由于氣候變化、污染、不可持續(xù)的沿海開(kāi)發(fā)和過(guò)度捕撈，過(guò)去四十年來(lái)，石珊瑚或硬珊瑚在全球范圍內(nèi)不斷消失。然而，一些加勒比八珊瑚或軟珊瑚卻沒(méi)有遭遇同樣的命運(yùn)。
在對(duì)佛羅里達(dá)群島的軟珊瑚進(jìn)行為期兩年的調(diào)查期間，布法羅大學(xué)地質(zhì)學(xué)名譽(yù)教授瑪麗·愛(ài)麗絲·科弗羅思(MaryAliceCoffroth)和布法羅大學(xué)的一個(gè)研究小組發(fā)現(xiàn)了三種在熱浪中幸存下來(lái)的八珊瑚。雖然珊瑚動(dòng)物本身可能耐熱，但科弗羅思說(shuō)，她的團(tuán)隊(duì)得出的結(jié)論是，珊瑚內(nèi)的共生藻類(lèi)起到了某種保護(hù)者的作用。
“加勒比八珊瑚的抵抗力和恢復(fù)能力為珊瑚礁的未來(lái)提供了線索，”科弗羅思說(shuō)。
最近的一篇論文概述了他們的研究，“什么是勝利者?共生體和宿主動(dòng)態(tài)決定了加勒比海八珊瑚對(duì)白化的恢復(fù)能力”，發(fā)表于11月22日的《科學(xué)進(jìn)展》雜志上。
Coffroth是她在2015年至2017年間與研究生LouisBuccella、本科生KatherineEaton和AlyssaGooding以及技術(shù)員HarleenaFranklin進(jìn)行的這項(xiàng)研究的主要作者。環(huán)境、可持續(xù)發(fā)展和地質(zhì)學(xué)系的名譽(yù)教授霍華德·拉斯克(HowardLasker)也對(duì)這項(xiàng)研究做出了貢獻(xiàn)。
藻類(lèi)幫助珊瑚抵御熱浪
硬珊瑚和軟珊瑚都依賴于與生活在其組織內(nèi)的單細(xì)胞藻類(lèi)的營(yíng)養(yǎng)共生。溫暖的海水會(huì)導(dǎo)致共生關(guān)系破裂，導(dǎo)致藻類(lèi)共生體喪失，從而使珊瑚變白，這種現(xiàn)象稱為白化。
“白化可能導(dǎo)致珊瑚死亡，”自1998年以來(lái)一直在佛羅里達(dá)群島研究珊瑚礁的科弗羅思說(shuō)，包括2020-21年的一項(xiàng)最新研究。“目前尚不清楚藻類(lèi)是否離開(kāi)或從珊瑚中噴出。
科弗羅思說(shuō)：“在這項(xiàng)研究中，我們研究了三種八珊瑚物種在面對(duì)反復(fù)出現(xiàn)的海洋熱浪導(dǎo)致白化事件時(shí)增強(qiáng)抵抗力和恢復(fù)能力的可能機(jī)制。”他指??出，這是第一項(xiàng)跟蹤這兩種共生體的研究加勒比八珊瑚在重大熱浪之前、期間和之后的基因組成和密度。
她說(shuō)，總的來(lái)說(shuō)，加勒比八珊瑚在短珊瑚屬內(nèi)有共生體。這種共生體正在幫助八珊瑚更好地應(yīng)對(duì)不斷上升的熱量。
“熱浪期間短葉菌密度下降，但很快恢復(fù)，”她解釋道。“與石珊瑚近親相比，八珊瑚的死亡率較低。”
2014年厄爾尼諾現(xiàn)象促使研究
當(dāng)科弗羅思在2014年厄爾尼諾現(xiàn)象期間看到珊瑚白化，并知道明年夏天預(yù)計(jì)會(huì)出現(xiàn)類(lèi)似事件時(shí)，她向美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)申請(qǐng)了快速響應(yīng)研究(RAPID)資助。她獲得了56,305美元的獎(jiǎng)金，并與她的碩士生Buccella一起在群島進(jìn)行了這項(xiàng)研究，追蹤八珊瑚及其共生體的命運(yùn)長(zhǎng)達(dá)28個(gè)月。
她和團(tuán)隊(duì)的其他成員在2015年春秋和2016年春秋以及2017年春夏前往佛羅里達(dá)海洋研究所的基斯海洋實(shí)驗(yàn)室研究八珊瑚，記錄珊瑚顏色并采集樣本以研究八珊瑚的密度。共生體及其遺傳特性。
她說(shuō)：“我們知道，通過(guò)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)宿主和共生體的反應(yīng)來(lái)跟蹤整個(gè)事件中的單個(gè)菌落是至關(guān)重要的，并且至少在共生體物種的水平上檢查反應(yīng)，如果不是基因型的話，識(shí)別具有潛在恢復(fù)力的物種。”
氣候變化比珊瑚進(jìn)化更快
盡管這項(xiàng)研究大約十年前就開(kāi)始了，但科弗羅思表示，這些發(fā)現(xiàn)非常相關(guān)，因?yàn)樗鼈兎从沉四壳罢诎l(fā)生的情況，即全球海水持續(xù)變暖、風(fēng)暴增加和重大白化事件。
“有證據(jù)表明珊瑚現(xiàn)在比20世紀(jì)60年代能承受更高的溫度，”她說(shuō)。“這標(biāo)志著進(jìn)化，但問(wèn)題是氣候變化進(jìn)展太快，比進(jìn)化還要快。”
除了美麗的美學(xué)之外，珊瑚礁還為地球及其居民提供了許多好處，包括為容易受到颶風(fēng)和其他熱帶風(fēng)暴影響的沿海地區(qū)提供屏障;石斑魚(yú)和鯛魚(yú)等大型魚(yú)類(lèi)的棲息地;浮潛、釣魚(yú)和潛水的旅游勝地;以及用于治療炎癥和某些癌癥的藥物中的生物活性化合物的來(lái)源。
“如果你看到我在20世紀(jì)70年代開(kāi)始潛水時(shí)的珊瑚礁照片，并將其與現(xiàn)在的照片進(jìn)行比較，你會(huì)想哭，”她說(shuō)。“這種變化真是太驚人了。”
雖然她指出這項(xiàng)研究有一些重要的觀察結(jié)果，但還需要進(jìn)一步研究才能更好地了解生態(tài)系統(tǒng)正在發(fā)生的情況。
她說(shuō)：“我看到以前從未發(fā)生過(guò)白化現(xiàn)象的物種也出現(xiàn)了白化現(xiàn)象，但也有一些物種表現(xiàn)出了更強(qiáng)的恢復(fù)能力。”“動(dòng)物屬和共生體屬之間存在很多變異。我們需要了解這些變異。”
希望繼續(xù)研究珊瑚礁關(guān)系和共生藻類(lèi)的持久性，同時(shí)采取措施制止人類(lèi)活動(dòng)(例如過(guò)度捕撈和燃燒化石燃料)對(duì)環(huán)境的破壞。
“我們無(wú)法阻止全球變暖，”科弗羅斯說(shuō)。“但希望我們能放慢速度。”
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