科學(xué)家發(fā)現(xiàn)珊瑚有一個(gè)可能有助于珊瑚礁保護(hù)的秘密

正如個(gè)體人類處理壓力的方式不同一樣，珊瑚也是如此。即使是并排生長的同一物種的珊瑚群落，對熱浪等壓力的耐受性也各不相同。

在今天發(fā)表的研究，我們發(fā)現(xiàn)了珊瑚耐熱性可變的令人驚訝的新證據(jù)。隨著世界海洋變暖，這些差異很重要。

今年早些時(shí)候，全球第四次全球大規(guī)模白化事件被宣布。大堡礁遭受重創(chuàng)五次大規(guī)模漂白自 2016 年以來 – 最近一次是在剛剛過去的夏天。這些宣言遵循了世界有記錄以來最熱的一年.

為了保持世界珊瑚礁的健康和功能，全球碳排放量必須大幅遏制以降低海洋變暖的速度。隨著人類努力實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，干預(yù)措施可能會(huì)為珊瑚在變暖的環(huán)境中生存贏得時(shí)間。

我們做了什么

珊瑚的耐熱性可以通過分析它們對水溫升高的反應(yīng)來衡量。我們的研究涉及測量 500 多個(gè)板狀珊瑚群落的白化閾值，Acropora hyacinthus.

Acropora hyacinthus是一種常見的珊瑚，形成小枝條的“桌子”。這個(gè)物種是雙具有重要的生態(tài)意義且極易受到熱浪的影響，使其成為保護(hù)的主要候選物種。

珊瑚的特征顏色是由生活在其組織內(nèi)的藻類提供的。藻類還提供珊瑚的大部分營養(yǎng)。當(dāng)水溫過高且時(shí)間過長時(shí)，珊瑚會(huì)排出藻類，導(dǎo)致其白化和饑餓。

在海上，我們參觀了 17 個(gè)珊瑚礁進(jìn)行水肺潛水和尋找Acropora hyacinthus.然后，我們將這些珊瑚的樣本帶到一艘研究船上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

我們專門設(shè)計(jì)的便攜式實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)包含 12 個(gè)設(shè)置為四種不同溫度的罐。將珊瑚碎片放置在每個(gè)水箱中，并在不同溫度下進(jìn)行短期熱應(yīng)激。

之后，我們測量了珊瑚碎片中殘留的色素量，這與珊瑚細(xì)胞中殘留的藻類量直接一致。

然后，我們確定了每只珊瑚的白化閾值——換句話說，珊瑚色素沉著下降到其健康水平的 50% 的溫度。這使我們能夠了解存在多少變異以及最耐熱的菌落生活在哪里。

那么我們發(fā)現(xiàn)了什么呢？在我們的實(shí)驗(yàn)中，高溫下保留的色素量從 3% 到 95% 不等。這意味著在高溫下，一些珊瑚群落完全白化，而另一些珊瑚群落似乎幾乎沒有受到影響。

在我們研究的 17 個(gè)珊瑚礁中，有 12 個(gè)包含白化閾值排名前 25% 的珊瑚礁。這意味著在我們采樣的大多數(shù)珊瑚礁中都可以找到耐熱珊瑚。

自然與后天

珊瑚處理壓力的方式不同，原因有兩個(gè)：自然和后天。

每個(gè)珊瑚都有獨(dú)特的“性質(zhì)”或基因組成，這會(huì)影響它的耐熱性。我們的結(jié)果表明，在整個(gè)大堡礁發(fā)現(xiàn)的珊瑚可能擁有獨(dú)特的遺傳資源，這些資源對恢復(fù)和適應(yīng)很重要。

然而，海洋環(huán)境的各個(gè)方面可能會(huì)培養(yǎng)或阻礙珊瑚的熱應(yīng)激反應(yīng)。這些因素包括水溫、營養(yǎng)條件和生活在珊瑚組織內(nèi)的共生藻類。

我們發(fā)現(xiàn)生活在溫暖地區(qū)（如北部大堡礁）的珊瑚可以承受更高的水溫。然而，由于這些地區(qū)的水非常溫暖，珊瑚已經(jīng)接近其溫度極限。

南部大堡礁的珊瑚無法承受與北部鄰居一樣高的溫度。我們的研究結(jié)果表明，這些珊瑚比北方的珊瑚更能容忍高于當(dāng)?shù)販囟鹊淖兣?/p>

這些耐受性模式可能會(huì)影響哪些珊瑚在海洋熱浪中幸存下來。

賦予我們的珊瑚礁未來

我們的發(fā)現(xiàn)對珊瑚適應(yīng)水下溫暖海洋的能力具有潛在的重要意義氣候變化.

結(jié)果也可能為珊瑚礁恢復(fù)和保護(hù)工作提供信息。例如，耐熱的親本珊瑚可能是選擇性繁殖產(chǎn)生更適合溫暖水域的后代。

此類計(jì)劃的成功取決于珊瑚的基因組成在多大程度上控制其耐熱性。因此，這項(xiàng)研究的下一步是調(diào)查這些遺傳差異。

選擇性育種試驗(yàn)已經(jīng)進(jìn)行，使用本研究中確定的最耐熱的珊瑚。

在保護(hù)我們的珊瑚礁方面，減少溫室氣體排放勢在必行。然而，選擇性繁殖等干預(yù)措施可能是有用的補(bǔ)充，可以為珊瑚礁提供最好的未來。

梅麗莎·諾格爾， 珊瑚生態(tài)學(xué)博士生，南十字星大學(xué);艾米麗·豪威爾斯， 海洋生物學(xué)高級(jí)研究員，南十字星大學(xué)和K 線托架，研究項(xiàng)目主任，澳大利亞海洋科學(xué)研究所

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