分和二氧化碳,而珊瑚则因虫黄藻行光合作用获得能量。


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发出荧光色的珊瑚,摄于菲律宾。照片来源:Ryan Goehrung推特


海水温度的变化,即使只是升高1°C,也会破坏脆弱的共生关系,使藻类死亡或离开。失去藻类的珊瑚从健康的棕褐色变成了幽灵般的白色。没有藻类,珊瑚就会饿死。当珊瑚的石灰石骨架失去活组织,就会直接面临来自环境的侵蚀。


但是有些珊瑚面临海洋暖化加剧或营养缺乏等逆境时,不是变白,反而是发出鲜艳的荧光色。


纪录片《追逐珊瑚(Chasing Coral)》拍下了这种现象,影片中整片珊瑚礁都变成了荧光色。记录该事件的水下摄影师说:“这些珊瑚彷彿是以鲜艳的色彩尖叫着,希望引起人们注意,试图保护自己免受海洋热浪的侵袭。我们目睹了海洋陷入困境的最终警告。”


南安普敦大学科学家主持的一项新研究发现,珊瑚发出鲜艳荧光色其实是在试图恢复它们的共生藻类。


在健康的珊瑚中,大部分阳光被藻类的光合色素吸收。当珊瑚因逆境而失去藻类时,多余的光线会在珊瑚组织内部藉由白色骨架反射来回传播。一旦环境条件恢复正常,珊瑚内的藻类可以在白化后恢复,但是当珊瑚内部承受如此的光照,可能会对藻类造成很大压力,影响藻类恢复。


如果珊瑚细胞在白化过程中,还有某些功能可以正常运作,则内部光线增加会促进色素的产生,保护珊瑚免受光的损害,形成一种有利藻类返回的防晒层。当回来的藻类再次开始吸收光、行光合作用时,珊瑚内部的光照减少,便停止生产多余的色素。


不仅热逆境会导致珊瑚发出鲜艳荧光色,珊瑚及其藻类对环境中养分浓度变化非常敏感。当水中的磷太少或氮过多,也就是当肥料从农田流入海洋时,珊瑚也会如此。


这项新研究21日发表在《当代生物学(Current Biology)》期刊。


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珊瑚白化、发出荧光、恢复健康的过程。照片来源:Ryan Goehrung推特


如果环境逆境不太强烈或时间不长,部分珊瑚可以借此撑下来。研究作者之一、南安普敦大学分子珊瑚生物学讲师塞西莉亚·德安杰洛(Cecilia D’Angelo)博士说,“对于珊瑚来说,变色不代表宣判死刑,珊瑚仍然有机会存活。如果逆境的程度不算太大,珊瑚可以重新和藻类建立共生关系。”


“不幸的是,近来由于海水异常温暖,全球性白化事件导致珊瑚死亡率相当高,全世界的珊瑚礁都在为生存而挣扎。”


近几个月,澳洲大堡礁沿线发生大规模白化事件,珊瑚礁可能在几年内崩坏而造成生物多样性的重大损失。


气候变化和爆破捕鱼法在过去50年间更使全世界的珊瑚礁数量减少。美国航天总署指出,全世界超过四分之一的珊瑚礁已经消失,其他四分之三也很可能在未来30年内被破坏殆尽。


虽然部分珊瑚能靠着发出荧光色生存下来,但这远非解决之道。科学家表示,解决全球暖化问题和改善世界海洋健全是唯一的方法。

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